БАЛКИ И КОЛОННЫ

Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны. Если нагрузка приложена в вертикальной плоскости, чаще всего используют балки двутаврового сечения. При приложении нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также при действии крутящего момента более целесообразно использование балок коробчатого сечения.

Исключительное разнообразие сварных конструкций затрудняет их единую классификацию. Их можно классифицировать по методу получения заготовок (листовые, листосварные, кованные, штампосварные конструкции), по целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и т.д.), в зависимости от толщины свариваемых элементов (тонкостенные и толстостенные) или по применяемым материалам (стальные, алюминиевые, титановые и т.д.). При рассмотрении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций более целесообразной является классификация в зависимости от характерных особенностей их работы. В этом случае можно выделить следующие типы сварных элементов и конструкций и дать им соответствующие определения.

Допустим, что давление в резервуаре на глубине y (рис.1, а) , где γ- удельный вес жидкости.

Крыши резервуаровпроектируют при условии выполнения основного объема заготовительных и сварочных работ на заводе. При наличии средней стойки покрытие расчленяют на отдельные щиты. Щит состоит из двух элементов, направленных радиально, нескольких поперечин и листов покрытия, привариваемых к ним. Радиальные и поперечные элементы, образующие каркас щита, изготавливают из профильных прокатных, гнутых или штампованных заготовок. Щит с одной стороны приваривают к оболочке, а с другой – опирают на центральную стойку.

Основными элементами резервуара являются боковая стенка, покрытие и днище (рис.1). Днище этих конструкций в большинстве случаев плоское, корпус цилиндрический. Такая форма рациональна с точки зрения прочности в возможности изготовления ее с наименьшим расходом металла. Изготавливают резервуары главным образом из сталей марок Ст2 и Ст3, а также из низколегированных сталей.

В конструкциях покрытий наибольшее распространение получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3 м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты (рис.1); во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит (рис.2).

Конструктивная форма применяемых резервуаров зависит от их назначения и величины внутреннего давления продукта.

Для хранения нефти и нефтепродуктов с низкой упругостью паров применяются наземные вертикальные цилиндрические резервуары постоянного объема, простые в изготовлении и монтаже, а также экономичные по расходу стали. Эти резервуары рассчитывают на небольшое избыточное давление внутренней паровоздушной среды до 2кН/м², поэтому их называют резервуарами низкого давления.

Листовые конструкции представляют собой различные сооружения типа оболочек, несущей основой которых являются плоские или изогнутые металлические листы (пластинки и оболочки). Они применяются для хранения, перегрузки, транспортирования, технологической переработки жидкостей, газов и сыпучих материалов. Листовые конструкции находят очень широкое применение во всех областях промышленности и составляют по массе около 20% всех металлических конструкций.

(Васильев А.А. «Металлические конструкции.Учебное пособие для техникумов.»)

Балками называют конструктивные элементы сплошного сечения, работающие на изгиб. Благодаря простоте и малой стоимости изготовления, удобной конструктивной форме, небольшой строительной высоте балки находят широкой применение в строительных конструкциях. Они применяются в различных перекрытиях, на рабочих площадках, эстакадах, мостах и других сооружениях.

При изготовлении элементов кровли вертикальных цилиндрических резервуаров метод рулонирования не нашел применения из-за трудностей монтажа тонколистового (2-3 мм) полотнища. Кровлю собирают из отдельных поставляемых с завода щитов, размер которых определяется габаритов железнодорожного подвижного состава (рис.1, а). Свес настила со стороны одной из радиальных балок каркаса щита облегчает сборку кровли и позволяет выполнять монтажный шов 1 (рис.1, б) на элементе каркаса соседнего щита, как на подкладке. При установке щитов в проектное положение используют монтажные скобы и улавливатели (рис.1, в). Щиты 1 укладывают одним концом на опорную стойку, а другим с помощью улавливателя 3 – на боковую стенку резервуара 2 по мере разворачивания рулона без лесов и люлек. Резервуары большой вместимости (10 000 м³ и более) имеют покрытия либо сферические из криволинейных щитов с опорой только на корпус, либо плоские из щитов, опирающихся на корпус и несколько внутренних стоек.

Рис. 1 Типовой щит кровли (а) и монтажные соединения щитов (б, в)