tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2020-2-98-106tumnig-836Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMИсследование влияния цилиндрической жесткости стенки на напряженно-деформированное состояние резервуара при локальной осадкеStudying of the wall cylindrical rigidity influence on the stress-strain state of the tank during local settlementГрученковаА. А.GruchenkovaA. A.

Грученкова Алеся Анатольевна, ассистент кафедры нефтегазового дела

г. Тюмень

Alesya A. Gruchenkova, Assistant at the Department of Oil and Gas Industry

Tyumen

alesya2010-11@yandex.ruЧепурП. В.ChepurP. V.

Чепур Петр Владимирович, к. т. н., доцент кафедры прикладной механики

г. Тюмень

Petr V. Chepur, Сandidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Applied Mechanics

Tyumen

ТарасенкоА. А.TarasenkoA. A.

Тарасенко Александр Алексеевич, д. т. н., профессор кафедры транспорта углеводородных ресурсов

г. Тюмень

Aleksandr A. Tarasenko, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Transport of Hydrocarbon Resources

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation2020020620200298106Copyright © Грученкова А.А., Чепур П.В., Тарасенко А.А., 20202020Грученкова А.А., Чепур П.В., Тарасенко А.А.Gruchenkova A.A., Chepur P.V., Tarasenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/836

В работе численно исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) резервуара РВС-20000 при расположении просадочной зоны вблизи стенки резервуара. Разработана численная модель резервуара в соответствии с реальными геометрическими размерами, учитывающая все конструктивные элементы сооружения и максимальные эксплуатационные нагрузки. При моделировании локальной осадки с целью учета пространственной работы грунта была использована модель грунтового основания Пастернака. Расчет НДС резервуара производился при значениях радиуса просадочной зоны от 1 до 10 м. Выбор такого интервала обусловлен тем, что более чем в 92 % случаев резервуары, имеющие локальные осадки днища, попадают в данный диапазон значений.

Установлены зависимости максимальных действующих напряжений в стенке РВС от положения области неоднородности в грунтовом основании. Установлена граница зоны действия краевого эффекта от стенки РВС. В случае расположения центра области неоднородности в данной зоне, необходимо проводить дополнительный анализ НДС металлоконструкций резервуара при назначении предельной осадки.

The article numerically researched the stress-strain state of the tank RVS-20000 at the settlement zone is located near the tank wall. A numerical model of the tank was developed in accordance with the actual geometric dimensions, taking into account all structural elements of the structure and the maximum operating loads. When modeling local settlement to account for the spatial work of the soil, the model of the Pasternak soil base was used. The stress-strain state calculation of the tank was performed at values of the radius of the drawdown zone from 1 to 10 m. The choice of this interval is due to the fact that in more than 92 % of cases, tanks with local bottom settlements fall within this range of values.

The dependences of the maximum acting stresses in the wall of the internal combustion engine on the position of the inhomogeneity area in the soil base are established. The boundary of the zone of action of the edge effect from the tank wall is established. If the center of the heterogeneity area is located in this zone, it is necessary to conduct additional analysis of the tank metal structures stress-strain state when assigning the maximum settlement.

