đề tài kết cấu thép bản

Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

BÀI TIỂU LUẬN MƠN CHUN ĐỀ KẾT CẤU THÉP
ĐỀ TÀI: KẾT CẤU THÉP BẢN
NỘI DUNG:
I.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KẾT CẤU THÉP BẢN

II.

TÍNH TỐN VÕ MÕNG TRỊN XOAY

III. BỂ CHỨA CHẤT LỎNG
IV.

CÁC LOẠI BỂ CHỨA ĐẶC BIỆT

V.

BỂ CHỨA KHÍ

VI.

BUNKE VÀ XILƠ

VII. ƯU NHƯỢC ĐIỂM KẾT CẤU THÉP BẢN


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM

Chuyên đề kết cấu thép

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP BẢN
- Kết cấu thép bản (KCTB) là những kết cấu làm bằng các bản thép, liên kết với nhau
tạo thành các bể dùng để chứa, vận chuyển hoặc gia cơng chất lỏng, chất khí hoặc vật
liệu rời, hạt.
1. PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG:
 Phân loại:
- Theo phạm vi sử dụng kết cấu thép bản gồm
+ Bể chứa chất lỏng, chất khí, Bunke, xi lơ, ống dẫn khí, kết cấu lò cao, lò hút bụi, ống
khói.
- Phân loại theo hình dạng
+ Bể chứa hình trụ đứng, hình trụ nằm, hình cầu, hình giọt nước.
- Theo vị trí: Trên mặt đất, dưới mặt đất hoặc ½ ngầm.
2
- Theo áp lực dư: Bể chứa áp lực thấp pd<0.02 KG/cm .
2
- Áp lực cao pd> 0.02 KG/cm .


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

 Đặc điểm làm việc kết cấu thép bản:
- Có thể đặt dưới, trên hoặc nửa âm trên mặt đất. Chịu áp lực bên trong hoặc chân
khơng, chịu ăn mòn của sản phẩm, chịu tải trọng tĩnh (chất lỏng) hoặc tải trọng động
(vật liệu rời). Cần có tính kín cao, chống thấm tốt. Thường xun làm việc ở trạng thái


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

ứng suất lớn gần tối đa → theo điều kiện bền nên giảm hệ số điều kiện làm việc,
lấy hệ số đklv = 0.8.
 Vật liệu sử dụng:
- Khi chiều dày thép bản t < 4mm dùng thép cán nguội dạng cuộn.
- Khi chiều dày thép bản t ≥ 4mm dùng thép cán nóng dạng cuộn.
- Thép bản dùng cho kết cấu chun dụng, đặc biệt dùng thép hợp kim.
- Ống dẫn nước chính, bể chứa chun dụng, vỏ lò luyện kim, vỏ lò đốt nóng khí có quy
định dùng thép riêng.
- Bể chứa các chất lỏng ăn mòn được làm bằng hợp kim nhơm hoặc mặt ngồi bằng thép
thường, mặt trong phủ kim loại khơng gỉ.

 Ứng dụng

- Dùng chứa các sản phẩm : xăng, dầu, khí hóa lỏng, nước, axit, cồn cơng nghiệp…
- Phân loại theo hình dạng : bể chứa hình trụ đứng, hình trụ nằm, hình cầu, hình giọt
nước.
- Theo vị trí : Trên mặt đất, dưới mặt đất hoặc nửa ngầm.
- Theo áp lực dư : Bể chứa áp lực thấp pd< 0.02 kG/cm2; áp lực cao pd> 0.02 kG/cm2
II. KẾT CẤU VỎ MỎNG TRỊN XOAY
 Định nghĩa
- Vỏ mỏng tròn xoay có một trục đối xứng và hai bán kính cong
 Cơ chế hình thành.
- Trục.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Đường sinh.
- Đường sinh quay quanh trục tạo ra vỏ mỏng tròn xoay.
 Thơng số.
- Bán kính kinh tuyến R1: Bán kính đường sinh.
- Bán kính vĩ tuyến R2: Bán kính mặt cắt ngang.
- Các thơng số của vỏ lấy theo mặt trung bình, ví dụ R = (Rtr + Rng) / 2.
Sơ đồ tính võ mỏng tròn xoay

 Phương pháp tính.
- Vỏ có mơ men: Vỏ dày, hoặc vỏ mỏng, nhưng có mơ men cục bộ (chỗ thành tiếp giáp
đáy...)
- Vỏ phi mơ men: Vỏ phải mỏng, t / R < 1 / 30.
a. Tính tốn vỏ mỏng tròn xoay theo lý thuyết phi mơ men.
- Mục tiêu: xác định σ1 và σ2.

Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- u cầu: σ 1 ≤ fγ c ; σ 2 ≤ fγ c
- Để xác định σ1, ta cắt vỏ theo phương mặt phẳng vng góc với trục (trên biên của
mặt cắt, σ1 là khơng đổi):

∑F

X

=0

σ 1ut sin ϕ − pA = 0
2πrσ 1t sin ϕ − pπr 2 = 0
pR2
pπr 2
pr
=
=
2πrt sin ϕ 2t sin ϕ
2t
p σ R
Hoặc = 1 2
t
2

σ1 =

- Để xác định σ2, ta phải trích một phần tử có kích cỡ dS1 dS2 để xem xét.
Chiếu hệ lực lên phương pháp tuyến
dϕ
dα
+ 2σ 2 tdS1 sin
2
2
dϕ
dα
= 2σ 1tdS 2
+ 2σ 2 tdS1
2
2
= σ 1tdS 2 dϕ + σ 2 tdS1 dα
pdS1 dS 2 = 2σ 1tdS 2 sin

= σ 1tdS 2

dS1
dS
+ σ 2 tdS1 2
R1
R2

σ
σ 
= tdS1 dS 2  1 + 2 
 R1 R2 

-

Từ đó ta xác định được mối quan hệ giữa p với σ1 và σ2 (phương trình
Laplace):
p σ1 σ 2
t

=

R1

+

R2

- Thay vào ta có:
p σ 
 2σ
σ 
σ 2 =  − 1  R2 =  1 − 1  R2
R1 
 t R1 
 R2

R 
= σ 1  2 − 2 
R1 


- Vỏ cầu, R1 = R2 = r:
σ1 = σ 2 =

pr
2t

- Vỏ nón, R1 = ∞:
σ1 =

pri
pri
;σ 2 =
2t cos β
t cos β

ri – Bán kính mặt cắt ngang.
β - Góc của đường sinh với trục quay.
b. Tính theo lý thuyết mơmen


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Khi ngồi các lực pháp tuyến N1, N2, các lực trượt S1, S2, sự cân bằng của vỏ được xác
định theo các mơmen uốn M1, M2 mo6men xoắn M12, M21 và các lực cắt Q1, Q2.
III. BỂ CHỨA CHẤT LỎNG
 Định nghĩa
- Bể chứa dùng để chứa các sản phẩm dầu (xăng, dầu hỏa…) khí hóa lỏng, nước axit,
cồn cơng nghiệp….
 Phân loại.
1. Phân theo hình dạng.
+ Bể chứa hình trụ (đứng, ngang).

+ Bể hình cầu.
+ Bể hình giọt nước.
2. Theo vị trí trong khơng gian.
+ Bể nổi.
+ Bể chìm.
+ Bể nửa nổi nửa chìm.
3. Theo dung tích chứa được.
+ Bể có thể tích khơng đổi.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

4. Phân theo áp lực dư.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

+ Bể chứa áp lực thấp (Áp lực dư p d ≤ 0,002MPa hoặc áp lực chân khơng p 0 ≤
0,00025MPa).
+ Bể chứa áp lực cao (pd > 0,002MPa).
5. Lựa chọn bể.
+ Bể trụ chế tạo đơn giản, nên hay dùng nhất.
+ Bể trụ đứng mái tĩnh dùng khi vòng quay sản phẩm ít (10 ~ 12 lần / năm).
+ Bể có phao hoặc mái nổi dùng khi vòng quay sản phẩm lớn.

