SÁCH - Thiết kế kết cấu thép bể và bồn chứa áp lực thấp (PGS.TS. Nguyễn Hồng Sơn Cb) Full
Các bể chứa và bồn chứa được sử dụng khá phổ biến trong công trình xây dựng. Chúng dùng để chứa chất lỏng và chất khí như nước, cồn, axít, các nhiên liệu và chất khí công nghiệp khác v.v... Trong thực tế, các bể chứa và bồn chứa rất đa dạng, tài liệu này chỉ đề cập đến loại bể trụ đứng và trụ ngang áp lực thấp có thể tích không đổi, cũng như loại bồn ướt và bồn khô có thể tích thay đổi. Theo đó, nội dung nhằm hệ thống hóa chi tiết hơn về tính toán và giải pháp cấu tạo chi tiết một số loại bể và bồn chứa, đồng thời cũng đưa ra các ví dụ tính toán. Các ví dụ tính toán không chỉ có ý nghĩa minh họa lý thuyết tính toán mà còn có ý nghĩa thực dụng, bởi vì một trong số chúng được lấy từ thực tế kỹ thuật.
Cuốn sách Thiết kế kết cấu thép bể và bồn chứa áp lực thấp được chia một cách tương đối ra làm bảy chương:
Chương 1 và Chương 2, đề cập đến khái niệm chung về bể và bồn chứa áp lực thấp, cũng như trình bày về cơ sở tính toán, cấu tạo kết cấu thép bản và các khuyến nghị lựa chọn vật liệu thép, các yêu cầu về liên kết hàn khi sử dụng để liên kết các cấu kiện kết cấu bể và bồn chứa. Các nội dung được sắp xếp một cách hệ thống mà không quá dư thừa về mặt lý luận cũng như biểu diễn về mặt toán học.
Chương 3 đến Chương 6, trình bày yêu cầu cấu tạo và tính toán các bộ phận chịu lực của bể trụ đứng, bể trụ ngang có thể tích không đổi và bể khô, bể ướt có thể tích thay đổi. Các nội dung đã sử dụng Tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam về Thiết kế Kết cấu thép, Tải trọng và Tác động v.v..., trên cơ sở phương pháp thống nhất.
Chương 7, dành riêng để trình bày phương pháp tính toán tác động động đất theo phương ngang và phương đứng, tác dụng lên thành và đáy cũng như mái của bể chứa. Từ đó, trình bày cách tính toán kiểm tra về khả năng chịu lực của các bộ phận kết cấu thành, đáy và liên kết thành với đáy bể khi chịu đồng thời áp lực thủy tĩnh và thủy động do chuyển động của chất lỏng.
Ngoài ra, còn có Phụ lục là các bảng tra, mang tính chất tham khảo, cung cấp thông tin cần thiết liên quan đến bể và bồn chứa, để giải quyết tổ hợp các vấn đề trong thực hành tính toán các cấu kiện chịu lực của công trình khác nhau.
Các vấn đề chưa được làm rõ trong tài liệu này, nhưng liên quan trực tiếp đến vấn đề đang đề cập, sẽ được chỉ dẫn đến nguồn tài liệu phù hợp, danh mục của chúng được dẫn ra ở phần Tài liệu tham khảo.
Thấy rằng, do tính đa dạng của bể và bồn chứa cũng như giải pháp cấu tạo kết cấu chính như: thành, đáy và mái bể và bồn hoặc các kết cấu chuyển động của bồn chứa có thể tích thay đổi, các tài liệu hiện hành trong nước [1, 5, 8, 9, 10] sử dụng để thiết kế bể và bồn chứa vẫn chưa đủ, trong thực tế các nhà chuyên môn cũng đã phải sử dụng cùng với tiêu chuẩn nước ngoài, chẳng hạn như của Mỹ [12] hoặc châu Âu [13]. Điều đó gây khó cho người thiết kế, cũng như cho Chủ đầu tư khi quản lý, khai thác và sử dụng các bể và bồn chứa.
