analiza i proraČun ČeliČnog dimnjaka visine h=40m po

14
| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 7 ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO EC-KODU I PREMA SRPS STANDARDU Miroslav T. Bešević 1 Aleksandar Landović 2 Aleksandar Prokić 3 Dragana Tabaković 4 Aniko Tešanović 5 UDK: 24.042.41:692.71 DOI: 10.14415/zbornikGFS27.01 Rezime: U ovom radu se daje analiza uticaja od opterećenja prema Evrokodu odnosno SRPS standardu. Konstrukcija koja se analizira je čelični dimnjak visine H=40m kružnog konstantnog preseka prečnika D=1834mm za gornji deo stuba visine 33m i dela stuba promenljivog poprečnog preseka dimenzije na koti temelja D=2234mm. Za ovakve čelične konstrukcije dominantno je opterećenje od vetra. U analizi opterećenja su detaljno obrađene osnovne brzine vetra prema SRPS U.C7.110, odnosno na brzine vetra prema Evrokodu 1 za lokaciju Prahovo. Proračun modela za uticaje sopstvene težine, stalan teret i uticaje od vetra sproveden je prema teoriji drugog reda za prethodno formirane kombinacije opterećenja. U kombinacije su ušla opterećenja bez parcijalnih koeficijenata. Sprovedeno je dimenzionisanje segmenata dimnjaka različitih debljina po visni stuba, na nosivost poprečnih preseka plašta, na izbočavanje usled normalnih napona, na izbočavanje usled tangencijalnog napona i sprovedena je kontrola izbočavanje usled smičućeg napona. Ključne reči: opterećenja, dejstva vetra, proračun, dimenzionisanja, standardi. 1. UVOD Dimnjak je projektovan kao slobodno stojeći stub od čelika. Ankerovan je u armiranobetonski temelj sa 2x8 M 36 ankera. Sastoji se od pet montažnih delova koji se spajaju zavrtnjima zbog lakše montaže. Donji deo je promenljivog poprečnog preseka dužine 7.50m, drugi segment je 7.50m konstatnog je poprečnog reseka, a treći i četvrti segment je dužine 8.50m, dok je peti najviši segment dužine 8.00m. Od drugog segmenta pa do kraja dimnjak je konstantnog poprečnog preseka. Dimnjak je sa duplim plaštom. Unutrašnji plašt je prečnika Φ=2334mm od lima debljine 5mm. Spolnji plašt je 1 Dr. Miroslav T. Bešević, dipl. Inž. građ.,Građevinski fakultet Subotica, Kozaračka 2a, tel: 554-300, e -mail: [email protected] 2 mr. Aleksandar Landović, dipl. inž.građ.,e -mail: [email protected] 3 Dr Aleksandar Prokić, dipl. inž.građ, e -mail: [email protected] 4 Dragana Tabaković , dipl. inž.građ., e -mail: [email protected] 5 mr.Aniko Tešanović, dipl.inž. građ., e-mail: [email protected]

Upload: donhi

Post on 21-Dec-2016

269 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 7

ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO EC-KODU I PREMA SRPS

STANDARDU

Miroslav T. Bešević1 Aleksandar Landović2 Aleksandar Prokić3 Dragana Tabaković4 Aniko Tešanović 5 UDK: 24.042.41:692.71

