Stabiliteitsberekening van een verticale opslagtank volgens EN 14015

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Stabiliteitsberekening van een verticale opslagtank volgens EN 14015"

Ludo Bauwens
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Stabiliteitsberekening van een verticale opslagtank volgens EN C-0156 Klant : EUROTANK Contact : - Projectnummer : Projectomschrijving : Tank-aanpassing Datum : 16/05/2015 Opgesteld door : Document nummer : RRE CN30491AA_1_Tank-aanpassing Revisie : 1 Revisie Datum Opmerking 0 15/06/2015 Origineel 1 22/06/2015 Aanpassingen aan opmerkingen klant (18/06/2015) Projectnr. : Aant pag :

2 INHOUD I. Algemene gegevens II. Ontwerpgegevens III. Berekening van de romp - inwendige druk IV. Controle van de stabiliteit van de romp V. De bodem VI. Berekening van het dak VII. Berekening van de verankering

3 Berekening van een tank volgens EN14015 EN14015 : dec 2004 v12_0 I. Algemene gegevens Klant EUROTANK Contact - Projectnummer Projectomschrijving Omschrijving + nr. tank Tank-aanpassing Verhogen van bestaande tank C0156 Datum 22/06/2015 Opgesteld door RRE Revisie 1 II. Ontwerpgegevens Diameter van de tank D = mm Cylindrische hoogte H f = mm => Volume 10926,0 m³ Open top tank: nee (ja; nee) Dak : konisch dak Dakhelling θ = 11,3 Dakhoogte : 3097,2 mm Product naam - Producthoogte H = mm Specifieke zwaartekracht W = 1 kg/l Tijdens test : W t = 1 kg/l Ontwerpdrukken : overdruk p 7,5 mbar onderdruk p v 2,5 mbar testdruk p t 0 mbar Daklast (sneeuw- en looplast) 0,8 kn/m² Windsnelheid volgens EN : v w = 45 m/s Invloed dichtbijstaande gebouwen (DIN 18914) afstand tussen tank en bouwwerk 3000 mm vergrotingsfactor winddruk z 1,17 Corrosietoeslag c : bodem 0 mm romp 0 mm dak 0 mm Ontwerptemperatuur T = 20 C Minimale ontwerps metaal temperatuur (MDMT) : T DM = -8,2 C gebaseerd op de laagste ODMT in Schiphol gemeten gedurende de voorbije 30 jaar Materiaal 1 S235JR - EN :2004 (t<=16 mm) CS tol.: EN class C Materiaal 2 S355J2 - EN :2004 (t<=16 mm) CS tol.: EN Materiaal 3 S355J2 - EN :2004 (t<=16 mm) CS tol.: EN Elasticiteitsgrens Mater. 1 Mater. 2 Mater. 3 R eh,20 = N/mm² R eh,t = 235,0 355,0 355,0 N/mm² Treksterkte R m = N/mm² Pag. 3

4 Elasticiteitsmodulus E t = N/mm² E 20 = N/mm² Omdat dit een aanpassing van de tank betreft, werd er aan de klant voorgesteld de aanpassing uit te voeren conform API 653 (en conform bouwcode API 650 voor de aangepaste romp). Op expliciete vraag van de klant wordt hiervan afgeweken en wordt de tank berekend volgens EN waarbij de controle van de romp voor inwendige druk volgens DIN 4119 (met een lasfactor van 0,85 voor de bestaande palten en 1 voor de nieuwe platen) gebeurt. Verder werd er door de klant opgegeven dat alle bestaande platen uit materiaal St 37 gemaakt zijn en dient de tank niet voorzien te zijn op aardbevingen. Controle kerfslagwaarden De klant werd ingelicht dat volgens EN14015 er kerfslagwaarden vereist zijn voor alle platen en dat voor St 37-platen (equivalent met S235JRplaten) de maximale toegelaten dikte 10,3 mm is. De bestaande platen hebben geen kerfslagwaarden, de klant werd ingelicht wat de mogelijke gevolgen hiervan zijn. De klant wenst van beide eisen af te wijken en de brosheidscontrole uit te voeren door een hydrotest conform API 653. Mat. Naam Type Figure 1 EN14015 (p29) Max toelaatbare dikte [mm] Max dikte rompplaat [mm] 1 S235JR I Curve 1 10,3 14,5 NVT op vraag van klant 2 S355J2 VII Curve 4 22,3 15,0 OK 3 S355J2 VII Curve 4 0,0 0,0 Mat Tabel 11 : Kerfslagproef noodzakelijk Tabel 11 : Kerfslagproef noodzakelijk 3 Pag. 4

