COMPUTER SIMULATION OF THE CARRYING CAPACITY OF A SHORT CYLINDRICAL TANK WITH A FLEXIBLE BOTTOM ON A RIGID BASE
DOI:
https://doi.org/10.32851/tnv-tech.2022.2.6Keywords:
short cylindrical tank, hydrostatic loading, method of distribution of moments, elastic clamping of a wall in the bottom, flexible bottom on a rigid basis, edge effect.Abstract
The article presents the application of the method of moment distribution based on a combination of moment and moment less theories to the calculation of a short cylindrical tank with a flexible bottom on a rigid basis under the action of hydrostatic or uniform load. The approximate calculation of short cylindrical tanks, as axisymmetric problems, is reduced to the calculation of beams – strips on an elastic basis with a variable modulus of the elastic foundation are substantiated. The forces and deformations for a cylinder from the edge effect can be represented as functions of uniformly distributed moments and transverse forces acting on the edge of the shell is shown. It is proved the values of the reactions of the walls of cylindrical tanks in a simple form caused by different types of loads under different boundary conditions it is possible to express with the help of elastic coefficients. The possibility of applying the method of moment distribution to the calculation of short cylindrical tanks with a flexible bottom on a rigid basis under the action of hydrostatic or uniform load is analyzed. It is proved that taking into account the flexibility of the bottom with a rigid base leads to a more rational design. On the basis of the received technique the practical calculation of the cylindrical steel tank at hydrostatic loading on a massive concrete basis is executed. A computer program has been developed to calculate a short cylindrical tank with a flexible bottom on a rigid base. The computer program contains an algorithm for determining the forces arising in the place of connection of the tank wall with the bottom, based on the proposed mathematical model of the distribution of moments. The program is designed to study the load-bearing capacity of short cylindrical tanks with a flat flexible bottom on a rigid base, as shells rotating with the edge effect, operating under hydrostatic or uniform load, taking into account factors of geometric and physical nonlinearity.
References
Бессонов В.С. Вертикальный резервуар большой емкости. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1983. № 2. С. 5–8.
Кулахметьев Р.Р. Предельные состояния и срок службы резервуаров. Промышленное и гражданское строительство. 2003. № 6. С. 28–30.
Соболев Ю.В., Купрейшвили С.М. Проектирование металлических вертикальных цилиндрических резервуаров минимальной массы. Строительная механика и расчет сооружений. 1986. № 1. С. 17–20.
Кабриц С.А., Михайловский Е.И., Товстик П.Е., Черных К.Ф., Шамина В.А. Общая нелинейная теория упругих оболочек / Под ред. Черныха К.Ф., Кабрица С.А. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. 388 с.
Никиреев В.М., Шадурский В.Л. Практические методы расчета оболочек. Москва: Издательство литературы по строительству. 1966. 270 с.
Грудев И. Д. Нелинейный краевой эффект в вертикальном цилиндрическом резервуаре. Промышленное и гражданское строительство. 1999. № 5. С. 23–24.
Ємел’янова Т.А., Лобанова Т.Ю. Експериментальне дослідження параметрів напруженого стану коротких циліндричних залізобетонних резервуарів. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки. Херсон : Видавничий дім «Гельвети- ка», 2021. Вип. 1. С. 42–53.
Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа. Киев : Изд-во «Сталь». 2002. 600 с. 9. Ємел’янова Т.А. Розробка комп’ютерної програми для дослідження напруженого стану в точці тіла. Будівельні матеріали, конструкції та споруди третього тисячоліття: зб.наук. пр. Херсон : ХДАЕУ, Вип. 2. 2020. С. 30–34.
Нехаев Г.А. К вопросу о расчете сопряжения стенки с днищем вертикального цилиндрического резервуара. Известия Тульского государственного университета. Серия «Технология, механика и долговечность строительных материалов, конструкций и сооружений». 2002. № 3. С. 127–131.
Еленицкий Э.Я. Расчет узла сопряжения стенки и днища вертикальных цилиндрических стальных резервуаров. Строительная механика и расчет сооружений. 2007. № 4. С. 2–7.
Ємел’янова Т.А. Особливості розрахунку циліндричних резервуарів при різних умовах обпирання стінки. Будівельні матеріали, конструкції та споруди третього тисячоліття: зб. наук. пр. Херсон : ХДАЕУ, Вип. 3. 2021. С. 8–12.
Ворона А., Ємел’янова Т. Математичне моделювання напружено-деформованого стану короткого циліндричного резервуару з гнучким днищем на жорсткій основі. Сучасна наука: стан та перспективи розвитку: матеріали ІV Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених з нагоди Дня працівника сільського господарства. Херсон: ХДАЕУ, 2021. С. 297–299.
Ємел’янова Т.А., Ворона А.Р. Методика розрахунку циліндричного резервуару з плоским гнучким днищем на жорсткій основі. Гідротехнічне будівництво: минуле, сьогодення, майбутнє: матеріали ІV Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених «Гідротехнічне будівництво: минуле, сьогодення, майбутнє». Херсон : ХДАЕУ, 2021. Вип. 4. С. 18–22.
Дьяконов В. П. Mathematica 5.1/5.2/6. Программирование и математические вычисления. Москва : ДМК- Пресс, 2008. 576 с.
