БАЛОЧНЫЙ УЗЕЛ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
BEAM ASSEMBLY AND INTERMEDIATE ELEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к резервуарам для хранения и транспортировки текучих сред, таких как углеводороды, в том числе имеющего низкую температуру сжиженного природного газа. В частности, изобретение относится к резервуарам для судов и плавучих морских сооружений, которые подвержены воздействию волновых нагрузок, а также к резервуарам для гравитационных (опирающихся на морское дно) морских сооружений и береговым резервуарам, которые подвержены воздействию землетрясений.
Уровень техники
Резервуары могут иметь разные конфигурации, такие как сферы, цилиндры, конусы, раковины, а также призмы. Принципиальным преимуществом призматических форм является то, что они устанавливаются ближе друг к другу, сводя к минимуму объем, занимаемый такими резервуарами. Простые призматические резервуары являются гораздо менее эффективными в конструктивном отношении, поскольку они полагаются на изгибающее действие для мобилизации прочности. Раковины развивают прочность за счет непосредственного растяжения в плоскости раковины. Это обеспечивает большую прочность для такого же количества материала.
Более эффективной конструкцией призматических форм является включение внутренних связей (работающих на растяжение балок). При установке внутренних связей в качестве основного средства сдерживания внутренней нагрузки или внутреннего давления такие усиленные внутренними связями резервуары сравнимы с раковинами по эффективности в конструктивном отношении. Документ WO 2006/001711 2 раскрывает такие резервуары и включен в описание путем ссылки.
Помимо развития конструктивной прочности внутренние связи поглощают удары, вызванные движением волн. Горизонтальные нагрузки, прикладываемые к работающим на растяжение внутренним связям, вызванные ударами волн, поглощаются балками, а для ограничения изгиба балки должны быть соединены в каждом перекрещивании. Балки организованы в чередующиеся слои, где в каждом слое балки ориентированы под прямым углом к балкам соседних слоев.
Усилия от ударов волн вызывают угловое смещение внутренних связей в разных слоях. Крутящие моменты, возникающие в соединениях в каждом перекрещивании, будут чрезвычайно велики по отношению к примененной геометрии соединений, если они (соединения) обеспечивают жесткое сдерживание. Решение этой проблемы было бы очень полезным.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание соединения между перекрещивающимися под прямым углом балками в чередующихся слоях. Это соединение должно выдерживать относительное угловое смещение балок в чередующихся слоях и в то же время прикреплять балки к поперечным балкам сверху и снизу. Для устранения названной выше проблемы жесткого сдерживания соединение должно иметь податливость при кручении в сочетании с достаточными прочностью на сдвиг и устойчивостью к поперечному изгибу.
Для обеспечения податливости при кручении в сочетании с достаточными прочностью на сдвиг и устойчивостью к поперечному изгибу изобретение использует соединение в форме короткой стойки, имеющей крестообразное поперечное сечение. Крестообразное поперечное сечение может иметь переменную толщину и может также включать отверстия или вырезы для оптимизации распределения напряжений в отношении прочности и усталости. Поперечное сечение может также быть модифицировано таким образом, что включает три или более пластины, пересекающиеся вдоль общей оси.
Короткие стойки могут быть прикреплены привариванием к одной или более базовой пластине, которая, в свою очередь, с помощью болтов, сварки или иных средств присоединяется к внутренним связям.
Задача настоящего изобретения решается путем соединения поперечных внутренних связей последовательностью коротких стоек, податливых при кручении и жестких на изгиб и сдвиг. Настоящим изобретением предлагается следующее.
Система ориентированных под прямым углом друг к другу балок, работающих на растяжение и расположенных чередующимися горизонтальными слоями, для использования в резервуаре. По меньшей мере в некоторых точках перекрещивания балки, ориентированные под прямым углом друг к другу и работающие на растяжение, соединены вертикальными распорными элементами, обладающими жесткостью на изгиб и податливостью при кручении.
В указанной системе балки могут содержать стенки и полки.
В указанной системе распорные элементы предпочтительно присоединены к балкам с помощью болтов, сварки или любых других подходящих крепежных средств.
В указанной системе распорные элементы предпочтительно соединены с балками посредством стенок или полок этих балок.
Также предлагается распорный элемент для использования в системе, описанной выше, который имеет две базовые пластины, соединенные множеством пластин, пересекающихся вдоль общей оси, причем эта ось пересекает обе базовые пластины.
В предпочтительном варианте пересечение пластин имеет крестообразное поперечное сечение и предпочтительно общую ось, перпендикулярную базовым пластинам.
Краткое описание чертежей
Другие подробности изобретения будут описаны далее со ссылкой на варианты осуществления, показанные схематично на прилагаемых чертежах, на которых:
фигура 1 показывает перспективный вид крестообразного распорного элемента,
фигура 2 показывает горизонтальный поперечный разрез, включающий вид сверху базовой пластины,
фигура 3 показывает некоторые альтернативные поперечные разрезы распорного элемента,
фигура 4 показывает вид сбоку крестообразного распорного элемента,
фигура 5 показывает систему из крестообразных распорных элементов и балок, скрепленных этими распорными элементами,
фигура 6 показывает перспективный вид внутренней части резервуара, имеющего систему работающих на растяжение балок.
Осуществление изобретения
Фигура 1 показывает перспективный вид распорного элемента, состоящего из пластин 1, формирующих крестообразную короткую стойку, и двух базовых пластин 2 с отверстиями 3 для приема болтов для прикрепления распорного элемента к перекрещивающимся внутренним связям/балкам. Распорный элемент может быть изготовлен объемной штамповкой или из сваренных пластин, штампованных или катаных профилей.
Фигура 2 показывает поперечный разрез распорного элемента, на котором (разрезе) видны сечение крестообразной короткой стойки, одна из базовых пластин 2 сверху и отверстия 3 для болтов с введенными болтами.
Фигура 3 показывает альтернативные варианты осуществления распорного элемента.
Фигура 4 показывает вид сбоку распорного элемента с пластинами 1, формирующими короткую стойку, и двумя базовыми пластинами 2 с отверстиями 3 для приема болтов.
Фигура 5 показывает типовые элементы системы из внутренних связей/балок 4, показанных как двутавры, и крестообразных распорных элементов 5, присоединенных к стенкам внутренних связей/балок 4.
Фигура 6 показывает перспективный вид внутренней части резервуара, имеющего систему работающих на растяжение балок 4, соединенных крестообразными распорными элементами 5 в точках перекрещивания.