DOI: 10.14415/zbornikGFS27.01 Rezime: U ovom radu se daje analiza uticaja od opterećenja prema Evrokodu odnosno SRPS standardu. Konstrukcija koja se analizira je čelični dimnjak visine H=40m kružnog konstantnog preseka prečnika D=1834mm za gornji deo stuba visine 33m i dela stuba promenljivog poprečnog preseka dimenzije na koti temelja D=2234mm. Za ovakve čelične konstrukcije dominantno je opterećenje od vetra. U analizi opterećenja su detaljno obrađene osnovne brzine vetra prema SRPS U.C7.110, odnosno na brzine vetra prema Evrokodu 1 za lokaciju Prahovo. Proračun modela za uticaje sopstvene težine, stalan teret i uticaje od vetra sproveden je prema teoriji drugog reda za prethodno formirane kombinacije opterećenja. U kombinacije su ušla opterećenja bez parcijalnih koeficijenata. Sprovedeno je dimenzionisanje segmenata dimnjaka različitih debljina po visni stuba, na nosivost poprečnih preseka plašta, na izbočavanje usled normalnih napona, na izbočavanje usled tangencijalnog napona i sprovedena je kontrola izbočavanje usled smičućeg napona. Ključne reči: opterećenja, dejstva vetra, proračun, dimenzionisanja, standardi. 1. UVOD Dimnjak je projektovan kao slobodno stojeći stub od čelika. Ankerovan je u armiranobetonski temelj sa 2x8 M 36 ankera. Sastoji se od pet montažnih delova koji se spajaju zavrtnjima zbog lakše montaže. Donji deo je promenljivog poprečnog preseka dužine 7.50m, drugi segment je 7.50m konstatnog je poprečnog reseka, a treći i četvrti segment je dužine 8.50m, dok je peti najviši segment dužine 8.00m. Od drugog segmenta pa do kraja dimnjak je konstantnog poprečnog preseka. Dimnjak je sa duplim plaštom. Unutrašnji plašt je prečnika Φ=2334mm od lima debljine 5mm. Spolnji plašt je 1 Dr. Miroslav T. Bešević, dipl. Inž. građ.,Građevinski fakultet Subotica, Kozaračka 2a, tel: 554-300, e -mail: [email protected] 2mr. Aleksandar Landović, dipl. inž.građ.,e -mail: [email protected] 3 Dr Aleksandar Prokić, dipl. inž.građ, e -mail: [email protected] 4Dragana Tabaković , dipl. inž.građ., e -mail: [email protected] 5 mr.Aniko Tešanović, dipl.inž. građ., e-mail: [email protected]

Page 2: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

8 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

promenljivog prečnika do visine 7.50 m i to Φ=2334mm pri dnu do Φ=1834mm. Od visine 7.50m do vrha prečnik je konstantan Φ=1834mm. Debljine limova su promenljive od 6,8 do 10m pri dnu dimnjaka. Limovi se međusobno spajaju sučeonim šavovima kvaliteta I(prima). Dimnjak je projektovan na uticaje vetra prema SRPS standardima za lokaciju, a kompletan proračun je sproveden prema EC-kodu, dok na seizmičke uticaje nije računat ,jer seizmički uticaji nisu merodavni za stabilnost dimnjaka. 2. MATERIJAL ZA IZRADU DIMNJAKA Svi limovi i profili su od čelika kvaliteta S235(Č.0361) JUS C.BO.500. Ankeri su Φ36 mm su takođe od istog čelika, obavezno sa duplim navrtkama. Zavrtnji prirubničkih spojeva su od čelika S420N/NL, obavezno sa duplim navrtkama. Šavovi su kvaliteta I( prima). Zaštitu dimnjaka izvesti prema Pravilniku o tehničkim merama i uslovima za zaštitu čeličnih konstrukcija od korozije, Sl.list SFRJ br.32/70, a za industrijsku zonu. Montažu dimnjaka raditi prema Pravilniku o tehničkim merama i uslovima za montažu čeličnih konstrukcija, Sl.list SFRJ br.35/70. Voditi računa o tačnom postavljanju ankernih nosača i ankera i tačnom centrisanju-odnosno postavljanja prvog elementa koji se vezuje za temelj. Vertikalnost dimnjaka kontrolisati posle montaže svakog elementa. Izradu i kontrolu čelične konstrukcije dimnjaka vršiti u saglasnosti sa propisima za noseće čelične konstrukcije, Službeni list SFRJ br 26/1988. 3. STATIČKI PRORAČUN

lokacija: Prahovo visina dimnjaka: 40.0 m

Proračunavanje osnovne brzine vetra prema SRPS U.C7.110 na brzinu vetra prema Evrokodu 1 za lokaciju Prahovo SRPS U.C7.110,

Najbliže metereološke stanice: Negotin - ,50,10 19Bmv m/s 3600t s = 1 h

mereno 10 m iznad terena, za klasu hrapavosti terena B 3.1 DEJSTVA VETRA prema 1( EN 1991-1-4:2005) Evrokod

osrednjavanje vetra vrši se na 600 bt s = 10 min =V

mereno 10 m iznad terena, za kategoriju terena II(odgovara kategorija terena B)

0,0645 0,06451,6509 1,6509 600 1,09277Bt ak t

, ,10,600,10 ,50,10(3600s)

,50,10(3600s)