5 III. Berekening van de romp - inwendige druk * Minimale dikte : Diameter D = 31000,00 mm Minimale dikte = 8 mm -> voor de bestaande platen wordt hiervan (met toestemming van de klant) van afgezien omdat dit een constructieve eis is * Berekening van de diktes : e c = D. [98. W. ( H c - 0,3 ). + p ] 20. S + CA met Sd = min (2/3. Kt ; 260 N/mm²).Elas S 1 = 134 N/mm² Elas = 0,85 S 2 = 237 N/mm² Elas = 1 S 3 = 237 N/mm² * Berekening van de diktes voor testomstandigheden : D. [98. W t. ( H c - 0,3 ). + p t ] e t = 20. S t met St = min (3/4. K t ; 260) S t1 = 176 N/mm² S t2 = 260 N/mm² S t3 = 260 N/mm² Plaat Hoogte Materiaal Hc,tot e c e t t min t (incl CA) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) boven ,823 1,388 8,00 5, ,895 2,966 8,00 5, ,967 4,543 8,00 6, ,039 6,121 8,04 8, ,112 7,699 10,11 10, ,184 9,276 12,18 12, ,610 10,362 13,61 14, ,715 8,911 9,71 15 onder Totaal: Er wordt uitgegaan van de gemeten minimum diktes voor de controle-berekeningen. Omdat er geen info beschikbaar is over lokale corrosie of pitting op de platen kan hier in deze controle geen rekening mee gehouden worden. Pag. 5

6 IV. Controle van de stabiliteit van de romp * Maximale vertikale afstand tussen verstijvers : H p = K. [e min 5 /D 3 ] 0,5 K = / (3,563 v w ² p v ) vw : windsnelheid 48,7 m/s (z!!) pv : onderdruk in de tank 2,5 mbar K = 9,61 e min = gecorrodeerde dikte van de bovenste rompplaat e min = 5,80 mm D = 31,00 m Hp = 4,51 m * Getransformeerde hoogte van de romp : H E = Σ H e = Σ [ h ( e min /e) 2,5 ] e,min = dikte van de bovenste rompplaat e = dikte van de beschouwde rompplaat h = hoogte van de beschouwde rompplaat Plaat h e H,e (mm) (mm) (mm) , , , , , , , H E = 6,66 m > Hp!!! 1 Verstijvingsring(en) Pag. 6

7 Secundaire verstijvingsring * Positie verstijvingsring : Verstijvingsring Verticale afstand tot top van de tank of de bovenliggende verstijver REALITEIT Verticale Getransformeerde afstand tot de tussenafstand top van de tank Werkelijke tussenafstand THEORETISCH Getransformeerde tussenafstand [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] dakring Verticale afstand tot de bodem --> minimum vereist profiel volgens EN14015 : D = 31,0 m Z min = 107,98 cm³ L120x80x10 voorzien profiel : L150x75x10 L L = 150 mm B = 75 mm B t,verstijver = 10 mm t,romp = 5,8 mm (gecorrodeerde dikte!) Z = 139,06 cm³ OK V. De bodem Materiaal : 1 tol.: EN CS * bodem stompgelast? 0 (1 = ja; 0 = nee) * Minimale dikte : t = t = 6 mm + corrosietoeslag 6 mm Dikte voor de bodem : 6 mm => Geen uplift van de bodem tgv onderdruk * Verbinding romp bodem : dubbele hoeklas met keelnaaddikte = 8,0 mm * Annulaire ring : Vereist!! min dikte ea : 8,0 mm min breedte la (Fig 3) : 505 mm => totale breedte = 700,00 mm dikte ea : 8 mm Berekening van de spanningen in de annulaire ring Totale neerwaartse kracht Pv = 11,25 N/mm Maximaal toegel. funderingsdruk f,max = 0,1 N/mm² Annulaire ring breedte bv = 700 mm dikte ea = 8 mm Materiaal annul. ring: 2 tol.: EN Pag. 7

