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Lagesicherheit von Flüssigkeitstanks

Anordnung der Tanks

Problemstellung

Es war zu untersuchen, unter welchen Randbedingungen (Imperfektionen und Befüllsituationen) die Lagesicherheit eines Tankstapels gewährleistet ist. Die zwischen den Tanks befindlichen Sättel liegen lose auf den Tanks auf.

Die kritische Situation für den Tank mit der Nummer 12 (vgl. Bild oben) ergibt sich dann, wenn die Tanks 13, 22, und 23 befüllt sind, der Tank 12 jedoch leer ist. Infolge der Ovalisierung der Tanks 1 und 2 ergibt sich eine nach außen gerichtete Verschiebung des Tanks 12. Diese Verschiebung wird durch die Abtriebskraft aus der durchlaufenden Auflagerkraft des Tanks 22 vergrößert. Aus dem Gleichgewicht der Abtriebskraft mit der stabilisierenden Wirkung des Eigengewichts des Tanks 12 ergibt sich die Stabilitätsbedingung, die zur Ermittlung zulässiger Imperfektionen führt.

Bei einer Änderung der Befüllsituation können einige Sättel nach unten rutschen. Bei Sätteln, die für die Stabilität der Tankstapel maßgebend sind, wurden deshalb zusätzliche Abstützungen vorgegeben. Die Steifigkeit der Lagerbedingungen der Tanks an den Sätteln ist maßgeblich von der Lage und der Ausbildung der Sättel abhängig. Zur Untersuchung dieser Steifigkeit wurden Ausschnitte aus den Tanks mit einem Finite-Element Programm abgebildet und berechnet.

FE-Modell einer Tank-Sattellagerung

FE-Modell