TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG BẰNG THÉP BÁO CÁO MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BIỂN VEN BỜ. Có sử dụng phần mềm Sap2000 để tính toán. Đánh giá độ bền theo tiêu chuẩn, tính toán tải gió, áp lực thủy tĩnh...
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nhóm4 : Vũ Trung Hiếu, Lưu Hữu Hải, Vương Nhĩ Khang ĐỒ ÁN TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG BẰNG THÉP ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH BIỂN VEN BỜ VÀ ĐỒ ÁN Ngành: Cơ kĩ thuật Chun ngành : Kỹ thuật cơng trình biển HÀ NỘI – 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ Nhóm 4: Vũ Trung Hiếu, Lưu Hữu Hải, Vương Nhĩ Khang ĐỒ ÁN TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG BẰNG THÉP ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN VEN BỜ VÀ ĐỒ ÁN Ngành: Cơ kĩ thuật Chun ngành: Kỹ thuật cơng trình biển Giảng viên giảng dạy : TS Nguyễn Trường Giang HÀ NỘI – 2021 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỂ TRỤ ĐỨNG BẰNG THÉP Vũ Trung Hiếu, Lưu Hữu Hải, Vương Nhĩ Khang Khóa K63H2, Ngành Cơ kỹ thuật TĨM TẮT : Cùng với phát triển kinh tế nước, Hải Dương ngày hội nhập phát triển đà thăng tiến chung Bên cạnh dự án xây dựng sở hạ tầng để tăng cường giao thương tỉnh nguồn lượng, nhiên liệu ngày trọng Do nhu cầu xây dựng bể chứa nhiên liệu xăng dầu thiết yếu Cho nên việc tính tốn thiết kế bể chứa nhiên liệu để khai thác tối đa nguồn lực tỉnh Hải Dương nhu cầu cấp thiết Vì đồ án cung cấp kiến thức bể chứa mơ hình tính tốn thiết kế bể chứa trụ thép cỡ trung bình để phục vụ cho nhu cầu lưu trữ nhiên liệu phục vụ công tác sản xuất… MỤC LỤC Contents CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỂ CHỨA I Đặc điểm cấu tạo phân loại bể chứa 2.1 Bể trụ đứng thép 2.2 Bể cao áp 2.3 Bể nằm ngang kim loại 2.4 Bể bê tông cốt thép II Nhu cầu xây dựng phát triển mơ hình bể chứa Việt Nam CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỂ CHỨA DUNG TÍCH 30000m3 10 I Số liệu thiết kế 10 II Tính tốn khối lượng thân bể 10 III Tính tốn tải trọng gió 12 IV Kiểm tra tính ổn định 13 V Tính tốn tải gió tác dụng lên bể chứa SAP2000 14 Tài liệu tham khảo: 22 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỂ CHỨA I Đặc điểm cấu tạo phân loại bể chứa Đặc điểm chung Bể chứa phương tiện lưu trữ chất lỏng, trước hết dầu sản phẩm dầu Bể chứa thường làm từ vật liệu kim loại, bê tông cốt thép vật liệu tổng hợp Bể chứa có nhiều kiểu hình dạng khác theo vật liệu làm bể để phù hợp với yêu cầu thiết kế điều kiện nơi đặt bể chứa Cùng với phát triển khoa học công nghệ yêu cầu ngày tăng chru doanh nghiệp, người ta tiến hành nghiên cứu ngày phát triển xây dung loại bể chứa có kết cấu phức tạp lại hiệu mặt kinh tế, nguyên liệu nhu cầu sử dụng bể chứa Phân loại bể chứa Phụ thuộc vào yêu cầu mơi trường doanh nghiệp có nhiều loại bể chứa Với bể chứa vật liệu thép có dạng hình trụ đứng nằm ngang Bể bê tơng cốt thép có loại lắp ghép , có loại đổ tồn khối Có loại liên hợp hai loại thép bê tông cốt thép, bê tông cốt théo vật liệu tổng hợp Khi phụ thuộc vào áp suất bên bể, có loại bể có mái gắn với phao áp suất dư khơng, bể có áp suất cao Ở ngồi khơi có loại bể chìm nước bể đặt giàn khoan Bên cạnh loại bể chứa chìm thiết kế chung với kết cấu chịu lực giàn… 2.1 Bể trụ đứng thép Được lắp đặt chủ yếu chạm chứa dầu nay, thành bể chế tạo từ thép thép cuộn Thường bể trụ đứng thép có phần đáy bể đặt xuống cát đầm chặt để chịu áp lực chất lỏng Các thép liên kết với đường hàn đối đầu Thân bể phận chịu lực bể, thường có độ dày thay đổi theo chiều cao bể để giảm chi phí vật liệu mà đảm bảo công dụng bể thành bể làm thép định hình, liên kết hàn với Mái bể hàn từ thép định hình, với bể có bán kính lớn cần có trụ đỡ mái bể Mái thường có dạng: mái phẳng, mái