Theo đó, trên cơ sở các tài liệu hiện hành của Việt Nam về thiết kế bể và bồn chứa, nội dung đề cập ở tài liệu này cũng đã cập nhật nhiều nội dung liên quan khác của Nga để bổ sung thêm vấn đề mà tài liệu hiện có trong nước không có, trong số đó có các có thể kể ra: Sổ tay thiết kế Kết cấu thép [19, 20]; Thiết kế Kết cấu thép chuyên dụng [14]; Chỉ dẫn thi công và tính toán, cấu tạo kết cấu bể và bồn chứa [21]; cũng như tiêu chuẩn mới nhất về Thiết kế kết cấu thép [21] v.v... Đặc biệt ở đây là đã tổng hợp được các yêu cầu về cấu tạo và phương pháp tính toán bể và bồn chứa áp lực thấp, cũng như cập nhật các kết quả nghiên cứu riêng và mới nhất của Giáo sư Nécxaev G.A [15], được đề cập ở cuốn sách có tên là “Tính toán và thiết kế bể trụ thép và bồn chứa áp lực thấp”, xuất bản năm 2005. Đồng thời, cũng trích dẫn phần tính toán tác động của động đất lên bể trụ đứng theo tài liệu “Hướng dẫn tính toán và cấu tạo các bể chứa bằng kim loại và đường ống trong kho nhiên liệu” [25], xuất bản năm 2003. Cuốn sách [15] và hướng dẫn [25] cũng là tài liệu tham khảo chính, được nhóm tác giả sử dụng để biên soạn tài liệu này.
Cuốn sách dùng làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên, kỹ sư, học viên cao học, các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý có liên quan đến lĩnh vực thiết kế kết cấu thép, đối với bể chứa và bồn chứa áp lực thấp trong các công trình xây dựng.
NỘI DUNG:
Chương 1. Khái niệm chung về bể và bồn chứa
áp lực thấp
1.1. Kết cấu thép bản và phân loại bể chứa, bồn chứa 5
1.1.1. Giới thiệu chung và phân nhóm kết cấu thép bản 5
1.1.2. Phân loại bể chứa và bồn chứa 6
1.2. Công dụng và đặc điểm của bể chứa và bồn chứa 6
1.2.1. Bể chứa 6
1.2.2. Bồn chứa 8
1.3. Thép dùng cho bể và bồn chứa áp lực thấp 12
1.4. Liên kết hàn trong bể và bồn chứa 15
Chương 2. Cơ sở tính toán kết cấu thép bản
2.1. Lý thuyết tính toán vỏ mỏng tròn xoay 17
2.2. Tính toán về ổn định kết cấu thép bản 19
2.3. Hiệu ứng biên tại liên kết vỏ trụ tròn với đáy phẳng 21
2.4. Tính toán kết cấu tấm mái và thành bể 31
2.4.1. Tính toán tấm mái bể 31
2.4.2. Tính toán tấm thành bể 32
2.5. Các tải trọng tác dụng lên bể và bồn chứa áp lực thấp 33
2.5.1. Tải trọng thường xuyên 33
2.5.2. Tải trọng tạm thời 34
Chương 3. Bể trụ đứng áp lực thấp
3.1. Nền và móng dưới bể chứa 37
3.2. Cấu tạo và tính toán đáy bể chứa 39
3.2.1. Cấu tạo đáy bể chứa 39
3.2.2. Ví dụ tính toán đáy bể trụ đứng có thể tích 5.000 m3 41
3.3. Xác định kích thước tối ưu của bể chứa 43
3.4. Cấu tạo và tính toán thành bể chứa 46
3.4.1. Cấu tạo thành bể 46
3.4.2. Tính toán thành bể 48
3.5. Tối ưu hóa chiều dày thành theo chiều cao của bể 51
3.6. Ví dụ tính toán đáy và thành bể có thể tích 30.000 m3 53
3.7. Mái cố định của bể chứa áp lực thấp 62
3.8. Cấu tạo và tính toán cấu kiện mái nón 69
3.8.1. Mái nón tự mang 69
3.8.2. Mái nón dạng tấm định hình có cột trung tâm 70
3.8.3. Mái nón dạng tấm định hình không có cột trung tâm 74
3.9. Ví dụ tính toán cấu kiện mái nón 77
3.9.1. Tính toán mái nón có cột trung tâm 78
3.9.2. Tính toán mái nón không có cột trung tâm 81
3.10. Cấu tạo và tính toán mái cupôn 84
3.10.1. Các đặc trưng của cupôn sườn vòng 84
3.10.2. Các tải trọng lên mái cupôn 85
3.10.3. Tính toán sườn bán kính của cupôn 87
3.10.4. Tính toán cấu kiện vành 89
