ГОСТ Р 58031-2017/EN 14015:2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Емкости стальные встроенные, вертикальные, цилиндрические с плоским дном, сварные, устанавливаемые над поверхностью для хранения жидкостей при температуре окружающей среды и выше. Правила проектирования и производства
9 Проектирование стационарных крыш
9.1 Виды нагрузок
9.1.1 Стационарные крыши рассчитывают для нагрузок, установленных в 6.2, включая воздействие отрицательного давления ветра.
9.1.2 Выбирают один из следующих типов крыш:
a) свободнонесущие конические или сферические крыши с каркасной конструкцией или без или;
b) крыши с опорами.
Примечание - Если ожидается значительная осадка фундамента, для крыш с опорами при расчете необходимо учитывать специальные мероприятия.
9.1.3 Наклон свободнонесущих конических крыш должен составлять 1:5, если не установлено иное (см. A.1 приложения A).
9.1.4 Радиус сферической поверхности должен составлять от 0,8 до 1,5 диаметра резервуара, если не установлено иное (см. A.1 приложения A).
9.1.5 Наклон крыш с опорами должен составлять 1:16, если не установлено иное (см. A.1 приложения A).
9.2 Листы крыши с каркасной конструкцией
9.2.1 Каркасные конструкции для конических или сферических крыш, а также крыши с опорами рассчитывают согласно ENV 1993-1-1. Расстояние между несущими элементами листов крыши для сферических крыш выбирают таким образом, чтобы длина пролета не превышала 2,0 м, если один край листа крыши опирается на опорное кольцо крыши, выполненное из профиля уголкового сечения. Если такая опора отсутствует, расстояние между опорами не должно превышать 1,7 м. Для сферических крыш в соответствии с ENV 1993-4-2 допускается увеличение расстояния до 3,25 м.
9.2.2 Листы крыши сваривают с опорным кольцом из профиля уголкового сечения непрерывным угловым швом. Листы крыши не допускается закреплять на несущей конструкции, если требуется наличие разрывного шва.
9.2.3 Разрывной шов в месте соединения стенки и крыши должен соответствовать приложению K.
9.2.4 Установленная минимальная толщина всех листов крыши, не считая припуска на коррозию, должна быть не менее чем:
- 5 мм для нелегированных сталей;
- 3 мм для нержавеющих сталей.
9.2.5 Установленная минимальная толщина материалов, используемых для изготовления несущих элементов крыши, должна быть не менее чем
- 5 мм для нелегированных сталей;
- 3 мм для нержавеющих сталей.
Примечание - Это не относится к стенке двутавровых балок или швеллеров или к несущим конструкциям, для которых были приняты специальные меры предосторожности против коррозии.
9.2.6 Листы следует располагать внахлест и сваривать непрерывным угловым швом на внешней стороне. Нахлест должен быть не менее 25 мм, если не установлено иное (см. 17.6 и A.1 приложения A).
Примечание - Листы следует располагать внахлест таким образом, чтобы верхний лист лежал под краем расположенного ниже листа для предотвращения попадания конденсирующейся воды в шов. В зависимости от содержимого резервуара может потребоваться сваривать нахлесточное соединение с двух сторон или выполнять соединение в виде стыкового шва.
9.2.7 Коэффициент сварного шва J должен составлять:
- 1,0 для стыковых швов;
- 0,35 для нахлесточных соединений с односторонним угловым швом;
- 0,5 для нахлесточных соединений с двухсторонним угловым швом.
9.2.8 Повышение коэффициента сварного шва для сваренных внахлест листов крыши допускается при соответствующем согласовании (см. A.2 приложения A), если надежность сварных швов подтверждена испытаниями.
9.2.9 Допустимое расчетное напряжение принимают равным 2/3 предела текучести материала.
9.2.10 Все несущие конструкции крыши в плоскости поверхности крыши должны быть укреплены с помощью элементов жесткости следующим образом:
a) поперечные связи в плоскости поверхности крыши должны быть предусмотрены для крыш диаметром более 15 м минимум в каждом втором поле, т.е. между двумя парами соседних балок. Связи располагают на одинаковых расстояниях по всему периметру резервуара;
b) дополнительно вертикальные кольцевые элементы жесткости только для крыш с фахверковыми несущими конструкциями в вертикальной плоскости между двумя балками предусматривают следующим образом:
1) для крыш диаметром более 15 м и до 25 м - один кольцевой элемент жесткости;
2) для крыш диаметром более 25 м - два кольцевых элемента жесткости.
9.3 Крыши без несущих конструкций (мембранные крыши)
9.3.1 Все мембранные крыши изготовляют из листов, сваренных стыковыми швами или двухсторонними угловыми нахлесточными швами.
9.3.2 Мембранные крыши рассчитывают так, чтобы они выдерживали расчетное избыточное давление и было исключено выпучивание.
9.3.3 Прочность по избыточному давлению:
- для сферических крыш:
(12)
- для конических крыш:
(13)
- устойчивость к выпучиванию:
(14)
где ep - толщина листа крыши без припуска на коррозию, мм;
E - модуль упругости, Н/мм2;
J - коэффициент сварного шва согласно 9.2.7;
P - расчетное избыточное давление (см. таблицу 3), мбар;
pe - сумма внешней нагрузки, собственного веса листов, расчетного вакуума (при наличии), кН/м2;
R1 - радиус крыши, м (для конических крыш: 
) (см. рисунок 8);
S - допускаемое напряжение (см. 8.1.1), Н/мм2.
