В этом случае условие прочности выполняется, однако для корректного выбора новой  толщины днища или стенки необходимо весь расчет повторить.

     4.6 Проверка сварного шва на прочность

     При толщине стенки меньше 20 мм соединение выполняется без разделки нижней кромки стенки. Катет принимаем равным 12 мм. Коэффициент сварного шва принимается по таблице 34 СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» – (для ручной электродуговой сварки). Коэффициент условий работы сварного шва .

     Условие прочности сварного шва:

,

где – сила, срезающая шов по металлу сварного шва;

     – длина сварного шва  для случая расчета оболочки, когда  сила, отнесенная к единице длины;

     – расчетное сопротивление  по металлу сварного шва для  электрода  . 

       = = = 443,3

     Выполняем проверку сварного шва:

,

.

       _{следовательно,}  

     условие прочности сварного шва выполняется. 
 
 

5. расчет  сферической крыши.

     Дано:

       – радиус цилиндрического  резервуара;

       – радиус сферической крыши;

       – нормативный вес крыши;

       – количество главных балок.

     

     

Рис. 8. Расчетная схема главной балки сферической крыши

вертикального резервуара  
 
 

     Угол  зависит от соотношения радиусов и :

,

     Высота  купола определяется из геометрических соотношений:

 

5.1 Определение нагрузки на главную балку.

    При симметричной схеме нагружения каждая из главных балок воспринимает ту часть нагрузки, которая приходится на один сектор круговой проекции крыши на горизонтальную плоскость. Количество секторов крыши равно количеству главных балок. В силу геометрических особенностей изменение нагрузки на главную балку от центра крыши до опоры на стенку пропорционально длине дуги, с которой собираются нагрузки (рис. 8). Поэтому интенсивность вертикальной нагрузки на главную балку линейно возрастает от нуля в центре до в крайних точках при опирании на стенку.

    Эпюра нагрузок на главную балку будет  полностью определена, если вычислить 

      .    (16)

;

;

.

. 

5.2 Определение реакций опор

     Вертикальная  реакция  и распор определяются из уравнений статики.

     Сумма проекций сил на вертикальную ось  равна нулю:

,

.

     Сумма моментов относительно правой опоры  равна нулю:

.

 

     5.3 Определение изгибающих моментов в поперeчных сечениях главных балок.

    Уравнение изгибающих моментов записывается как  функция от угла , определяющего положение поперечного сечения (рис. 8)

     ,  (17)

      .

    Окончательно  уравнение принимает вид

     .          (18)

    Полученное  уравнение позволяет построить  эпюру изгибающих моментов (рис. 9). Однако, для того чтобы проанализировать конструкцию главной балки с целью определения наиболее опасного сечения, необходимо найти координату сечения с наибольшим изгибающим моментом.

    

    Рис. 9. Эпюра изгибающего момента в поперечных сечениях главной балки

5.4 Определение максимального изгибающего момента.

    Для определения максимального изгибающего  момента уравнение (18) исследуется на экстремум. В результате находится угол , определяющий положение сечения, в котором изгибающий момент максимальный. Для определения максимального изгибающего момента находится производная и приравнивается нулю

     .  (19)

     ;      ;

     .     (20)

    В результате решения тригонометрического  уравнения (20) определяется угол

     .    (21)

    

.

    

;     .

    Для определения максимального изгибающего  момента значение угла подставляется в уравнение (18)

     .       (22)

В соответствии с рекомендациями ОАО «Транснефть» каркас стационарной кровли резервуара относится к основным конструкциям резервуара подгруппы А, для которых рекомендуется использовать сталь класса С345 по ГОСТ 27772 (09Г2С-12).

    Для стали С345 нормативное расчетное  сопротивление  .

    Условие, выражающее предельное состояние для  главной балки

     ,                    (23)

где – коэффициент условий работы;

 – момент сопротивления  стандартного прокатного двутаврового  сечения.

      Расчетное сопротивление стали

,

где – коэффициент надежности по материалу;

 – коэффициент надежности  по назначению.

    Из  выражения (3) определяется значение момента  сопротивления удовлетворяющее условию прочности

    

.

    Номер двутаврового сечения выбираем по ГОСТ 26020-83 «Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок».

    Двутавр № 35Б1 имеет момент сопротивления .

    Для выполнения чертежей, из ГОСТ 26020-83 также выбираются все необходимые геометрические размеры. 

    Расчет  кольцевой балки  настила. 

    В результате расчета необходимо определить размер швеллера – поперечного  сечения балки настила. Наиболее нагруженной является самая длинная  балка настила, при условии равномерной  нагрузки на крышу. Такой является балка  наиболее удаленная от центра (рис. 10). Ее длину определяем по формуле

    

,

где – радиус наибольшего кольца балок настила;

 – число главных балок.

                               

    Рис. 10. Радиально-кольцевая конструкция сферической крыши

    1 - центральный щит; 2 – главная  балка; 3 – балки настила; 4 – настил 

    Конструкция балки настила показана на рисунке 11, а на рисунке 12  ее    расчетная схема. Для определения максимального изгибающего момента необходимо определить интенсивность распределенной нагрузки

      ,

где – радиальное расстояние между балками настила. 

             

Рис. 11. Конструкция соединения балки настила с главными балками

     1 – двутавровая главная балка; 2 – настил; 3 – швеллер – балка  настила; 

    4 – монтажный угловой шов; 5 –  заводской угловой шов; 

    6 – отверстие под монтажный  болт; 7 - фасонка 

    Для выбранной расчетной схемы определяем наибольший изгибающий момент

    

. 

    

Рис. 12. Расчетная схема балки настила  

    Размер  поперечного сечения швеллера определяем из условия 

    

.

    

.

    

.

    Швеллер выбираем по ГОСТ 8240 . 

5.6 Расчет настила сферической крыши. 

    Расчет  настила производим по известному решению  для прямоугольной  пластины шарнирно закрепленной по краям. Расчетная схема  показана на рисунке 13.

    

Рис. 13. Расчетная схема настила  

    При определении давления от собственного веса настила предварительно задаемся толщиной листа настила 

.

    Определяем  давление на пластину

    

.

    Размеры  и выбираются для наибольшей пластины

     ; = = 3,5

    Наибольший  изгибающий момент

    

,

    прогиб  в центре пластины

     ,

    где – коэффициенты, выбираемые по таблице в зависимости от соотношения размеров пластины. 

 

    Для выбранного отношения  размеров пластины по таблице выбираем и .

    Изгибающий  момент

    

.

    Из  условия 

    

    получаем 

    

.