Розрахунок резервуарів виконують відповідно до чинних нормативних документів. Він полягає:
1) у розкритті статичної невизначеності конструкцій резервуара і у визначенні зусиль, діючих на окремі його елементи (статичний розрахунок);
2) у перевірці прийнятих перерізів елементів, їх конструюванні щодо забезпечення міцності і умов нормальної експлуатації (конструктивний розрахунок).
Залізобетонні резервуари являють собою статично невизначену просторову систему, найпростішим рішенням якої є метод сил. Розрізка цієї системи при виборі основної схеми здійснюється у місцях з’єднання стінки з днищем і покриттям (рис 1.31 а).
Рис. 1.31. Основна система для розрахунку зусиль в стиках “стінка-днище” і “стінка-покриття”
а) без урахування роботи фундаментного кільця; б) з урахуванням роботи фундаментного кільця
У деяких випадках днище в місцях з’єднання зі стінкою має значне потовщення (фундаментне кільце), яке здатне самостійно сприймати частину діючих зусиль. Тоді основна система, метода сил для визначення зусиль у місцях з’єднання стінки і днища буде мати вигляд, який показано на рис. 1.31, б.
Для визначення невідомих зусиль, які входять у основну систему, складають канонічні рівняння, які виражають нерозривність деформацій, що з’єднуються в одній і тій же точці.
Задача дещо ускладнюється, якщо днище і покриття виконують у вигляді просторових тонкостінних конструкцій із-за складності визначення їх вузлових і лінійних деформацій. Ці задачі успішно вирішуються за допомогою ЕОМ.
При статичному розрахунку зусилля в елементах резервуару визначаються на різних невигідних стадіях завантаження при зведенні і експлуатації резервуара. Для заглиблених резервуарів або засипаних ґрунтом основними розрахунковим навантаженнями будуть такі:
І. Стадія зведення і випробування:
1. Навантаження на стінку, днище і покриття резервуара від попереднього обтиснення арматурою.
2. Навантаження на стінку і днище резервуара від попереднього обтиснення і води в резервуарі при випробуваннях.
ІІ. Стадія експлуатації:
1. Навантаження на стінку, днище і покриття від заповнення продуктом, тиску ґрунту (ґрунтових вод) і попереднього обтиснення.
2. Навантаження на стінку, днище і покриття від ґрунту (ґрунтових вод) і попереднього обтиснення при пустому резервуарі.
Для підводних резервуарів розрахунковими навантаженнями будуть:
І. Зведення і випробування:
1. Навантаження на стінку і покриття від попереднього обтиснення арматурою.
2. Навантаження від збиткового тиску газу при наземних випробуваннях.
ІI. Експлуатація:
1. Навантаження від результуючого тиску води і нафти при заповненім резервуарі.
2. Навантаження від дії води або течії в акваторії парку.
Усі названі розрахункові випадки завантаження резервуарів розглядають з урахуванням власної ваги конструкцій і технологічного обладнання, розміщеного на них. Основні і додаткові сполучення навантажень складають за загальними правилами для промислових споруд у відповідності із ДБН В.1.2-2:2006 “Навантаження і впливи
Залізобетонні резервуари, які виконуються без лицювань, відносяться до споруд, у яких утворення тріщин при експлуатації не допускається. Тому статичний розрахунок таких резервуарів виконують методами будівельної механіки як для пружних систем. Виняток складають резервуари, експлуатація яких не передбачається без лицювання. У цьому випадку проектування і розрахунок резервуарів можуть виконуватись з урахуванням прояву бетоном пластичних властивостей і утворення обмежених по ширині тріщин.
У конструкціях залізобетонних резервуарів виникають деформації, викликані зміною температури продукту, що зберігається від –200С до +950С. Зміна температури призводить до виникнення температурних зусиль, які визначають, розглядаючи резервуар, як однорідну пружну систему.
Температурні дії на конструкції резервуара впливають у значно меншій мірі, якщо застосовують більш гнучкі (тонкі) конструктивні елементи, при зменшенні сил тертя між днищем і основою, при влаштуванні температурних швів. Окрім розрахунків, що характеризують міцність окремих елементів резервуара, виконують розрахунок на спливання, який враховує можливі зміни рівня ґрунтових вод у звичайних наземних конструкціях або максимальне значення об’ємної маси продукту, що зберігається у підводних спорудах. При цьому розрахункова сума сил, котрі утримують резервуар від спливання (власна вага конструкцій, вага ґрунту на покритті, сили тертя ґрунту об стінку резервуара і ін.), приймаються з коефіцієнтом “безпеки за навантаженням” менше одиниці, а розрахункові зусилля, які прагнуть підняти резервуар, приймаються з коефіцієнтом “безпеки за навантаженням” більше одиниці.