3.11. Ví dụ tính toán các cấu kiện của mái cupôn sườn vòng 93
3.12. Cấu tạo và tính toán cột trung tâm 110
3.13. Các kết cấu phụ trợ của bể trụ đứng 110
3.13.1. Cầu thang và lan can 110
3.13.2. Bu lông neo thành bể 112
3.13.3. Lỗ mái và cửa thăm 113
Chương 4. Bể trụ ngang áp lực thấp
4.1. Các đặc điểm cấu tạo cơ bản của bể trụ ngang 116
4.2. Trạng thái ứng suất ở thành và đầu bể trụ ngang 117
4.3. Tính toán thành bể trụ ngang 120
4.3.1. Tính toán thành bể về bền và ổn định 120
4.3.2. Ví dụ tính toán thành bể trụ ngang 122
4.4. Tính toán đầu bể trụ ngang 124
4.4.1. Tính toán đầu bể phẳng không sườn 124
4.4.2. Tính toán đầu bể phẳng có sườn 125
4.4.3. Tính toán đầu bể dạng nón 126
4.5. Tính toán liên kết đầu bể phẳng với thành 127
4.6. Ví dụ tính toán đầu bể trụ ngang 130
4.6.1. Tính toán đầu bể phẳng 130
4.6.2. Tính toán đầu bể dạng nón 136
4.7. Cấu tạo và tính toán vành cứng và tấm cứng gối bể 137
4.7.1. Cấu tạo và tính toán vành cứng và tấm cứng gối bể 137
4.7.2. Ví dụ tính toán vành cứng gối với tấm cứng dạng tam giác 143
Chương 5. Bồn ướt
5.1. Các đặc điểm cấu tạo và các chi tiết bồn ướt 147
5.1.1. Đặc điểm cấu tạo 147
5.1.2. Các chi tiết bồn ướt 147
5.2. Xác định kích thước và trọng lượng các thành phần của bồn 150
5.2.1. Xác định kích thước các thành phần của bồn 150
5.2.2. Xác định trọng lượng các thành phần của bồn 152
5.3. Tính toán thành bồn 153
5.4. Ví dụ tính toán cấu kiện bồn ướt 155
5.5. Tính toán cột ống mái và thanh dẫn hướng 177
5.5.1. Tính toán cột ống mái 177
5.5.2. Tính toán thanh dẫn hướng 178
Chương 6. Bồn khô
6.1. Bồn khô dạng pittông 183
6.1.1. Cấu tạo chung 183
6.1.2. Xác định các kích thước của bồn khô 186
6.1.3. Tính toán thành bồn 186
6.1.4. Tính toán mái bồn 187
6.1.5. Tính toán kết cấu pittông 189
6.2. Ví dụ tính toán chi tiết bồn khô dạng pittông 194
6.3. Bồn khô với vách mềm 211
6.3.1. Cấu tạo chung 211
6.3.2. Xác định các kích thước của bồn khô 214
6.3.3. Tính toán thành bồn 215
6.3.4. Tính toán kết cấu pittông 216
6.4. Ví dụ tính toán chi tiết của bồn khô với vách mềm 220
Chương 7. Tính toán tác động của động đất đối với bể trụ đứng
chứa chất lỏng
7.1. Giới thiệu chung 231
7.2. Tác động của động đất lên bể trụ đứng 232
7.2.1. Thành phần nằm ngang 232
7.2.2. Thành phần thẳng đứng 236
7.3. Tính toán thành, đáy bể và chi tiết khác chịu động đất 237
7.3.1. Tính toán thành bể 237
7.3.2. Tính toán liên kết thành với đáy bể 240
7.3.3. Tính toán đáy bể 241
7.3.4. Tính toán đường hàn liên kết thành với đáy bể 241
7.3.5. Tính toán khe hở giữa bề mặt chất lỏng với mái bể 242
7.4. Ví dụ tính toán 244
Phụ lục (tham khảo) 247
Tài liệu tham khảo
Các bể chứa và bồn chứa được sử dụng khá phổ biến trong công trình xây dựng. Chúng dùng để chứa chất lỏng và chất khí như nước, cồn, axít, các nhiên liệu và chất khí công nghiệp khác v.v... Trong thực tế, các bể chứa và bồn chứa rất đa dạng, tài liệu này chỉ đề cập đến loại bể trụ đứng và trụ ngang áp lực thấp có thể tích không đổi, cũng như loại bồn ướt và bồn khô có thể tích thay đổi. Theo đó, nội dung nhằm hệ thống hóa chi tiết hơn về tính toán và giải pháp cấu tạo chi tiết một số loại bể và bồn chứa, đồng thời cũng đưa ra các ví dụ tính toán. Các ví dụ tính toán không chỉ có ý nghĩa minh họa lý thuyết tính toán mà còn có ý nghĩa thực dụng, bởi vì một trong số chúng được lấy từ thực tế kỹ thuật.