вертикальный стальной резервуарнапряженно-деформированное состояниеобласть неоднородностипросадочная зонаметод конечных элементовvertical steel tankstrain-stress statearea of inhomogeneitysettlement zonefinite element methodReferencesГалеев В. Б. Напряженно-деформированное состояние резервуаров, построенных на слабых переувлажненных грунтах: дис. … д-ра. техн. наук. ‒ Тюмень, 1987. ‒ 668 с.Galeev, V. B. (1987). Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie rezervuarov, postroennykh na slabykh pereuvlazhnennykh gruntakh: diss. dokt. tekhn. nauk. Tyumen, 668 p. (In Russian).Розенштейн И. М. Аварии и надежность стальных резервуаров. ‒ М.: Недра, 1995. ‒ 253 с.Rozenshteyn, I. M. (1995). Avarii i nadezhnost' stal'nykh rezervuarov. Moscow, Nedra Publ., 253 p. (In Russian).Фундаменты стальных резервуаров и деформации их оснований / П. А. Коновалов [и др.]. ‒ М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2009. ‒ 336 с.Konovalov, P. A., Mangushev, R. A., Sotnikov, S. N., Zemlyanskiy, A. A., & Tarasenko, A. A. (2009). Fundamenty stal'nykh rezervuarov i deformatsii ikh osnovaniy. Moscow, Assotsiatsii stroitel'nykh vuzov Publ., 336 p. (In Russian).Тарасенко А. А. Разработка научных основ методов ремонта вертикальных стальных резервуаров: дис. … д-ра. техн. наук. ‒ Тюмень, 1999. ‒ 299 с.Tarasenko, A. A. (1999). Razrabotka nauchnykh osnov metodov remonta vertikal'nykh stal'nykh rezervuarov: diss. dokt. tekhn. nauk. Tyumen, 299 p. (In Russian).Bell R. A., Iwakiri J. Settlement comparison used in tank-failure study // Journal of the Geotechnical Division. ‒ 1980. ‒ Vol. 106, Issue GT2. ‒ P. 153‒169.Bell, R. A., & Iwakiri, J. (1980). Settlement comparison used in tank-failure study. Journal of the Geotechnical Division, 106(GT2), pp. 153-169. (In English).Clarke J. S. Recent tank bottom and foundation problems // Proceedings of American Petroleum Institute. 36 th Midyear Meeting, Division of Refuting. ‒ 1971 (May). ‒ Available at: https://pascal-francis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=PASCAL7573000698.Clarke, J. S. (1971). Recent tank bottom and foundation problems. Proceedings of American Petroleum Institute. 36 th Midyear Meeting, Division of Refuting. (In English). Available at: https://pascal-francis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=PASCAL7573000698Penman A. D. М. Soil-structure interaction and deformation problems with large oil tanks // Proceedings of the International Symposium on Soil-Structure Interaction, University of Roorkee (India). ‒ 1978. ‒ Vol. 11, Issue 2. ‒ P. 21‒26.Penman, A. D. лю. (1978). Soil-structure interaction and deformation problems with large oil tanks. Proceedings of the International Symposium on Soil-Structure Interaction, University of Roorkee (India), 11(2), pp. 21-26. (In English).Горелов А. С. Неоднородные грунтовые основания и их влияние на работу вертикальных стальных резервуаров: моногр. ‒ СПб.: Недра, 2009. ‒ 216 с.Gorelov, A. S. (2009). Neodnorodnye gruntovye osnovaniya i ikh vliyanie na rabotu vertikal'nykh stal'nykh rezervuarov. St. Petersburg, Nedra Publ., 216 p. (In Russian).Сафарян М. К. Металлические резервуары и газгольдеры. ‒ М.: Недра, 1987. ‒ 200 с.Safaryan, M. K. (1987). Metallicheskie rezervuary i gazgol'dery. Moscow, Nedra Publ., 200 p. (In Russian).Слепнев И. В. Напряженно-деформированное упругопластическое состояние стальных вертикальных цилиндрических резервуаров при неравномерных осадках оснований: дис. … канд. техн. наук. ‒ М., 1988. ‒ 225 с.Slepnev, I. V. (1988). Napryazhenno-deformirovannoe uprugoplasticheskoe sostoyanie stal'nykh vertikal'nykh tsilindricheskikh rezervuarov pri neravnomernykh osadkakh osnovaniy: diss. kand. tekhn. nauk. Moscow, 225 p.Буренин В. А. Исследование влияния неравномерных осадок на напряженно-деформированное состояние стального вертикального цилиндрического резервуара: дис. … канд. техн. наук. ‒ Уфа, 1980. ‒ 157 с.Burenin, V. A. (1980). Issledovanie vliyaniya neravnomernykh osadok na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie stal'nogo vertikal'nogo tsilindricheskogo rezervuara: diss. kand. tekhn. nauk. Ufa, 157 p. (In Russian).Напряженно-деформированное состояние стенки резервуара при неравномерных осадках основания / А. А. Тарасенко [и др.] // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. ‒ 1997. ‒ № 3. ‒ С. 75‒79.Tarasenko, A. A., Nikolaev, N. V., Khoperskiy, G. G., & Sayapin, M. V. (1997). Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie stenki rezervuara pri neravnomernykh osadkakh osnovaniya. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Neft' i gaz, (3), pp. 75-79. (In Russian).Грученкова А. А., Тарасенко А. А. Напряженно-деформированное состояние резервуара на грунтовом основании с локальной неоднородностью // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. ‒ 2019. ‒ № 3. ‒ С. 96‒101. DOI: 10.31660/0445-0108-2019-3-96-101Gruchenkova, A. A., & Tarasenko, A. A. (2019). The stress-strain state of the tank on soil foundation with local inhomogeneity. Oil and Gas Studies, (3), pp. 96-101. (In Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2019-3-96-101Инженерный анализ в ANSYS Workbench : учеб. пособ. / В.А. Бруяка [и др.]. ‒ Самара: СамГТУ, 2010. ‒ Ч. 1 ‒ 271 с.Bruyaka, V. A., Fokin, V. G., Soldusova, E. A., Glazunova, N. A., & Adeyanov, I. E. (2010). Inzhenernyy analiz v ANSYS Workbench. Chast' 1. Samara, Samara State Technical University Publ., 271 p. (In Russian).Нехаев Г. А. Проектирование и расчет стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления. ‒ М.: АСВ, 2005. ‒ 216 с.Nekhaev, G. A. (2005). Proektirovanie i raschet stal'nykh tsilindricheskikh rezervuarov i gazgol'derov nizkogo davleniya. Moscow, ASV Publ., 216 p. (In Russian).Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / Пер. с англ.; под ред. Б. Е. Победря. – М.: Мир, 1975. – 541 с.Zienkiewicz, O. C. (1971). The finite element method in engineering science. London, McGraw-Hill, 521 p. (In English).Лаевский Ю. М. Метод конечных элементов (основы теории, задачи): моногр. ‒ Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 1999. ‒ 166 с.Laevskiy, Yu. M. (1999). Metod konechnykh elementov (osnovy teorii, zadachi). Novosibirsk, Novosibirsk State University Publ., 166 p. (In Russian).Тимошенко С. П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки / Пер. с англ. В. И. Контовта; под ред. Г. С. Шапиро. ‒ 2-е изд., перераб. ‒ М.: Наука, ‒ 1966. ‒ 636 с.Timoshenko, S., & Woinowsky-Krieger, S. (1959). Theory of plates and shells. 2 nd edition. New York, McGraw-Hill, 580 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.