cầu, mái nón/… Bể trụ đứng có mái ( mái phao): Các bể chứa có mái sử dụng để làm giảm thất thoát bốc ( thở nhỏ) sản phầm dầu có độ nhớt nhỏ Gồm mái mái cố định bên mái bên bể chứa có lắp phao Phao thường làm kim loại vật liệu tổng hợp có tính bền hóa học với sản phẩm dầu Các bể chứa có mái thường xây dựng vùng có gió bão lớn động đất… Các bể loại thường tiết kiệm vật liệu giảm khả thất thoát sản phẩm dầu đến 95% Bể chứa có mái cầu Thường sử dụng để chứa sản phẩm dầu nhẹ áp lực dư khoảng 0.01-0.07 MPa 2.2 Bể cao áp Để khắc phục hoàn toàn hao tổn sản phảm dầu tưởng thở nhỏ áp suất bên vùng khơng gian khí đạt 1000-7000mm cột nước ta cần sử dụng bể cao áp Bể cao áp có hình dạng bể thông thường kết cấu bể phải chịu áp lực lớn, tương ứng vật liệu làm bể có cường độ chịu tải lớn Bể cao áp thường có dạng hình giọt nước, áp suất bên khoảng 0.4kG/cm2 chân không đạt tới 500mm cột nước, hình trụ giọt nước, khơng gian khí từ 4000-7000mm cột nước lớn 2.3 Bể nằm ngang kim loại Các bể nằm ngang thép dùng để chứa sản phẩm đầu mật độ không lớn 1T/m3 áp suất dư 0.4kG/cm2 ( bể có đáy phẳng) 0.7kG/cm2 (đối với bể có đáy hình nón hay vùng chân khơng đạt đến 0.01kG/cm2) Bể chôn xuống đất đặt mặt đất 2.4 Bể bê tông cốt thép Bể bê tông cốt thép thường sử dụng để chứa sản phầm dầu có độ nhớt nhỏ như: xăng, dầu hỏa, dầu diezen Bể có dạng hình trụ có mặt hình chữ nhật Để giảm hao tổn sản phẩm dầu, áp suất dư bể tạo đến 200mm cột nước Cốt thep làm bể thường thép cường độ cao Đối với giàn khoan trọng lực người ta sử dụng phần đế lực làm bể chứa nhiên liệu dự trữ nước Bể để chứa sản phẩm dầu có độ nhớt nhỏ, đặc biệt dầu hỏa mỡ phải có ốp bề mặt phía kim loại phi kim loại, sản phầm bị thẩm qua bê tơng, bể liên hợp thép bê tông cốt thép Khi thiết kế hay thi công lắp đặt bể bê tông cốt thép ngầm diều kiện cụ thể phải đặc biệt ý đến mực nước ngầm, bể ngầm có độ lớn mực nước ngầm dâng cao bể bị đẩy lên làm cho bể bị phá hủy Để bể không bị đẩy trồi lên người ta đổ lớp bê tơng dày đáy, lắp neo tăng cường tìm vùng có mực nước ngầm thấp II Nhu cầu xây dựng phát triển mơ hình bể chứa Việt Nam Bể chứa chủ yếu lắp đặt tỉnh Hải Phịng,TP Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, khu lọc dầu Dung Quất-Quảng Ngãi Chủ yếu phục vụ cho công việc khai thác dầu khí nước lưu trữ sản phẩm dầu nhập khẩu, bên cạnh việc đáp ứng nhu cầu phục vụ cho mục đích qn sự,quốc phịng an ninh quốc gia Do hạn chế mặt kỹ thuật nên bể chứa Việt Nam chủ yếu loại bể trụ đứng, loại bể khác cần yêu cầu kỹ thuật cao cầu giọt nước phải nhập từ nước ngồi Vì việc nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ vào việc thiết kế thi công lắp đặt bể chứa yêu cầu thiết yếu giai đoạn nhu cầu sử dụng lượng ngày nâng cao CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỂ CHỨA DUNG TÍCH 30000m3 I II Số liệu thiết kế STT Thông số Đơn vị Giá trị M3 30000 Dung tính thiết kế Khối lượng riêng kim loại T/m3 7.85 Chiều rộng thép m Độ bền tính tốn vật liệu MPa 400 Hệ số điều kiện làm việc Tổng chiều dày đáy mái Hệ số vượt tải Trọng lượng riêng dầu KN/m3 Áp lực dư tính tốn KN/m2 20 10 Vận tốc gió m/s 30 11 Tiêu chuẩn thiết kế TCVN-2737-95 12 Thép A36 13 Độ ăn mòn cho phép 0.9 mm 13 N1=1.5,n2=1.05 mm Tính tốn khối lượng thân bể Những u cầu thiết kế: - tiết kiệm vật liệu - Khả thi công - Phù hợp với mặt xây dưng - Khả sửa chữa - Phù hợp nhu cầu sử dụng Tính tốn kích thước tối ưu cho bể chứa dung tích 30000m3 Chiều cao tối ưu bể chứa (bỏ qua chiều cao mái đáy) cho theo công thức: 10 Biểu đồ ứng suất theo S12 S12max=5528 (KN/m2) Chuyển vị thành bể Tính tốn độ bền thân bể: Điều kiện bền : √(𝜎12 − 𝜎1 𝜎2 + 𝜎22 + 𝜏 ) ≤ 𝛾 𝑅c 20 Với thành phần 𝜎1 = 𝑆11𝑚𝑎𝑥 = 168665.6 (KN/m2) 𝜎2 = 𝑆22𝑚𝑎𝑥 = 42111.6, 𝜏 = 𝑆12𝑚𝑎𝑥 = 5528, 𝛾 = 0.9, 𝑅𝑐 = 250000 ( 𝐾𝑃𝑎 ) 152349.5