Cuốn sách Thiết kế kết cấu thép bể và bồn chứa áp lực thấp được chia một cách tương đối ra làm bảy chương:
Chương 1 và Chương 2, đề cập đến khái niệm chung về bể và bồn chứa áp lực thấp, cũng như trình bày về cơ sở tính toán, cấu tạo kết cấu thép bản và các khuyến nghị lựa chọn vật liệu thép, các yêu cầu về liên kết hàn khi sử dụng để liên kết các cấu kiện kết cấu bể và bồn chứa. Các nội dung được sắp xếp một cách hệ thống mà không quá dư thừa về mặt lý luận cũng như biểu diễn về mặt toán học.
Chương 3 đến Chương 6, trình bày yêu cầu cấu tạo và tính toán các bộ phận chịu lực của bể trụ đứng, bể trụ ngang có thể tích không đổi và bể khô, bể ướt có thể tích thay đổi. Các nội dung đã sử dụng Tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam về Thiết kế Kết cấu thép, Tải trọng và Tác động v.v..., trên cơ sở phương pháp thống nhất.
Chương 7, dành riêng để trình bày phương pháp tính toán tác động động đất theo phương ngang và phương đứng, tác dụng lên thành và đáy cũng như mái của bể chứa. Từ đó, trình bày cách tính toán kiểm tra về khả năng chịu lực của các bộ phận kết cấu thành, đáy và liên kết thành với đáy bể khi chịu đồng thời áp lực thủy tĩnh và thủy động do chuyển động của chất lỏng.
Ngoài ra, còn có Phụ lục là các bảng tra, mang tính chất tham khảo, cung cấp thông tin cần thiết liên quan đến bể và bồn chứa, để giải quyết tổ hợp các vấn đề trong thực hành tính toán các cấu kiện chịu lực của công trình khác nhau.
Các vấn đề chưa được làm rõ trong tài liệu này, nhưng liên quan trực tiếp đến vấn đề đang đề cập, sẽ được chỉ dẫn đến nguồn tài liệu phù hợp, danh mục của chúng được dẫn ra ở phần Tài liệu tham khảo.
Thấy rằng, do tính đa dạng của bể và bồn chứa cũng như giải pháp cấu tạo kết cấu chính như: thành, đáy và mái bể và bồn hoặc các kết cấu chuyển động của bồn chứa có thể tích thay đổi, các tài liệu hiện hành trong nước [1, 5, 8, 9, 10] sử dụng để thiết kế bể và bồn chứa vẫn chưa đủ, trong thực tế các nhà chuyên môn cũng đã phải sử dụng cùng với tiêu chuẩn nước ngoài, chẳng hạn như của Mỹ [12] hoặc châu Âu [13]. Điều đó gây khó cho người thiết kế, cũng như cho Chủ đầu tư khi quản lý, khai thác và sử dụng các bể và bồn chứa.