+ Bể cầu dùng để chứa khí hóa lỏng (pd = 0,25 ~ 1,8 MPa).
+ Bể chứa hình giọt nước dùng để chứa xăng có hơi đàn hồi cao (pd = 0,03 ~ 0,05 MPa).
 Bể chứa trụ đứng áp lực thấp.
1. Cấu tạo.
- Bể trụ đứng mái tĩnh dùng để chứa sản phẩm dầu mỏ có hơi đàn hồi áp lực thấp.
- Thể tích thay đổi lớn (100 ~ 50000m3).
- Để tạo nên bể cần có: Thân bể, đáy bể, mái bể; Đệm cát đáy bể, lớp cách nước; Ống
nạp, xả chất lỏng, lỗ nhìn, van an tồn, lan can, cầu thang...
- Cấu tạo đáy bể.

Chiều dày đáy bể.
+ Lấy theo cấu tạo khi hàn và chống ăn mòn.

+ Chiều dày nhỏ nhất tmin:
tmin = 4mm (khi V ≤ 1000m3).
tmin = 5mm (khi V > 1000m3).
tmin = 6mm (khi Dđáy > 25m).
+ Khi V ≥ 2000m3 chiều dày tấm biên lớn hơn tấm giữa 1 ~ 2 mm.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép



Chia tấm đáy bể.

Ngun tắc:
- Chia thành từng dải, các dải được cuộn lại tại nhà máy, vận chuyển đến cơng trường,
trải ra và được hàn ráp nối.

- Bề rộng dải lấy theo mơ đun của thép tấm.
- Mỗi dải lại được nối bằng nhiều tấm thép đơn, có chiều dài theo mơ đun thép tấm.
Các tấm phải được hàn đối đầu.
- Các dải được hàn nối tại cơng trường nên dùng đường hàn đối đầu. Các dải chờm lên
nhau từ 30 ~ 60mm.
- Chú ý trình tự hàn.
- Vành biên đáy bể cần chuyển liên kết hàn chồng thành đối đầu để thân bể áp sát được
vào tồn bộ đáy bể.

Đường kính đáy bể: Đường kính đáy bể lớn hơn đường kính
thân bể khoảng 100mm.

Cấu tạo thân bể.
Ngun tắc:
- Chia thân bể thành các dải nằm ngang, các dải nên được cuộn trước ở nhà máy. Khi
chiều dày dải lớn hơn 17mm, khơng cuộn được, thì mới phải để ngun tấm mang đến
cơng trường hàn nối.

- Chiều dày tối thiểu của thân bể tmin = 4mm.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Chủ yếu hàn ngồi bể. Hàn trong bể chỉ mang tính chất định vị thi cơng (dài 100mm,
cách nhau 300mm).
- Có thể gia cường thân bể bằng thép sợi cường độ cao, băng thép hoặc bể 2 lớp.

Cấu tạo mái bể.
- Gồm: Mái nón, mái treo, mái cầu, mái trụ cầu.

Mái nón: V ≤ 5000m3.
- Độ dốc i = 1/20.
- Cột trung tâm bằng thép ống hoặc thép góc.
- Chia thành nhiều tấm mái, mỗi tấm mái gồm sườn bằng thép I hoặc C, và bản thép
dày 2,5 ~ 3 mm.
Mái treo: V ≤ 5000m3.
- Khơng có sườn.
- Mái treo chỉ chịu kéo, khơng mơ men.
- Tấm biên mỏng hơn tấm giữa.
- Kinh tế hơn mái nón 10 ~ 15%.
Mái cầu: V > 5000m3 hoặc áp lực dư lớn.
- Kết cấu cu pơn sườn vòng.
Mái trụ cầu: Áp lực dư lớn.

Tính tốn thân bể.
- Phần trên thân bể, cách đáy 300 trở lên, khơng có mơ men.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Để xác định σ1, ta cắt vỏ theo phương mặt phẳng vng góc với trục (trên biên của
mặt cắt, σ1 là khơng đổi). Áp lực chất lỏng vng góc với thành bể, khơng ảnh hưởng
tới ứng suất σ1 trong thân.