1,09277m ta Bt m m b

m

vk v v V

v

Negotin: 1,09277 19,0 20,763bV m/s

3.1.1. Analiza opterećenja

Stalno opterećenje

Page 3: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 9

sopstvena težina(uzima se automataski kroz program) opterećenje od unutrašnje obloge (unutrašnji plašt) jednakopodeljeno opterećenje od unutrašnjeg plašta

unutrašnji plašt: 5,0 mm

Segment I i II → 1 0,0315 78,5 2,47g kN/m'

Segment III → 3 0,0295 78,5 2,32g kN/m'

Segment VI → 4 0,0256 78,5 2,01g kN/m'

3.1.2. Opterećenje vetrom (EN 1991-1-4)

kategorija terena II

parametri terena

0

min

max

0,II

z 0.05 m

z 2 m

z 200 m

z 0.05 m

koeficijent terena 0.07 0.07

0r

0,II

z 0.05k 0.19 0.19 0.19

z 0.05

koeficijent topografije 0(z)C 1.0

koeficijent turbulencije Ik 1.0

gustina vazduha 3ρ 1.25 kg / m

koeficijent pravca dirC 1.0koeficijent sezonskog delovanja seasonC 1.0

Dejstvo vetra na stub

osnovna brzina vetra b dir season b,0 b,0 b,0V C C V 1 1 V V

bV 1 1 20,763 20.763 m/s

srednja brzina vetra na visini z iznad terena m(z) r(z) 0(z) bV C C V 20.763

koeficijent hrapavosti r(z) r0

z zC k ln 0.19 lnz 0.05

intenzitet turbulencije I

v(z)

0(z)0

k 1.0 1.0I

z zz 1.0 ln lnC ln0.05 0.05z

udarni pritisak vetra

2 3p(z) v(z) m(z)

2 3v(z) m(z)

1q 1 7 I ρ V 10

2

1 7 I V 0.625 10

Page 4: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

10 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

Tabela 1.Određivanje uarnog pritiska vetra

Visina iznad terena z [m]

koeficijent hrapavosti Cr(z) =0.19·ln(z/0.05) za 1.0 m ≤ z ≤ 200 m

srednja brzina vetra vm(z)=Cr(z)∙C0(z)∙Vb

[m/s]

intenzitet turbulencije Iv(z)=1/(z/0.05)

udarni pritisak vetra qp(z)

[kN/m2]

2.00 0.701 14.553 0.271 0.3847.50 0.952 19.767 0.200 0.5859.00 0.987 20.486 0.193 0.61610.25 1.011 20.999 0.188 0.63811.50 1.033 21.453 0.184 0.65815.00 1.084 22.501 0.175 0.70523.50 1.169 24.272 0.163 0.78732.00 1.228 25.490 0.155 0.84640.00 1.270 26.371 0.150 0.890

Određivanje sila vetra koje deluju na konstrukciju

pritisak vetra na površine na visini z

2w s d f p(z)f C C C q kN / m

ANEKS B

koeficijent konstrukcije s

2 2p v(z )

s dv(zs)

1 2 k I B RC C

1 7 I

referentna visina

l

s min

s

v(zs)

h z 40,0 m

z 0.6 h z (slika 6.1- slučaj a)

z 0.6 40,0 24,0m

1I 0.16224,0ln0.05

širina konstrukcije b 1,834 m

visina konstrukcije h 40,0 m

mera turbulentne dužine

t

t

0

z 200 m

L 300 m

α=0.67+0.05 ln(z )=0.67+0.05 ln(0.05)=0,5202

α 0.5202

s(zs) t

t

z 24L L 300 99,57 m

z 200

m(zs)24V 0.19 ln 20,763 24,355 m/s

0.05

koeficijent izvornog dejstva

20.63 0.63

(zs)

1 1B 0.

1,834 40,0b h 1 0.91 0.999,57L

Page 5: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 11

koeficijent rezonantnog odgovora s 1

22

L(z ,n ,x) h(ηh) b(ηb)

πR S R R

2 δ

Logaritamski dekrement prigušenja konstrukcije (aneks F.5) s a dδ δ δ δ

frekvencija slobodnih neprigušenih oscilacija konstrukcije za I ton oscilovanja

1n 1,219 Hz

ekvivalentna masa po jedinicidužine za I ton oscilacija

l l2 2

e 1(z) 1(z)

0 0

m m(z) Φ dz / Φ dz

Napomena: Za konzolnu konstrukciju sa promenjivom raspodelom mase, masa em može

da bude aproksimirana vrednošću e prosm m na gornjoj trećini visine konstrukcije

kg / m '