Theo đó, trên cơ sở các tài liệu hiện hành của Việt Nam về thiết kế bể và bồn chứa, nội dung đề cập ở tài liệu này cũng đã cập nhật nhiều nội dung liên quan khác của Nga để bổ sung thêm vấn đề mà tài liệu hiện có trong nước không có, trong số đó có các có thể kể ra: Sổ tay thiết kế Kết cấu thép [19, 20]; Thiết kế Kết cấu thép chuyên dụng [14]; Chỉ dẫn thi công và tính toán, cấu tạo kết cấu bể và bồn chứa [21]; cũng như tiêu chuẩn mới nhất về Thiết kế kết cấu thép [21] v.v... Đặc biệt ở đây là đã tổng hợp được các yêu cầu về cấu tạo và phương pháp tính toán bể và bồn chứa áp lực thấp, cũng như cập nhật các kết quả nghiên cứu riêng và mới nhất của Giáo sư Nécxaev G.A [15], được đề cập ở cuốn sách có tên là “Tính toán và thiết kế bể trụ thép và bồn chứa áp lực thấp”, xuất bản năm 2005. Đồng thời, cũng trích dẫn phần tính toán tác động của động đất lên bể trụ đứng theo tài liệu “Hướng dẫn tính toán và cấu tạo các bể chứa bằng kim loại và đường ống trong kho nhiên liệu” [25], xuất bản năm 2003. Cuốn sách [15] và hướng dẫn [25] cũng là tài liệu tham khảo chính, được nhóm tác giả sử dụng để biên soạn tài liệu này.
Cuốn sách dùng làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên, kỹ sư, học viên cao học, các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý có liên quan đến lĩnh vực thiết kế kết cấu thép, đối với bể chứa và bồn chứa áp lực thấp trong các công trình xây dựng.
NỘI DUNG:
Chương 1. Khái niệm chung về bể và bồn chứa
áp lực thấp
1.1. Kết cấu thép bản và phân loại bể chứa, bồn chứa 5
1.1.1. Giới thiệu chung và phân nhóm kết cấu thép bản 5
1.1.2. Phân loại bể chứa và bồn chứa 6
1.2. Công dụng và đặc điểm của bể chứa và bồn chứa 6
1.2.1. Bể chứa 6
1.2.2. Bồn chứa 8
1.3. Thép dùng cho bể và bồn chứa áp lực thấp 12
1.4. Liên kết hàn trong bể và bồn chứa 15
Chương 2. Cơ sở tính toán kết cấu thép bản
2.1. Lý thuyết tính toán vỏ mỏng tròn xoay 17
2.2. Tính toán về ổn định kết cấu thép bản 19
2.3. Hiệu ứng biên tại liên kết vỏ trụ tròn với đáy phẳng 21
2.4. Tính toán kết cấu tấm mái và thành bể 31
2.4.1. Tính toán tấm mái bể 31
2.4.2. Tính toán tấm thành bể 32
2.5. Các tải trọng tác dụng lên bể và bồn chứa áp lực thấp 33
2.5.1. Tải trọng thường xuyên 33
2.5.2. Tải trọng tạm thời 34
Chương 3. Bể trụ đứng áp lực thấp
3.1. Nền và móng dưới bể chứa 37
3.2. Cấu tạo và tính toán đáy bể chứa 39
3.2.1. Cấu tạo đáy bể chứa 39
3.2.2. Ví dụ tính toán đáy bể trụ đứng có thể tích 5.000 m3 41
3.3. Xác định kích thước tối ưu của bể chứa 43
3.4. Cấu tạo và tính toán thành bể chứa 46
3.4.1. Cấu tạo thành bể 46
3.4.2. Tính toán thành bể 48
3.5. Tối ưu hóa chiều dày thành theo chiều cao của bể 51
3.6. Ví dụ tính toán đáy và thành bể có thể tích 30.000 m3 53
3.7. Mái cố định của bể chứa áp lực thấp 62
3.8. Cấu tạo và tính toán cấu kiện mái nón 69
3.8.1. Mái nón tự mang 69
3.8.2. Mái nón dạng tấm định hình có cột trung tâm 70
3.8.3. Mái nón dạng tấm định hình không có cột trung tâm 74
3.9. Ví dụ tính toán cấu kiện mái nón 77
