wyklady, Budownictwo, SEM I - mgr, Złożone Konstrukcje Metalowe
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Złożone Konstrukcje Metalowe
02 kwiecień 2012r.
Wieże, Maszty, Kominy
Wieża – wspornik utwierdzony w fundamencie ( z punkty widzenia statyki)
Rodzaje wieży:
–
Wieża kościelna
–
wieża ratuszowa
–
wieża radiostacji
–
wieża widokowa
–
wieża telewizyjna
–
wieża spadochronowa
–
slupy elektrowni wiatrowych
Maszty – pionowe konstrukcje w których, obciążenia poziome są przenoszone przez linie
odciągowe
Kominy – służy do odprowadzenia spalin i dymów rożnych wytwarzanych przez fabryki lub rożne
zakłady.
Konstrukcje wsporze linii energetycznych
[rys1]
Slupy trakcyjne – slupy na których powieszona jest trakcja np. tramwajowe lub pociągowe.
Podpory kolejek linowych i wyciągów narciarskich
PN-EN-1993-3-1 :2008
EC3: Projektowanie konstrukcji stalowych
część 3-1: Wieże, maszty, kominy – wieże i maszty
EC3: Projektowanie konstrukcji stalowych
część 3-2: Wieże, maszty, kominy – kominy
Cechy charakterystyczne budowli o charakterze wieżowym i masztowym:
–
duży stosunek wysokości do wymiarów poprzecznych (bardzo duża smukłość) → konstrukcje
wrażliwe na efekty II rzędu.
–
Stosunkowo małe siły pionowe
–
podstawowe obciążenia: wiatr i sadź
–
konieczność uwzględnienia
–
obciążenia dynamiczne
–
zmęczenie materiału
Obciążenia szadź (tez sadź) – osad lodu powstający przy zamarzaniu małych, przechłodzonych
kropelek wody
Szadź zawiera kryształki lodu pozlepiane (igiełek nie ma lub jest ich niewiele)
Szron składa się z igiełek lodu, które mogą być rozgałęzione ale nie tworzą zwartej bryły
Obciążenia szadzią można liczyć na podstawie:
PN-B-02013:1987
Obciążenia budowli
Obciążenia zmienne środowiskowe
Obciążenia oblodzeniem
Awaria systemu elektroenergetycznego w regionie szczecińskim w nocy 7/8 kwietnia 2008r,
poprzez obciążenia szadzią
Blackout – na wskutek zaniku dostawy energii elektrycznej całkowitemu paraliżowi ulega życie na
znacznym terenie zamieszkałym przez duża liczbę ludności
proces powstawania szadzi.
[rys2]
proces ten powoduje oprócz zwiększenia ciężaru, zginanie przekroju.
Kiedy przewody okryte są lodem, obciążenia od wiatru znaczne wzrastają.
Niewłaściwe podwieszenie światłowodów ( podwieszenie przewodu do pasa dolnego ściskającego)
siły (przewody) trzeba przytwierdzać w węzłach
Oddziaływanie wiatrem PN-EN 1991-1-4:2008
EC1
Oddziaływanie na konstrukcje
część 1-4: oddzialyw3ania ogólne. Oddziaływanie wiatru
nie ma wytycznych dotyczących
–
oddziaływania wiatru na wieże kratowe o nieregularnych pasach
–
oddziaływania wiatru na maszty z odciągami i kominy z odciągami
Oddziaływanie wiatru na:
–
maszty z odciągami
–
kominy z odciągami
–
wieże kratowe o nierównoległych pasach
podano w EN 1993-3-1 Załącznik A.