∑F

X

=0

σ 1ut − γ 2 p d A + G x = 0
2πrσ 1t − γ 2 p d πr 2 + G x = 0

γ 2 p d πr 2 − G x γ 2 p d r
σ1 =
=
− gx
2πrt
2t
Gx - Trọng lượng vỏ bể tính đến mặt cắt x.
- Áp lực tính tốn ở độ sâu cách mặt thống chất lỏng một đoạn x là:

p x = γ 1γ cl x + γ 2 p d

- Trong đó:
γ1, γ2 - Hệ số độ tin cậy của áp lực thủy tĩnh và áp lực dư. γ1 = 1,1; γ2 = 1,2.
γcl - Trọng lượng riêng chất lỏng trong bể, với xăng dầu γcl = 9 kN/m3.
- Cắt hình tròn dày d rất mỏng tại vị trí x, sau đó cắt nửa hình tròn, xét cân bằng trong
mặt phẳng, ta có:
2tdσ 2 − 2rdp x = 0
⇒σ2 =

2rdp x
p r
= x
2td
t

- Nơi yếu nhất trên vành chính là đường hàn đối đầu tấm, kiểm tra như sau:

σ2 =

px r
p r
≤ γ c f wt ⇒ t ≥ x
t
γ c f wt

γc - Hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 0,8

- Phần đáy bể có mơ men uốn cục bộ:


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

Mơ men uốn cục bộ lớn nhất (N.mm/mm) khi coi liên kết giữa



thân với đáy là:

Ngàm cứng: M = 3( γ 1γ cl h + γ 2 pd ) rt

Ngàm đàn hồi: M = ( γ 1γ cl h + γ 2 p d ) rt
h - Chiều cao mực chất lỏng.
Ứng suất lớn nhất theo phương đường sinh tại vùng biên:


σ = σ 1d +

6M
≤ fγ c
t2

σ1d - Ứng suất σ1 tại chân thành bể.
γc = 1,6 kể đến biến dạng dẻo.
- Các tải trọng gây ra ứng suất σ1
- Trọng lượng của mái và các thiết bị đặt trên mái Gm.
V (1000m3)

1

5

10

20

30

50

g (kN/m2)

0,3

0,35

0,45

0,55

0,6

0,65

- Trọng lượng lớp cách nhiệt trên mái Gcn.
- Áp lực chân khơng P0 = p0γ0.
p0 - Áp lực chân khơng tiêu chuẩn,
γ0 - Hệ số độ tin cậy của áp lực chân khơng. p0 = 0,00025 Mpa, γ0 = 1,2
- Trọng lượng thân bể và các lớp cách nhiệt quanh thân bể nằm trên mức khảo sát.
- Tính tốn thân bể theo điều kiện ổn định.

Ổn định của thân bể do ứng suất σ2
σ 2 ≤ γ cσ th 2
Với γc = 1,0 là hệ số điều kiện làm việc.
3/ 2
rt
+ Khi 0,5 ≤ L / r ≤ 10
→
σ th 2 = 0,55E  
Lr
→

+ Khi 20 ≤ L / r

σ th 2

t

= 0,17 E  
r

2

+ Khi 10 < L / r < 20 thì nội suy.

Các tải trọng gây ra ứng suất σ2
- Tải trọng gió tác dụng xung quanh bể, coi như phân bố đều và được quy đổi thành áp
lực chân khơng quy ước Pgio.
Pgio = 0,5γW0 k
- Tải trọng chân khơng tính như trên.
- Tổng ứng suất nén vòng:
σ 2 = ( Pgio + P0 )

nc r
t

nc - Hệ số tổ hợp, bằng 0,9.
- Ổn định của thân bể do ứng suất σ1và σ2
σ1
σ
+ 2 ≤ γc
σ th1 σ th 2


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Có thể tăng cường vành cứng bằng thép góc để tăng ứng suất tới hạn σ th2, với mơ men

qn tính tiết diện vành cứng Ix thỏa mãn:
3EI x
≥ anc r ( Pgio + P0 )
r2

a - Diện chịu tải của vành.
-



Tính tốn mái bể.
- Mái bể được tính với 2 tổ hợp tải trọng: Tổ hợp tải trọng hướng xuống dưới và tổ hợp
tải trọng hướng lên trên.