3.9.1. Tính toán mái nón có cột trung tâm 78
3.9.2. Tính toán mái nón không có cột trung tâm 81
3.10. Cấu tạo và tính toán mái cupôn 84
3.10.1. Các đặc trưng của cupôn sườn vòng 84
3.10.2. Các tải trọng lên mái cupôn 85
3.10.3. Tính toán sườn bán kính của cupôn 87
3.10.4. Tính toán cấu kiện vành 89
3.11. Ví dụ tính toán các cấu kiện của mái cupôn sườn vòng 93
3.12. Cấu tạo và tính toán cột trung tâm 110
3.13. Các kết cấu phụ trợ của bể trụ đứng 110
3.13.1. Cầu thang và lan can 110
3.13.2. Bu lông neo thành bể 112
3.13.3. Lỗ mái và cửa thăm 113
Chương 4. Bể trụ ngang áp lực thấp
4.1. Các đặc điểm cấu tạo cơ bản của bể trụ ngang 116
4.2. Trạng thái ứng suất ở thành và đầu bể trụ ngang 117
4.3. Tính toán thành bể trụ ngang 120
4.3.1. Tính toán thành bể về bền và ổn định 120
4.3.2. Ví dụ tính toán thành bể trụ ngang 122
4.4. Tính toán đầu bể trụ ngang 124
4.4.1. Tính toán đầu bể phẳng không sườn 124
4.4.2. Tính toán đầu bể phẳng có sườn 125
4.4.3. Tính toán đầu bể dạng nón 126
4.5. Tính toán liên kết đầu bể phẳng với thành 127
4.6. Ví dụ tính toán đầu bể trụ ngang 130
4.6.1. Tính toán đầu bể phẳng 130
4.6.2. Tính toán đầu bể dạng nón 136
4.7. Cấu tạo và tính toán vành cứng và tấm cứng gối bể 137
4.7.1. Cấu tạo và tính toán vành cứng và tấm cứng gối bể 137
4.7.2. Ví dụ tính toán vành cứng gối với tấm cứng dạng tam giác 143
Chương 5. Bồn ướt
5.1. Các đặc điểm cấu tạo và các chi tiết bồn ướt 147
5.1.1. Đặc điểm cấu tạo 147
5.1.2. Các chi tiết bồn ướt 147
5.2. Xác định kích thước và trọng lượng các thành phần của bồn 150
5.2.1. Xác định kích thước các thành phần của bồn 150
5.2.2. Xác định trọng lượng các thành phần của bồn 152
5.3. Tính toán thành bồn 153
5.4. Ví dụ tính toán cấu kiện bồn ướt 155
5.5. Tính toán cột ống mái và thanh dẫn hướng 177
5.5.1. Tính toán cột ống mái 177
5.5.2. Tính toán thanh dẫn hướng 178
Chương 6. Bồn khô
6.1. Bồn khô dạng pittông 183
6.1.1. Cấu tạo chung 183
6.1.2. Xác định các kích thước của bồn khô 186
6.1.3. Tính toán thành bồn 186
6.1.4. Tính toán mái bồn 187
6.1.5. Tính toán kết cấu pittông 189
6.2. Ví dụ tính toán chi tiết bồn khô dạng pittông 194
6.3. Bồn khô với vách mềm 211
6.3.1. Cấu tạo chung 211
6.3.2. Xác định các kích thước của bồn khô 214
6.3.3. Tính toán thành bồn 215
6.3.4. Tính toán kết cấu pittông 216
6.4. Ví dụ tính toán chi tiết của bồn khô với vách mềm 220
Chương 7. Tính toán tác động của động đất đối với bể trụ đứng
chứa chất lỏng
7.1. Giới thiệu chung 231
7.2. Tác động của động đất lên bể trụ đứng 232
7.2.1. Thành phần nằm ngang 232
7.2.2. Thành phần thẳng đứng 236
7.3. Tính toán thành, đáy bể và chi tiết khác chịu động đất 237
7.3.1. Tính toán thành bể 237
7.3.2. Tính toán liên kết thành với đáy bể 240
7.3.3. Tính toán đáy bể 241
7.3.4. Tính toán đường hàn liên kết thành với đáy bể 241
7.3.5. Tính toán khe hở giữa bề mặt chất lỏng với mái bể 242
7.4. Ví dụ tính toán 244
Phụ lục (tham khảo) 247
Tài liệu tham khảo

%20(1).png)

.png)
Không có nhận xét nào: