TCVN 8615-2:2010 - PHẦN 12

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 18 phút đọc

5.2.1.2.3. Các yêu cầu bổ sung

a) Các mối hàn vỏ bể

Tất cả các mối hàn dọc và ngang phải là hàn giáp mép, với điều kiện thấu và ngấu hoàn toàn.

b) Bố trí tấm

Khoảng cách giữa các mối nối dọc trong các tấm liền nhau phải không được nhỏ hơn 300 mm.

c) Các liên kết gắn vào vỏ

Nếu sử dụng các cầu liên kết, phải dùng các tấm đệm lót. Chúng không được nằm trong khoảng cách 300 mm đối với mối hàn dọc hoặc 150 mm đối với mối hàn ngang.

Các tấm đệm hay các tấm gia cố phải được vê tròn góc với bán kính tối thiểu là 50 mm.

d) Tải trọng ngoài tác dụng lên thân trong/bể trong

Nếu có thể, các tải trọng sau đây phải được xem xét:

- Áp suất cách nhiệt;

- Độ chân không của bể chứa trong;

- Áp suất giữa bể chứa trong và ngoài.

Sự kết hợp ứng suất hai trục:

Thiết kế vỏ bể phải xem xét đến sự kết hợp của ứng suất nén tiếp tuyến và ứng suất dọc trục (theo phương dọc).

Nén tiếp tuyến kết hợp với ứng suất dọc trục:

Ứng suất tiếp tuyến cho phép (cường độ) khi không có ứng suất dọc trục phải được giảm thích đáng khi có bất kỳ ứng suất nén dọc trục hay ứng suất kéo xảy ra đồng thời, ứng suất nén dọc trục cho phép (cường độ) khi không có ứng suất nén tiếp tuyến phải được giảm thích đáng khi có bất kỳ ứng suất nén tiếp tuyến nào xảy ra đồng thời.

Kéo vòng kết hợp với nén dọc trục:

Ứng suất nén dọc trục cho phép (cường độ) khi không có ứng suất vòng được tăng lên do hiệu ứng tạo ổn định khi có bất kỳ áp lực ép xuyên tâm bên trong nào xảy ra đồng thời.

Khoảng cách giữa các vòng tăng cứng trung gian (intermediate stiffener spacing):

Phương pháp vỏ thay đổi chiều dày được sử dụng để xác định khoảng cách giữa các vòng tăng cứng trung gian cho vỏ với chiều dày thay đổi. Chiều cao tương đương (khoảng cách) giữa các vòng tăng cứng được tính theo công thức sau:

14-174x90_0

Trong đó:

e là chiều dày yêu cầu của lần lượt từng hàng, tính theo milimet (mm)

e_min là chiều dày yêu cầu của hàng trên cùng, tính theo milimet (mm)

H_e là chiều cao ổn định tương đương của mỗi hàng tại e_min tính theo mét (m);

h là chiều cao của lần lượt từng hàng, tính theo mét (m).

Mỗi vòng tăng cứng trung gian nằm ngang phải được thiết kế cho tải trọng tấm được gắn với vòng đó, có tính đến chiều dày của vỏ bể.

Các tính chất của góc dưới vỏ bể và vòng tăng cứng trên cùng của bể chứa hở bên trên phải tuân theo các yêu cầu về vòng tăng cứng hoặc nẹp bảo vệ.

Vòng tăng cứng phải được liên kết với vỏ bể bằng mối hàn góc ở cả hai phía. Phải dùng một lỗ nhỏ tại những mối hàn giáp mép của vòng tăng cứng trung gian và tại những vị trí vòng tăng cứng giao với mối hàn dọc trên vỏ bể.