Masa u gornjoj trećini visine:

unutrašnji plašt g 1,85 kN/m'

G=185 13,333=2466,667 kg

2 23

1/3183,4 π 181 πm 7.85 1333,33 10 7189,32 kg

4 4

e2466,67 7189,32m 724,2 kg/m'

13,33

sδ 0.012 (Tabela F.2 – neobloženi čelični dimnjaci bez spoljašnje termičke izolacije)

m zsa f

1 e

V 24.355δ C ρ b 0.611 1.25 1.834 0.019322 n m 2 1.219 724.2

koeficijent sile f f ,0 λC C ψ 0.6699 0.9125 0.611

koeficijent sile za cilindar bez strujanja vetra na slobodnom kraju

f ,0C 0.6699 (slika 7.28)

ekvivalentna površinska hrapavost k 0.05 (tabela 7.13)

koeficijent za cilindar 5k 0.05 2,726 10

b 1834

kinematička viskoznost vazduha 6ν 15 10 m/s

udarna brzina vetra na visini ez

p(ze)(ze) 3

2p(ze)

2 q 2 0.89V 37,736 m/sρ 1.25 10

q 0.89 kN/m

Page 6: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

12 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

Rejnoldsov broj (ze) 6e 6

b V 1,834 37,736R 4,614 10

υ 15 10

efektivna vitkost za l>50 m (tabela 7.16, slika 4)

l 40,0λ 0.7 0,7 15,27

b 1,834

ili

λ 70 - merodavno

koeficijent ispunjenosti (za pune konstrukcije)

φ 1.0

koeficijent uticaja kraja λψ 0.9125

specijalni uređaji za prigušenje – nema dδ 0

logaritamski dekrement prigušenja konstrukcije

s a dδ δ δ δ 0.01932 0.012 0 0.03

bezdimenzionalna funkcija gustine spektralne energije SL

L(z,n )L(z,n ) 5/3 5/3

L(z,n )

6.8 f 6.8 4,984S 0.04703

(1 10.2 f ) (1 10.2 4,984)

1 (zs)L(z,n)

m(zs)

n L 1.219 99,57f 4,984

V 24,355

funkcije aerodinamičkog pristupa za osnovni ton oscilacije

h2 η 2 9,21h 2 2

h h

1 1 1 1R 1 e 1 e 0.

η 2 η 9,21 2 9,21

1h L(zs,n ,x)(zs)

4.6 h 4.6 40,0η f 4,984 9,21

L 99,57

b2 η 2 0.1318b 2 2

b b

1 1 1 1R 1 e 1 e

η 2 η 0.1318 2 0.1318

1b L(zs,n ,x)(zs)

4.6 b 4.6 3.075η f 1.7 0.1318

L 182.49

koeficijent rezonantnog odgovora

1 h b

22

L(zs,n ,x) h(η ) b(η )

22

πR S R R

2 δ

πR 0.04703 0.0968 0.7692 0,5574

2 0.031

Udarni koeficijent (Aneks B)

p

0,6k 2 ln(υ T) 3

2 ln(υ T)

Page 7: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 13

p=1.46p=0.82

p=1.29p=1.16p=1.16p=1.26p=1.29p=1.22p=0.80

p=2.01 p=1.85p=2.32p=2.47p=2.47

period oscilovanja T 10 min=600 s

učestalost prekoračenja

2

1 2 2

R 0,5574υ n 0.22 0.8257

B R 0.6574 0,5574

udarni koeficijent p

0,6k 2 ln(0.8257 600) 3.693 3

2 ln(0.8257 600)

koeficijent konstrukcije s d

1 2 3.693 0.162 0,5674 0,5574C C 1,087

1 7 0.162

Opterećenje vetrom koje deluje na dimnjak, pomnoženo sa parcijalnim koeficijentom PLF je opterećenje na dimnjak koje se daje:

a) po m' dimnjaka za proračun globalnih presečnih sila i utvrđivanje nosivosti i stabilnosti stuba (kao svedeno linijsko opterećenje)

w s d f p(z) rosf C C C q b kN / m'

b) po m2 površine preseka dimnjaka sa raspodelom po obimu preseka prema 7.9.1

za proračun izbočavanja plašta stuba

2w s d f p(z)f C C C q kN / m

Slika 1. Opterećenje od vetrom i težine unutrašnjeg prstena

Page 8: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

14 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

Slika 2 Geometrija dimnjaka

0.0

- 2.

