[Oskar___]

Здравствуйте,

Занимаюсь расчетом резервуара чистой воды. На сейсмику считаю впервые. При просмотре литературы встретил вот такую картинку
.
Все вроде бы понятно, но вот что такое гидродинамическое давление на колонны и того страшнее на днище резервуара не понял? Помогите пожалуйста разобраться или если возможно то киньте пожалуйста ссылку на литературу. Заранее огромное спасибо.

[bogdan]

Вы шутите что-ли? Собрались считать сейсмические нагрузки не имея базовых представлений о гидродинамике? Жидкости и воздух оказывают гидростатическое давление, закон P=p*g*h. Где p - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения (9,81 м/с*с), h - высота столба жидкости. Соответственно нужно построить эпюру давления жидкости на стенки резервуара, а для днища элементарно считается. Поскольку при землятресении резервуар накренится в одной его части гидростатическое давление будет выше, чем в другой из-за изменившегося уровня жидкости. Гидростатическое давление оказывается на днище резервуара.
Движущаяся жидкость оказывает также гидродинамическое давление. Оно оказывается преимущественно на верхнюю часть резервуара. Фактически - это давление оказываемое волной жидкости. Эпюра гидростатического и гидродинамического давления накладываются друг на друга и на прочие эпюры, предусмотренные на вашей иллюстрации. Рекомендую почитать "Статистическая динамика машиностроительных конструкций". Ознакомиться можно здесь http://www.mash.oglib.ru/bgl/5546.html.
Я по ней когда-то для ГОЧС считал устойчивость резервуара, очень все доходчиво описано в главе два. Может где и лучше есть, но на мой взгляд и искать незачем. Я не зря писал про построение эпюр, там много математики и решать такую систему численно - можно, конечно. Но проще пойти "в лоб", построить эпюры вручную, сделать геометрические построения на сложение векторов для наихудших условий (когда вектора складываются). Звучить заморочисто, но по факту быстрее и понятнее всего будет.

[Oskar___]

Спасибо... Буду исправляться

[bogdan]

Извините что сразу резко так написал. Это сейчас везде общая проблема, только на последнем месте работы подходы другие. Нужно посчитать пожарную эвакуацию завтра. Ну, есть молодой инженер, который этого никогда не делал и имеет смутное представление как это делается, ему и поручим. В итоге получаются тяп-ляпные проекты. С другой стороны я сам так набрал весь свой опыт, учился за счет заказчика. По замечаниям (временами резким) понимал где накосячил и учился снова. Так что желаю вам с темой хорошо разобраться и потом уже научиться.
Нормативной документации как делать гидродинамические расчеты вы не найдете. Расчет гидродинамических ударов (от которых на Братской ГЭС авария была), гидродинамического давления - все делается по литературным источникам. Ну и некоторым старым, недействующим отраслевым документам. Но чтобы по ним считать - все равно литературу открывать необходимо, иначе не разобраться.

[Oskar___]

bogdan, вопрос вдогонку... это гидродинамическое давление на днище мы учитываем вместе с весом воды? но гидродинамическое давление будет иметь место при незаполненном резервуаре. как быть? помогите разобраться, я что-то не догоню

[bogdan]

Нужно построить эпюры сил, воздействующих на резервуар. Это, собственно, и на приведенной иллюстрации изображено. Вес воды - это гидростатическое давление, оно возрастает от уровня воды до дна резервуара. Гидродинамическое давление - максимально на уровне воды и резко убывает при погружении. Сейчас немного недосуг чертить схемку, но вспомните, как делали эпюры на сопромате, если у вас инженерное образование - хоть это помнить должны. Изображаем все силы векторами, векторы складываем, получаем суммарное воздействие. Так и тут, складываем гидродинамическое давление, гидростатическое, прочие нагрузки с иллюстрации. Все силы - вектора.
Кстати, гидростатического давления на иллюстрации не увидел. Видимо, авторы решили не усложнять и указали только силы от сейсмических воздействий. Вы верно понимаете, что нужно и прочие силы учитывать, включая давление воды.

[Oskar___]

Про эпюры я понял... При заполнении резервуара полностью там нет гидродинамического давления на днище, весь резервуар вместе с водой считается твердым телом (это из указанного вами источника). Гидродинамическое давление будет максимальным при определенной высоте столба воды. Если взять и сложить полное статическое и гидродинамическое давление это, мне кажется , некорректно. А вытащить ту высоту уровня воды при которой гидродинамическое давление максмальное из формул не получится ИМХО. (Правда я пока мельком про смотрел). Как быть?

[bogdan]

Про полное заполнение резервуара - верно, ведь по сути гидродинамическое давление создается потоками жидкости. Нет потоков жидкости - нет давления.
Складывать некорректно конечно. Полное гидростатическое давление на дне, но там нет или мало гидродинамическое. В верхней части резервуара - наоборот. Поэтому складываются не полные давления (это лишено смысла), а силы приложенные к конкретному участку резервуара.
Что касается худших условий - высоты наполенния при котором гидродинамическое давление максимально - я этим не заморачивался. По технологическому регламенту резервуар при работе в режиме полон на 80% из того и исходил. Думаю, опять же нет смысла решать уравнения аналитически, чтобы определить высоту столба жидкости для худших условий. Численное моделирование - куда проще. В том же MathCAD запускаем расчет для всех высот от 0 до полного заполнения с разумным шагом (ну, 10 см, например) и потом выбираем максимальное значение.

[Oskar___]

Понятно.
Прикинул по СНиПу строительство в сейсмических районах для гидротехнических сооружений (тут же вопрос можно ли резервуар чистой воды считать гидротехническим сооружением?) сейсмическое воздействие на стены от масс присоединенной воды, получилось с гулькин нос примерно 32 кг м2 стены при 9 баллах. Размеры резервуара 24х18х3,6h Навскидку у Вас больше получилось?
Да и еще как вы считали гидродинамическое давление на колонны и там и там это нет. Можно ли считать колонну частью стены

[bogdan]

На память не вспомню точно. Вроде малвато, гидродинамическое воздействие минимально в высоких резервуарах малого диамтра и велико в резервуарах большого диаметра. Если колонны работают совместно со стенками, на мой взгляд, отдельно их считать не следует. Вообще расчет шаманский, на мой взгляд. Там же ещё есть инерционные воздействия и, самое главное, сейсмические воздействия от грунта. Вот там самые большие проблемы, на мой взгляд.

[Oskar___]

Нет имеется ввиду колонна отдельно стоящая. Что то типа аэродинамических коэффициентов не встречали?

[bogdan]

Увы, нет.

[Oskar___]

bogdan и товарищи инженеры,
Можете посмотреть на эту странную расчетную схему во вложении



Что за нагрузка P5 на уровне грунтовых вод. Если предполагать что это дополнительное давление от грунтовых вод то эпюра должна быть другой формы, а если считать что это капиллярное давление то такой скачок должен быть выше УГВ.
Смущает то что эту схему я встретил в нескольких типовых проектах. Может кто встречался с этим?

[Oskar___]

Богдан, еще раз спасибо

Offtop: ЗЫ: И вообще спасибо DWG.ru

[Auk]

Бирбаер Расчет конструкций на сейсмостойкость, стр. 189