PN-EN-40-4-1:2004
Slupy oświetleniowe – część 3-1: Projektowanie i weryfikacja. Specyfikacja obciążeń
charakterystycznych
Obciążenia dynamiczne
Wiatr → Drgania konstrukcji
obciążenie wiatrem w płaszczyźnie
1. równoległej do kierunku wiatru
2. prostopadłej do kierunku wiatru
1. Obciążenie w płaszczyźnie równoległej do kierunku wiatru → drgania konstrukcji
–
częstotliwość drgań własnych
–
postacie drgań własnych
–
charakterystyki tłumienia drgań (logarytmiczny deklement tłumienia)
wg PN-77/B-02011 Obciążenia wiatrem dl budowli podatnych na działanie wiatru
[rys3]
współczynnik działania porywów wiatru β
wg PN-EN 1991-1-4:2008
współczynniki konstrukcyjny c
0
c
d
c
s
– współczynnik rozmiarów
c
d
– współczynnik Dynamiczny
dla kominów o przekroju kołowym o wysokości <60 m i <6,5 d
c
s
c
d
=1 → konstrukcja nie jest podatna na efekty dynamiczne
dla pozostałych współczynnik c
s
c
d
określa się wg pkt.6.3
2. Obciążenia w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wiatru → wzbudzenia wirowe (wiry
Karmana) → poprzeczne drgania konstrukcji → zmęczenie materiału
Wiry karmana powstają na obiektach pełno ściennych kołowych.
[rys4]
–
przepływ strugi laminarny
–
prędkość strugi krytyczna
żeby powstały wiry wiatr musi mieć pewna określona prędkość w miejscach określonych kątem
alfa
konstrukcja drga poprzecznie ponieważ, gdy wiry odrywają się od konstrukcji wprawiają ja w
drgania
[rys5]
Galopowanie interferencyjne – drgania samowzbudne gdy dwa niepołączone za sobą walce są
blisko ustawione
[rys6]
Urządzenia zapobiegające drganiom
–
typu mechanicznego (tłumiki, liny) (metoda to polega na zmianie częstotliwości drgań własnych
konstrukcji)
[rys 7]
2 i 6(?) - element ciężki zamocowany u szczytu konstrukcji
4 – ciężarki zamocowane na linach
5 – skrzynka z sprężynkami w celu tłumienia drgań
sam fakt wiszenia liny z budynku może wytracić budynek z drgań własnych
–
typu aerodynamicznego (turbulizatory)
[rys8]
w procesie wytwarzania nakłada się nierówne elementy które przeszkadzają w swobodnym
parciu wiatru
a) spirala zrobiona z płaskowników spawanych na sztorc
b) spirala zrobiona z łopatek
(nanosi się już na etapie projektowania)
Obciążenia wyjątkowe
w masztach – poluzowanie lub zerwanie liny
Maszt radiowy w Konstantynowie – ponad 646 metrów wysokości był najwyższa konstrukcja na
świecie w latach 1974-1991, został zniszczony przy wymianie odciągów
Konstrukcje wież
[rys9]
–
kratowe
–
pełno ścienne
szerokość podstawy wieży ok
1
12
÷
1
17
∗
H
szerokość wierzchołka wieży 1,5m – 2m
zalecenia
–
wyratowanie typu X
–
dodatkowe rozporki
–
minimalna powierzchnia prętów
–
przepony – tarcze poziome zabezpieczające przed
[rys10]
{
rys11]
–
trzon
–
fundament główny
–
liny odciągowe
–
izolatory
–
urządzenia napinające liny
–
fundamenty odciągowi
Konstrukcje masztów
[rys12b] urządzenie napinające
[rys13] izolator
[rys 14] fundament odciągu
Konstrukcje masztów
pionowy pręt ciągły podparty sprężyście na odciągach
Podatność podpory zależny od
–
przekroju, długości i kata nachylenia odciągu
–
wstępnego naprężenia odciągów
–
modułu sprężystości odciągu
[rys15]
[rys16]
[rys17]
teoria II rzędu
stateczności trzonu masztu
Złożone Konstrukcje Metalowe
16.04.2012
Wieże, Maszty, Kominy cz. 2
pionowy pręt ciągły podparty sprężyście na odciągach
Podatność podpory zależny od:
–
przekroju, długości i kata nachylenia odciągu
–
wstępnego naprężenia odciągów
–
modułu sprężystości odciągu
Porównanie masztów i wieży
–
maszty są lżejsze i tańsze od wież
–
duża powierzchnia zabudowy
–
droższe w użytkowaniu – konieczny stały nadzór prostoliniowość trzonu
N – sila sciskajaca
N – sila wyrywajaca
Podwojna nakretka
Model sprężysty jest wtedy gdy cala powierzchnia podstawy przekazuje naprężenia na beton, jeżeli
nie przekuje to trzeba dodać usztywnienia
[ Pobierz całość w formacie PDF ]