p = ng m + ncn g cn + no po , daN / m 2

- Tổ hợp tải trọng hướng xuống dưới bao gồm:

p = ( n2 pd + ng w o c2 ) nc − n1 g m ; daN / m 2

- Với loại mái nón ghép từ các tấm, các dầm hướng tâm ( sườn chịu lực của các tấm
được tính như các dầm đơn giản kê lên thành bể và cột trung tâm, có diện tích chịu tải
tam giác hoặc hình thang. Dầm ngang của các tấm cũng tính như dầm đơn giản tựa
lên các dầm hướng tâm.
- Loại mái nón khơng có cột trung tâm, sườn hướng tâm của các tấm tính như dầm gãy
hai đầu tựa lên thành bể, sơ đồ tính là hệ siêu tĩnh với một ẩn số là lực xơ ngang H =
X chịu các tải trọng phân bố dạng tam giác hay hình thang và các lực tập trung P, P 1,
P2 do các trang thiết bị trên mái.

Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Trong kết cấu mái treo ngồi hiệu ứng ở vùng chu vi ngồi và khu trung tâm, mặt mái
làm việc như vỏ mỏng phi moment. Dưới tác dụng của tải3 trọng phân bố đều thẳng
h x 3x
( − + 2) (4.38)
đứng p, phương mặt trung bình của mái có dạng : y =
2 p r3 r
- Trong đó :
r – bán kính mái, tính đến mép trong của vành biên
h – độ cao giữa mái
p – tải trọng trên đơn vị diện tích mặt bằng do Gm, Gcn và Po
- Lực kéo theo phương kinh tuyến ở biên dưới của mái :
No =

pr 2
3(h − rtgϕ )

Trong đó :
φ – góc của tiếp tuyến với đường cong kinh tuyến ở điểm biên dưới với phương
ngang ( thường dùng φ = 50)
- Lực kéo theo phương kinh tuyến tại tọa độ x :
pr 3
(h − rtgϕ )
3x
2
- Lực dọc trục lên cột trung tâm : A = π r p (4.41) 2
πr p
- Đối với các loại mái nón (mái cứng) thì A =

, hai phần ba tải trọng mái tác dụng
3
Nx =

-

lên thân bể.
Trọng lượng kết cấu mái.
Trọng lượng lớp cách nhiệt.
Chân khơng.
Tổ hợp tải trọng hướng lên trên bao gồm:
Trọng lượng kết cấu mái.
Áp lực dư trong khơng gian hơi.
Gió hút.
Mái nón có cột trung tâm, tính như dầm đơn giản, chịu tải tam giác hoặc hình thang.
Mái nón khơng có cột trung tâm, tính như dầm gẫy khúc, có lực xơ ngang tại gối tựa,
chịu tải tam giác, hình thang, lực tập trung.


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Mái cầu tính như cupơn sườn, với diện tích thanh căng At bằng:
At =

2πAv
n

Av - Diện tích vành biên;
n - Số lượng sườn theo phương bán kính.

-

- Mái treo làm việc như vỏ mỏng phi mơ men. Dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều
thẳng đứng p, phương trình của mặt mái có dạng:
y=


h  x 3 3x
 3 −
+ 2 
2p  r
r


r - Bán kính mái, tính đến mép trong vành biên.
h - Độ cao giữa mái.
p - Tải trọng trên đơn vị diện tích mái.

Có phương trình mặt mái, hiển nhiên xác định được nội lực của
mái tại điểm bất kỳ. Lực kéo theo phương kinh tuyến tại tọa độ x là:
Nx =

pr 3
( h − rtgϕ )
3x

Lực kéo theo phương kinh tuyến tại biên dưới của mái:


N0 =

pr 2
( h − rtgϕ )
3


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

Lực dọc tác dụng lên cột trung tâm:



F = πr 2 p

Kích thước tối ưu của bể chứa.
Với một thể tích xác định, chiều dày thép thành bể, nắp bể, đáy
bể xác định, nếu bể dài, đường kính nhỏ, thì trọng lượng bể sẽ lớn; nếu bể ngắn,
đường kính lớn, thì trọng lượng bể cũng lớn. Vậy, có một chiều dài bể H, đường kính
bể D để trọng lượng thép làm bể là nhỏ nhất.