0

1.08

7

0.61

1

0.38

4

2.33

4

0.80

4

2.0

- 7.

5

1.08

7

0.61

1

0.58

5

2.33

4

1.22

4

7.50

-

9.00

1.08

7

0.61

1

0.61

6

2.33

4

1.28

9

9.00

-

10.2

5

1.08

7

0.61

1

0.63

8

2.21

0

1.26

4

10.2

-

11.5

0

1.08

7

0.61

1

0.65

8

1.96

0

1.15

6

11.5

0 -

15.0

0

1.08

7

0.61

1

0.70

5

1.83

4

1.15

9

15.0

0 -

23.5

0

1.08

7

0.61

1

0.78

7

1.83

4

1.29

4

23.5

0 -

32.0

0

1.08

7

0.61

1

0.84

6

1.08

3

0.82

2

32.0

0 -

40.0

0

1.08

7

0.61

1

0.89

0

1.83

4

1.46

4

Visina stuba od - do

[m]Cs∙Cd Cf

qp(z)

[kN/m2]

pr.širina bpr.

[m]

Lin. opt. 1.35∙fw

[kN/m']

Maksimalno površinsko opterećenje pritiska po obimu stuba, bez uvedenog koeficijenta sigurnosti

A

PR

ES

EK

2

PR

ES

EK

3

PR

ES

EK

4

PR

ES

EK

5

PR

ES

EK

6

PR

ES

EK

7

PR

ES

EK

8

PR

ES

EK

9

PR

ES

EK

10S

EG

ME

NT 5

SE

GM

EN

T 4

SE

GM

EN

T 3

SE

GM

EN

T 2

SE

GM

EN

T 1

PR

ES

EK

1

Page 9: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 15

2w s d pe pzf C C C q kN / m

za pe p0 p00 C C 1.0 C 1.0

Pošto je dimnjak otvoren sa gornje strane, pri dnu ima revizioni otvor, koeficijent unutrašnjeg pritiska je Cpi= -0.6.

2w,maxf 1.087 0.384 0.4174 kN/m

Opterećenje usled dejstva odvajanja vrtloga

Istovremeno sa opterećenjem od vetra deluje i opterećenje wF usled dejstva odvajanja

vrtloga. Ovo opterećenje deluje upravno na pravac dejstva vetra (Aneks E).

2 23 5w(s) (s) iy iy(s) F max

F max w lat2 2et

t

s i,ec 2

F m 2π n φ y 10 724.2 2π 1.219 1 0.303 10 0.129 kN/m'

1 1 1 1y b K K c 1.8 0.13 0.6 0.3 0.303 m

s 4.29s 0.18

s 0.18 (tabela E.1)

2 δ m 2 0.012 7s

ρ b

2

24,24.29

1.25 1.8

j

j

40L 13.33 m3

L 13.33 7.41 mb 1.8

40lλ 22.2b 1.8

2

j j j

w

2

w w

L L L1b b bK 3 1 0.6

λ λ 3 λ

7.41 7.41 1 7.41K 3 1 0.704 0.6 K 0.6

22.2 22.2 3 22.2

latC 0.3

pomnoženo sa koeficijentom sigurnosti 1.35 0.129 0.174 kN/m' 3.1.3. Proračunski model Proračun modela za uticaje sopstvene težine, stalan teret i uticaje od vetra sproveden je prema teoriji drugog reda, za prethodno formirane kombinacije uticaja. U kombinacije su ušla opterećenja bez parcijalnih koeficijenata.

K 0.13 const. (Tabela E.5)

Page 10: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

16 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

Ulazni podaci – Konstrukcija i uticaji

Slika 3. Izgled dimnjaka,opterećenje od vetra, uticaji (M,T,N) i deformacije dimnjaka

p=2.47

p=2.47

p=2.01

p=1.85

p=2.32

p=2.47

p=1.22

p=1.22

p=1.46

p=0.82

p=1.29

p=1.16

p=1.16

p=1.26

p=1.29

p=0.80

-75.50

-73.03

-14.80

-7.40

-80.44

-71.14

-61.84

-58.14

-55.24

-52.72

-46.25

-38.39

-30.52

-22.66

ecenje

1= -0.00 / min N1= -80.44 kN

-129.05

-123.32

-21.64

-10.82

-140.52

-118.94

-97.36

-90.48

-85.04

-80.23

-67.62

-56.13

-44.63

-33.13

tezina (g)

x N1= 0.00 / min N1= -140.52 kN

44.26

5.86

11.71

47.09

38.71

33.75

24.20

29.70

15.21

18.70

47.09 / min T2= -0.00 kN

-825.46

-11.71

-46.85

-962.90

-637.53

-492.82

-267.29

-381.78

-104.07

-176.09

ax M3= 0.00 / min M3= -962.90 kNm

-0.45

-62.96

-53.28

-43.66

-2.45

-5.47

-16.13

-9.46

-33.72

-24.39

max u2= -0.00 / min u2= -62.96 m

47.09

967.11

220.

