Федоряка Юлія Володимирівна. Особливості урахування вітрового навантаження в оцінках стійкості сталевих вертикальних циліндричних резервуарів

brief description

Федоряка Юлія Володимирівна. Особливості урахування вітрового навантаження в оцінках стійкості сталевих вертикальних циліндричних резервуарів : Дис... канд. наук: 05.23.01 2007

Федоряка Ю.В. Особливості урахування вітрового навантаження в оцінках стійкості сталевих вертикальних циліндричних резервуарів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2007.
Дисертація присвячена теоретичному аналізу особливостей напружено-деформованого стану та стійкості сталевих вертикальних циліндричних резервуарів при дії вітрового навантаження на підставі використання універсальних програмних комплексів.
Встановлено, що головною особливістю деформованого стану циліндричної оболонки при дії вітрового тиску є виникнення хвилеподібних погинів поверхні, параметри яких є резонансними з параметрами власної форми втрати стійкості оболонки. Такі погини суттєво впливають на характер деформованого стану і визначають поведінку оболонки в граничних станах
Запропоновані нові значення коефіцієнта приведення вітрового навантаження до еквівалентного вакууму, які визначаються в залежності від геометричних параметрів резервуарів.
Розроблений інженерний алгоритм визначення критичного значення вітрового тиску оболонки з початковими недосконалостями. Застосування вказаного алгоритму дозволяє суттєво уточнити діагностичну оцінку стійкості резервуарів, що експлуатуються.

У дисертаційній роботі виконано теоретичний аналіз напружено-деформованого стану та особливостей граничних станів сталевих резервуарів під дією вітрового навантаження, що дало змогу одержати низку нових результатів і на підставі цього удосконалити розрахункові оцінки стійкості вказаних споруд.
Встановлено, що для одержання прийнятних результатів при розрахунку резервуарних оболонок на вітрове навантаження побудову скінченно-елементних моделей треба здійснювати в межах ефективних параметрів, які зводяться до наступного:

число скінченних елементів по периметру моделі оболонки повинно дорівнювати:
,
де- число хвиль випинання класичної форми втрати стійкості циліндричної оболонки, що розглядається;
- розподіл вітрового тиску по периметру треба представляти ординатами із крокомпо кутовій координаті.

У всіх випадках навантаження резервуарних оболонок вітровим тиском основні компоненти напруженого стану залишаються далекими від розрахункового опору сталі, і тому з точки зору міцності цей вид навантаження не має суттєвого значення.
Виявлено, що головною особливістю деформованого стану оболонки, що знаходиться під дією вітрового тиску, є виникнення хвилеподібних погинів поверхні. Параметри цих погинів є резонансними з параметрами власної форми втрати стійкості оболонки. Встановлено, що такі погини суттєво впливають на характер деформованого стану і визначають поведінку оболонки в граничних станах.
З аналізу нелінійного деформування резервуарних оболонок встановлено, що існує два характерних критичних значення вітрового тиску: верхнєі нижнє. При цьому(0,580,65)- для шарнірно закріплених оболонок;(0,810,87)-для оболонок з жорстко затисненими торцями. Встановлено також, що критичний тиск, визначений за результатами розрахунку біфуркаційної задачі, у всіх випадках виявляється більше в порівнянні зі складає.
Величини радіальних переміщень і співвідношення критичних значень вітрового тиску,,дозволяють стверджувати, що в інженерних оцінках стійкості резервуарних оболонок в якості граничного значення вітрового навантаження слід приймати.
Результати проведених досліджень вказують на те, що коефіцієнтприведення вітрового тиску до еквівалентного вакууму треба визначати диференційно в залежності від геометричних параметрів сталевих вертикальних циліндричних резервуарів.
Застосування інженерного алгоритму оцінки стійкості, розробленого в дисертації за результатами виконаних досліджень, підтверджує його надійність та ефективність, і дозволяє уточнювати загальну оцінку стійкості сталевих вертикальних циліндричних резервуарів на 10-15% як убік її збільшення, так і убік зменшення в порівнянні з діючими нормами проектування.