Trọng lượng bể W:
πD 2
W = πDHt +
∆




4

∆ - Tổng chiều dày mái bể và đáy bể.

H và D bị ràng buộc bởi điều kiện thể tích bể khơng đổi:
πD 2
4V
V =
H⇒D=
4
πH

Thay vào biểu thức trên thu được mối quan hệ giữa W và H (biến
duy nhất):
W = πHt

4V π 4V
V
+ ∆
= 2t πVH + ∆
πH 4 πH
H

Đạo hàm theo H và đặt bằng 0 sẽ thu được trọng lượng bể nhỏ


nhất:

dW
πV
V

=t
−∆ 2 =0
dH
H
H
⇒t

πV
V
πV 2
V2
=∆ 2 ⇒
t = ∆2 4
H
H
H
H

V2
V
V ∆
⇒H =∆
= 2 ∆2 =  
2
πt
πVt
πt
3

2

2

2

V ∆
⇒H =
  = H tu
πt
3

Đường kính tối ưu:



4V
Dtu =
=
πH

4V 3 V  ∆ 
:
 
π
πt

2

2

= 26




V2  t 
V t
 = 23
2 
π ∆
π ∆

Dùng Dtu, Htu để tính trọng lượng thân và nắp, đáy, thì thu được:

Wt = 2(Wm + Wd )

Với bể có chiều dày thành thay đổi, chiều cao tối ưu của bể là:
γ c f wt ∆
H tu =
γ 1γ cl


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

IV. BỂ CHỨA ĐẶC BIỆT
I. Các biện pháp giảm sự mất mát sản phẩm dầu mỏ trong bể chứa.
+ Chứa sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực cao.
+ Loại bỏ khơng gian hơi.
+ Giảm biên độ dao động nhiệt.

II. Bể chứa trụ đứng mái trụ cầu.
1. Cấu tạo.
+ Chứa xăng, pd = 0,01 ~ 0,07MPa.
+ Bán kính giữa mái bằng thân bể bằng r1.
+ Bán kính mái tiếp giáp thân bằng 0,1r1.
+ Mái: Trong 1 dải dùng hàn đối đầu, giữa các dải mái dùng đường hàn góc.

2. Đặc điểm tính tốn.
 Tính mái trụ cầu theo lý thuyết phi mơ men.
- Phần giữa mái bán kính cong r 1 có dạng gần mặt cầu, theo cơng thức vỏ mỏng tròn
xoay:
γ p r
σ1 = σ 2 = σ = 2 d 1
2t m

- Theo phương đường sinh, yếu nhất là đường hàn đối đầu:
γ p r
σ 1 = σ = 2 d 1 ≤ f wt γ c
2t m

- Theo phương vòng, yếu nhất là đường hàn góc:


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép
N v = σ 2 t m × 1 = σt m × 1

τ=

Nv

σt × 1 σt m
= m
=
1× h f
1× h f
hf

Thường chọn hf = tm nên:
τ = σ ≤ γ c ( β f w ) min
- Do cường độ đường hàn góc ln nhỏ hơn đường hàn đối đầu nên chỉ cần tn thủ
điều kiện sau, tức:
γ p r
τ = σ = 2 d 1 ≤ γ c ( βf w ) min
2t m

Phần giữa mái theo điều kiện ổn định:


σ=

γ 2 p n r1
0,1Et m
≤ γ cσ th = γ c
2t m
r1

Trong đó:
pn là tổng áp lực chân khơng p0 và áp lực quy đổi do trọng lượng mái, lớp cách nhiệt
gây ra.
tm - Chiều dày mái.