9.4 Площадь сечения, работающего на сжатие, для соединения стенки и крыши резервуара
9.4.1 Площадь сечения, работающего на сжатие, - это область соединения стенки и крыши резервуара, которая должна выдерживать усилия сжатия. Максимальные размеры нагруженного сечения должны соответствовать заштрихованной области на рисунке 8.
e - толщина стенки, мм; ea - толщина опорного кольца
из профиля уголкового сечения (см. таблицу 18), мм;
eg - толщина горизонтального опорного элемента
прямоугольного сечения, мм; ep - толщина листов крыши
над опорным кольцом из профиля уголкового сечения, мм;
Lr - эффективная длина крыши, мм; Ls - эффективная длина
стенки, мм; R - радиус стенки резервуара, м; R1 - радиус
крыши, м (для конических крыш )
Рисунок 8 - Расчетная площадь сечения, работающего
на сжатие, в узле соединения стенки и крыши резервуара
9.4.2 Площадь сечения, работающего на сжатие, A, мм2, без припусков на коррозию должна соответствовать значению, рассчитанному по формуле
(15)
pc - внутреннее давление, соответствующее расчетному избыточному давлению p (см. 4.4) за вычетом давления от веса листов крыши, мбар;
R - радиус резервуара, м;
Sc - допускаемое напряжение сжатия; если не установлено иное, для всех сталей принимают равным 120 Н/мм2;
- уклон меридионального сечения крыши в узле соединения стенки и крыши, град. (см. рисунок 8).
9.4.3 Если с помощью кольца жесткости необходимо дополнительно увеличить поперечное сечение, то такое кольцо жесткости располагают как можно ближе к соединению стенки и крыши [см. рисунок 8 a)].
9.4.4 Площадь сечения, работающего на сжатие, увеличивают посредством повышения толщины листов крыши или стенки, добавлением профиля или несущего элемента или с помощью комбинации этих двух элементов.
Дополнительный элемент к сечению располагают таким образом, чтобы центр тяжести работающего на сжатие сечения остался на расстоянии вверх или вниз, соответствующем 1,5 средней толщины соединяемых деталей в точке пересечения, относительно горизонтальной плоскости, проходящей через точку пересечения. (Поэтому полученный новый центр тяжести должен лежать как можно ближе к исходному центру тяжести.)
9.4.5 Работающее на сжатие поперечное сечение необходимо проверить на растяжение от внешних нагрузок и/или расчетного вакуума; превышение расчетного напряжения S согласно 8.1.1 не допускается.
9.4.6 Для каркасных крыш работающее на сжатие поперечное сечение проверяют на растягивающие усилия, вызванные несущей конструкцией.
9.4.7 Необходимо следить за тем, чтобы чрезмерные нагрузки на изгиб в работающей на сжатие области соединения каркаса и края стенки были предотвращены.
9.4.8 Резервуары со стационарными крышами должны иметь минимальную площадь работающего на сжатие сечения A (в соответствии с расчетами по 9.4.2) и опорное кольцо из профиля уголкового сечения в соответствии с таблицей 16.
Таблица 16
Минимальные размеры опорного кольца
из профиля уголкового сечения
Диаметр резервуара D, м | Минимальные размеры опорного кольца из профиля уголкового сечения, мм |
D <= 10 | 60 x 60 x 6 |
10 < D <= | 60 x 60 x 8 |
0 < D <= 36 | 80 x 80 x 10 |
36 < D <= 48 | 100 x 100 x 12 |
48 < D | 150 x 150 x 12 |
9.5 Требования к системе вентиляционного оборудования
9.5.1 Для вентиляции резервуаров со стационарной крышей в соответствии с настоящим стандартом действуют требования 9.5.3 - 9.5.8 или требования, установленные заказчиком (см. A.1 приложения A).
9.5.2 Системы вентиляции должны соответствовать положениям приложения L.
9.5.3 Вентиляция должна выполнять следующие задачи:
a) приток воздуха при расчетном вакууме в нормальных условиях эксплуатации;
b) отток воздуха при избыточном давлении в нормальных условиях эксплуатации;
c) аварийная вентиляция, если она не исключена (см. A.1 приложения A).
9.5.4 При необходимости аварийной вентиляции ее должно обеспечить или соответствующее вентиляционное оборудование, или создание "ослабленного узла" соединения крыши со стенкой резервуара (см. приложение K).
9.5.5 Число и размеры вентиляционных и предохранительных клапанов должны соответствовать указанной в приложении L пропускной способности.
9.5.6 Пропускная способность должна быть достаточной для предотвращения превышения установленного в 4.4.2 аккумулирования для избыточного давления и отрицательного давления.
Примечание 1 - Для такого оборудования допускается установка решеток, предотвращающих попадание внутрь инородных тел. Использование слишком мелких решеток не рекомендуется, так как зимой они могут быть забиты.
Примечание 2 - При выборе материала для проволочных решеток необходимо учитывать возможную коррозию, так как она может ухудшить пропускную способность вентиляционного оборудования.
Подписаться на обновления