8 Halve dragende breedte ring b1 = tv. root [ 0,6. fy / (3. f,max)] b1 = 213,2 mm Dragende breedte ring b' = min (2. b1 + ts ; bv) b' = 441,3 mm Betondruk f,fund = 0,03 N/mm² <= 0,1 N/mm² => OK Optredend moment (per lengte-eenheid) M = 579,2 Nmm /mm Weerstandsmoment (per lengte-eenheid) W = 10,7 mm³ /mm Optredende buigspanning in annulaire ring σ = 54,3 N/mm² <= 237,0 N/mm² => OK VI. Berekening van het dak konisch dak Er wordt geen aanpassing noch herstelling aan het dak uitgevoerd. Bijgevolg wordt er geen controle uitgevoerd. VII. Berekening van de verankering * Windmoment : geprojecteerde oppervlakte : Aromp = D. H = 448,8 m² Adak = 48,0 m² Atoeb = 22,7 m² Atot = 519,5 m² winddruk : sleepcoëfficiënt cf = 0,7 qromp = cf. z. 1,226/2. (v)² = 1,02 kn/m² qdak = cf. z. 1,226/2. (v)² = 1,02 kn/m² qtoeb = 1,2. z. 1,226/2. (v)² = 1,74 kn/m² Pag. 8

9 horizontale windkracht : F = qromp. Aromp + qdak. Adak + qtoeb. Atoeb F = 544,20 kn windmoment : Mw = F. H/2 Mw = 3938,89 knm * Tegenwerkend moment t.g.v. het eigengewicht : eigengewicht dak (gecorr.) : 273,76 kn eigengewicht romp (gecorr.) : 1104,78 kn eigengewicht dakprofielen : 286,00 kn extra gewicht toebehoren : 0,00 kn uplift door inwendige druk : 1128,22 kn resulterend totaal gewicht : 536,32 kn tegenwerkend moment : 8312,99 knm Guide to storage tanks * veiligheid t.o.v. omkippen : 2,11 > 1,5 geen verankering vereist Pag. 9

10 Fundatielasten Verhogen van bestaande tank C0156 I. Algemene gegevens Klant EUROTANK Kontakt - Projektnummer Projektomschrijving Tank-aanpassing Volgnr tank Verhogen van bestaande tank C0156 Datum 15/06/2015 Opgesteld door RRE Revisie 0 II. Ontwerpgegevens Diameter van de tank D = mm Cylindrische hoogte Hf = mm Ontwerpdrukken : overdruk p 7,5 mbar onderdruk pv 2,5 mbar testdruk pt 0 mbar Daklast (sneeuw- en looplast) 0,8 kn/m² Windsnelheid volgens EN : 45 m/s horizontale windkracht : 653,0 kn windmoment : 4726,7 knm Eigengewicht : romp : 1228,6 kn dak : 646,7 kn bodem : 398,5 kn III. Fundatielasten A. centraal (onder bodem) (pression) (combinatie van eigengewicht, hydrostatische druk en overdruk) normaal : 143,2 kn/m² test : 142,5 kn/m² B. Onder de romp (pression) (combinatie van eigengewicht, daklast en windlast) normaal : 27,39 kn/m extreme wind : 27,46 kn/m

Vergelijkbare documenten

Stabiliteitsberekening van een verticale opslagtank volgens EN 14015

Stabiliteitsberekening van een verticale opslagtank volgens EN 14015 C-0159 Klant : EUROTANK Contact : - Projectnummer : 30491 Projectomschrijving : Tank-aanpassing Datum : 16/11/2015 Opgesteld door :