- Phần nối thân có bán kính 0,1r 1 tính theo lý thuyết vỏ mỏng tròn xoay với các bán
kính cong theo phương đường sinh ρ và bán kính theo phương vòng r:
- Theo phương đường sinh kiểm tra với đường hàn đối đầu:
γ p ρ
σ 1 = 2 d ≤ f wt γ c
2t m

- Theo phương vòng kiểm tra với đường hàn góc:

r
τ = σ 2 = σ 1  2 −  ≤ γ c ( βf w ) min
ρ


Bể ít chất lỏng, áp lực dư lớn, đáy bể sẽ bị lồi ra, tức mép bể bị
dâng cao lên khỏi mặt đất, vì thế phải bố trí bu lơng neo. Lực nhổ tác dụng vào 1 bu
lơng Z phải nhỏ hơn lực neo G:
γ 2 p d πr 2 − γ 3Q
 h

Z=
≤ G = γ 4 γ d Ab h1 + tgϕ 
n
 a

Q - Trọng lượng mái, thân bể và một phần viền quanh đáy (0,5 ~ 1m).
γ3 - Hệ số độ tin cậy của trọng lượng bể, có lợi nên γ3 = 0,9.
n - Số lượng bu lơng.
γ4 - Hệ số độ tin cậy của trọng lượng đất, γ4 = 0,4.
γd – Trọng lượng riêng đất lèn chặt.

Ab - Diện tích tấm bê tơng neo.
h - Chiều sâu chơn tấm bê tơng neo.
a - Bán kính tấm bê tơng neo (hình tròn) hoặc một nửa cạnh của tấm.
φ - Góc nội ma sát của đất nền.
 Tính bulơng neo bể


Trường Đại học Kiến Trúc Tp. HCM
Chuyên đề kết cấu thép

- Khi trong bể ít chất lỏng ( chiều cao cột nước khoảng 300 mm), dưới tác dụng của áp
lực dư lớn, phần xung quanh đáy có thể bị uốn, nâng lên cùng thân bể, vì vậy phía
dưới bể cần bố trí các bu lơng neo quanh chu vi thân. Lực nhổ tác dụng vào một
bulơng:
n2 pd π r 2 − n3Q
Z=
n
Trong đó :
Q – trọng lượng mái, thân bể và một phần viền quanh đáy
(Chiều rộng khoảng 0.5 – 1 m)
n3 – hệ số vướt tải, n3 = 0.9
n – số lượng bulơng
- Từ lực Z tính được diện tích bu lơng, kích thước tấm bu lơng neo và chiều dày lớp đất
nền. Lực neo của bu lơng vào đất nền tính bằng cơng thức :
h
G = n4γ d Ab h(1 + tgϕ )
a
Trong đó : n4 – hệ số vượt tải, n4 = 0.4
γd – tỷ trọng lớp đất nền chặt
Ab – diện tích tấm bulơng neo

h – chiều sâu chơn tấm bêtơng neo
a – bán kính tấm bu lơng neo (hình tròn) hoặc nửa cạnh của tấm
φ – góc ma sát trong của đất
u cầu : Z ≤ G
BỂ CHỨA TRỤ NGANG.
1.
Cấu tạo.
- Chứa sản phẩm dầu mỏ áp lực dư pd ≤ 0,2 MPa, hơi hóa lỏng pd ≤ 1,8 MPa, áp lực
chân khơng p0 ≤ 0,1 MPa.
- Thể tích V ≤ 100m3 (Sản phẩm dầu), V ≤ 300m3 (Hơi hóa lỏng).
- Đường kính bể D = 1,4 ~ 4m.
- Chiều dài bể L = 2 ~ 30m.
- Đường kính tối ưu của bể:
p d ≤ 0,07 MPa ⇒ Dtu = 0,83 V
p d > 0,07 MPa ⇒ Dtu = 0,63 V



Ưu nhược điểm.

- Hình dạng đơn giản.
- Tăng đáng kể áp lực dư.
- Tốn chi phí xây dựng gối tựa.


Các bộ phận của bể: Thân, đáy, gối tựa.

- Chiều dày tấm thân bể t = 3 ~ 36mm.