Các vòng tăng cứng phải được đặt cách mối hàn ngang ít nhất là 150 mm.

e) Tải trọng của gió bên ngoài/chân không của vỏ bể chứa ngoài

Vỏ bể phải được thiết kế để chịu các tổ hợp của ứng suất nén tiếp tuyến và nén dọc trục (Xem 5.2.1.2.3 d)). Vỏ bể chịu một áp lực hướng tâm gây ra bởi tổng của áp lực gió bên ngoài và áp suất chân không. Áp lực gió thiết kế được sử dụng trong tính toán để chịu áp lực hướng tâm phải dựa trên áp lực gió đặc trưng cho mỗi khu vực như trong EN 1991-1-4. Áp lực gió thiết kế dùng trong tính toán chịu ứng suất dọc trục trên vỏ bể gây ra bởi sự lật do gió và hút gió trên nắp bể phải dựa trên áp lực gió tổng thể được xác định từ việc áp dụng các hệ số hình học và bề mặt thích hợp trong EN 1991-1- 4:2004.

Xem 5.2.1.2.3 d) để biết các yêu cầu về hàn.

5.2.2. Bể vách

5.2.2.1. Yêu cầu chung

Vách phải được làm bằng tấm kim loại, chiều dày tối thiểu là 1,2 mm. Vách phải một hệ thống kép các nếp lượn sóng, cho phép dịch chuyển tự do trong mọi điều kiện tải trọng. Một quá trình uốn gấp hay giãn sẽ tạo ra các nếp sóng. Vách phải được nâng đỡ hoàn toàn bởi hệ thống cách nhiệt của bể chứa.

Vách phải được neo giữ vào hệ thống cách nhiệt hoặc vào bể chứa bên ngoài bằng bê tông để nó có thể giữ được vị trí trong suốt tuổi thọ của nó. Ở phía trên của bể chứa, các vách phải được bố trí sao cho có được một bồn chứa kín hơi và chất lỏng (gọi là khoảng hơi cách nhiệt).

Tất cả các thành phần của vách phải được thiết kế theo sao cho chúng có thể chịu đựng được tất cả các tác động tĩnh và động trong suốt tuổi thọ của bể chứa.

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục A để biết thêm thông tin về các tác động điển hình lên vách.

Vách và tất cả các thành phần phải giữ được hình dáng của nó qua các biến dạng hoặc dịch chuyển nhẹ nhàng. Cần phải chứng minh được rằng không có biến dạng lũy tiến xảy ra khi chịu tải theo chu kỳ và độ vênh/oằn trên các nếp sóng phải được ngăn chặn, ví dụ như sự phá hoại do mỏi.

Việc thiết kế vách kim loại phải được tiến hành hoặc thông qua các phép thử mô hình và/hoặc phân tích số, xem Hình 2. Cho dù là phương pháp nào được sử dụng, vách phải được thiết kế để chứng tỏ độ ổn định của nó theo các yếu tố sau đây:

- Vách ngăn phải được duy trì ổn định dưới tác dụng tải trọng dự kiến.

- Vách ngăn phải có đủ độ bền mỏi cho số lượng tải trọng lặp được xét.

15-566x230_0

Hình 2 - Sơ đồ khối thiết kế vách

Đối với phân tích số, phải sử dụng phương pháp tính toán chuyển vị lớn phi tuyến đàn hồi-dẻo hoặc đàn hồi-dẻo. Các yếu tố sau phải được xem xét:

- Tác động không đối xứng của vách khi chịu tải nhiệt gây ra bởi hệ thống neo giữ vào các kết cấu cách nhiệt hoặc bê tông;

- Ứng suất tương đương phải được đánh giá bằng cách sử dụng một trong hai lý thuyết của Tresca hoặc lý thuyết von Mises cho cả thiết kế tĩnh và mỏi;

- Nếu phù hợp, biến dạng gây ra bởi tải nhiệt phải được sử dụng như là điều kiện biên;

- Tính toán ứng suất hay biến dạng lớn nhất luôn luôn phải dựa trên các trục chính;

- Phải chú ý tới việc xây dựng mô hình (ví dụ kích cỡ các phần tử) của tất cả các phần tử của vách;

- Phải chứng minh rằng mô hình của lý thuyết tính toán tương quan chặt chẽ với ứng xử của tấm thực.

Vách phải được thiết kế cho tải trọng động đất. Mô hình phần tử hữu hạn phải bao gồm kết cấu bể chứa và chất lỏng, bao gồm cả tương tác kết cấu/chất lỏng.

Hệ thống neo giữ vách vào kết cấu cách nhiệt hoặc bê tông phải chịu được tất cả các tải trọng dự kiến, bao gồm cả tải trọng động đất.

5.2.2.2. Phân tích số

5.2.2.2.1. Đường cong ứng suất/biến dạng

Đường cong ứng suất/biến dạng được thiết lập có tính đến các yếu tố sau:

- Đường cong được thiết lập cho vật liệu được chọn;

- Phần của đường cong khi có sự suy giảm tiết diện (ví dụ vùng “cổ thắt”) không được chấp nhận;

- Tỷ lệ theo vị trí (h) là khác nhau giữa các vùng đàn hồi và vùng dẻo.

5.2.2.2.2. Ổn định dưới tác dụng của tải trọng tĩnh

Phải chứng minh được rằng vách giữ được hình dáng của nó qua các biến dạng đều dưới tác động của tải trọng tĩnh nhất định (hệ số an toàn bằng 1,25 đối với áp suất chất lỏng). Điều này khẳng định rằng biến dạng của các phần bị uốn sóng sẽ thỏa mãn các giới hạn được chỉ ra trong đường cong ứng suất/biến dạng. Phải sử dụng các ứng suất chính và biến dạng chính.

5.2.2.2.3. Sự mất ổn định do gãy gập/uốn dọc

Phải chứng minh được rằng không xảy ra hiện tượng phá hoại do mất ổn định/uốn.

CHÚ THÍCH: Với mục đích kiểm tra ổn định uốn, có thể dùng phép phân tích uốn dựa trên các phép phân tích nhân tố tải trọng uốn. Trong trường hợp đó các hệ số an toàn sau đây có thể được xem xét:

1) Mô hình dựa trên phép đo laze hay tương đương: SF = 2,0;

2) Mô hình dựa trên hình dạng lý tưởng: SF = 4,0. Các biến dạng nhiệt có thể được coi như là một trạng thái ổn định và hệ số an toàn chỉ được áp dụng cho tải áp lực.

5.2.2.2.4. Biến dạng lũy tiến

Phải chứng minh được rằng không có biến dạng lũy tiến xảy ra trong bất kỳ một phần nào của vách dưới cả tải trọng nhiệt và áp suất chất lỏng sau 10 chu kỳ.

5.2.2.2.5. Tác động mỏi

5.2.2.2.5.1. Yêu cầu chung

Điều kiện ứng suất hai trục phải được xác định bằng phương pháp ứng suất hoặc biến dạng tương đương, tính toán bằng cách sử dụng các giá trị chính của ứng suất hoặc biến dạng tương ứng thông qua các tiêu chí Tresca hoặc von Mises.

CHÚ THÍCH: Đường cong mỏi thường được xác định trên cơ sở thử mỏi cho chu kỳ biến dạng đơn trục.

5.2.2.2.5.2. Phạm vi biến dạng

Phạm vi của các biến dạng tương đương phải được đánh giá cho tất cả các tải trọng lặp bao gồm cả tổ hợp của mỗi tải.

Phạm vi của biến dạng tương đương (De_e) cho các tải trọng lặp nhất định phải được tính với giả thiết ứng suất phẳng, và vách được coi như là một tấm mỏng.

Các ứng suất và biến dạng hiệu dụng phải gắn liền với các ứng suất chính, s₁, s₂, s₃, hoặc các biến dạng chính, e₁ e₂, e₃ tương ứng, với các ứng suất và biến dạng chính sẽ theo thứ tự tương ứng s₁ > s₂ > s₃ và e₁ > e₂ > e₃ tương ứng. Vì vậy, trong một chu kỳ của một vài tải trọng, s₁, s₂, s₃ và e₁, e₂, e₃ phải hoán vị tương ứng. Hơn nữa, vì vách được coi là tấm mỏng, điều kiện trạng thái ứng suất phẳng được giả thiết ($i{1;2;3}, s_i = 0). Phải chú ý tới điều này ngay cả nếu s_i=0, e_i ¹ 0 (i{1;2;3}).