Soil-structure interaction of cylindrical tank of variable wall thickness under the constant thermal loading

An effective method for the analysis of soil-structure interaction including the behaviour of cylindrical storage tank with varying wall thickness under the action of constant thermal loading is presented. Elastic half-space and the Winkler model have been used for the description of subsoil. The soil-structure interaction is described by using the power series. A computational example of reinforced concrete tank loaded with constant temperature is given. The analysis of a hydrostatically loaded cylindrical tank performed for the model incorporating elastic half-space shows decrease of radial displacements as well as substantial changes in the distribution of bending moments when compared to the Winkler foundation. Additionally, local increase of subsoil reaction around the slab circumference is observed for the case of elastic half-space, in contrast to the Winkler model. However, in the case of a tank loaded with constant temperature, the solutions for both subsoil models do not differ significantly.

W pracy rozważana jest metoda obliczania naprężeń termicznych w zbiornikach cylindrycznych o zmiennej grubości ścianki, zamocowanych u podstawy w płycie dennej i poddanych osiowo-symetrycznemu równomiernemu obciążeniu termicznemu (rys. 1). Schemat wzajemnego oddziaływania konstrukcji z podłożem pozwala opisać zachowanie konstrukcji zbiorników kołowych o zmiennej grubości ścianki, stosując takie modele podłoża, jak półprzestrzeń idealnie sprężysta i model Winklera. Przyjęta tu metoda (por. Borowicka [1], Gorbunow-Posadow [4]) umożliwia analizę wzajemnego oddziaływania płyty dennej zbiornika z izotropową półprzestrzenią sprężystą obciążoną prostopadle na pewnym obszarze płaszczyzny granicznej, z uwzględnieniem równania różniczkowego opartej na niej płyty kołowej. Analizę współpracy konstrukcji z podłożem przeprowadzono metodą szeregów potegowych [11]. Zaletą tego podejścia jest jest stosunkowo prosty i dokładny opis wzajemnego oddziaływania konstrukcji z podłożem w porównaniu z innymi metodami.