Основы листовых конструкций

Листовые металлические конструкции относятся к емкостным сооружениям, пред­назначенным для хранения, транспортировки и переработки различных материалов. Они появились в связи с интенсивной разработкой нефтяных месторождений и развитием нефтяной и химической промышленности. Широкое применение их началось с середины ХIХ в. В это время впервые были построены трубопроводы большой протя­женности для транспортирования нефти и керосина.

Большой вклад в развитие листовых конструкций внес выдающийся инженер-исследователь В.Г.Шухов (1853-1939). Он создал методы расчета нефтепроводов и обо­сновал выбор экономически целесообразных вариантов транспортирования нефти и нефтепродуктов.

В.Г. Шухов впервые в 1878 г. применил для хранения нефти и нефтепродуктов ме­таллические вертикальные цилиндрические резервуары, имеющие плоское металли­ческое днище и коническую крышу. Он разработал теорию проектирования резервуа­ров минимального веса, установив оптимальное соотношение между их диаметром и высотой. В резервуарах большой емкости он предложил изменять толщину стенки кор­пуса по высоте, что обеспечивало существенную экономию металла.

Надо отметить, что в то время резервуары, строящиеся в других странах, имели пря­моугольную форму с плоскими стенками и, как следствие, значительно большую массу.

К тому времени уже изобретенная электросварка широкого распространения в про­мышленном строительстве еще не получила, и первые резервуары имели корпуса, со­стоящие из металлических листов, соединенных между собой часто поставленными заклепками.

В XX в. электросварка в листовых конструкциях полностью вытеснила клепку. Это позволило существенно упростить конструктивные решения, обеспечить непроницае­мость сооружений, создать новые конструктивные формы и методы их изготовления и монтажа. Большое значение для развития листовых конструкций имеют работы по авто­матизации сварки, проводимые Киевским институтом электросварки им. Е.О. Патона.

Масштабы применения листовых конструкций во всем мире очень велики. Мон­таж их осуществляется в основном полистовым способом. В нашей стране в середине XX в. был предложен, разработан и внедрен новый высокопроизводительный метод возведения вертикальных цилиндрических резервуаров из полотнищ заводского изго­товления, свернутых в габаритные рулоны и доставляемых на монтажную площадку. При этом основной объем сварочных работ выполняется и контролируется в заводс­ких условиях.

Головным институтом по проектированию и исследованию листовых конструкций в течение многих лет является ЦНИИПроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова. По проектам этого института построены такие сооружения, как вертикальные цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов емкостью до 50 тыс. м³, сферические резервуары объемом до 4 тыс. м³,доменные печи объемом до 5 тыс. м³ и многие другие листовые конструкции для разных отраслей промышленности.

Современные требования к листовым конструкциям - это их надежность и долговечность при минимальном расходе металла и совершенствовании методов изготовления и монтажа.