96

Tabela materijala No Naziv materijala E[kN/m2] μ γ[kN/m3] αt[1/C] Em[kN/m2] μ

m Set: 1 Presek: D=233.4/1, Fiktivna ekscentričnost

Mat. A1 A2 A3 I1 I2 I3 1 - Celik 7.301e-2 3.666e-2 3.666e-2 9.858e-2 4.929e-2 4.929e-2

3

2

233.

4

1

[cm]

T

Page 11: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 17

Slika 4. Uticaji u ankerima Ankeri (reakcije – sile u ankerima se odnose na par ankera)

max

max

85.935

169.05

Z kN

H kN

Pretpostavljaju se ankeri 16 M36 od čelika S 420N/NL sa duplim navrtkama. Zatezanje:

2 223,6

0,8 0,8 8,144 4j

RF cm

285.935

5.292 8,14

kN/cm

Smicanje: 2

1

3,61,1 111,966

4169.05

84.525 111,9662

N kN

QkN < kN

n

Odgovaraju ankeri 16 M36. 3.1.4. Stanje napona sa dodatim ojačanjem zone oko otvora

Slika 5. Izgled modela sa otvorom

Page 12: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

18 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

Ojačanje otvora izvršeno je dodavanjem krutog prstena debljine 12 mm, po celom obimu otvora u zoni od 500 mm. Stanje napona sa dodatim ojačanjem zone oko otvora je dato na sledećoj slici br.6.

Slika 6 stanje napona oko otvora U tabeli br.5 su dati uticaji usled tangencijalnih napona u prvom segmentu dimnjaka proračunatog kao prostorni model. Tabela br. 5 -IZBOČAVANJE USLED TANGENCIJALNOG NAPONA

Element konstrukcije Pres.1 Pres.2

Pres.3

Pres.4

Pres.5

Pres.6

Pres.7

Pres.8

Pres.9

Pres.10

Poluprečnik r [mm] 1167 1167 1167 917 917 917 917 917 917 917 Debljina lima tj [mm] 10 10 8 8 6 6 6 6 6 6 Dužina segmenta lj [mm] 3000 4500 4000 3500 4250 4250 4250 4250 4000 4000 Karakteristike materijala

fyk [MPa] 235 235 235 235 235 235 235 235 235 235

Modul elastičnosti E [MPa]

210000

210000

210000

210000

210000

210000

210000

210000

210000

210000

Parcijalni koef. M

1 - 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Kritičan tangencijalni napon

lj × tj [mm2] 30000 4500

0 3200

0 2800

0 2550

0 2550

0 2550

0 2550

0 2400

0 2400

0 ℓc / ℓb / ℓa = [mm] 7500 7500 8500 8500 8000

k = 1 1 1 1 1

l eff = [mm] 7500.0 7500

.0 8500

.0 8500

.0 8000

.0

ωeff = 69.4 77.6 114.

6 114.

6 107.

9

λθ0= 0.4 1.63r/t= 190.2

190.2

237.8

186.8

249.1

249.1

249.1

249.1

249.1

249.1

β= 0.6

θ,Rc

r,eff = [MPa] 23.85

17.06

11.03

11.03

11.72

Page 13: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

| ЗБОРНИК РАДОВА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА 27 (2015) | 19

η= 1.0 θ,Rc

r,j = [MPa] 23.85 23.8

5 29.8

1 29.8

1 39.7

4 39.7

4 39.7

4 39.7

4 39.7

4 39.7

4

αθ= 0.500 ωj = 27.771 41.656

41.398

40.864

57.297

57.297

57.297

57.297

53.926

53.926

λθ= 3.139 3.13

9 2.80

8 2.80

8 2.43

2 2.43

2 2.43

2 2.43

2 2.43

2 2.43

2

λθp=√(α/(1-β))= 1.118 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8 1.11

8

χθ= 0.067 0.05

1 0.05

1 0.06

3 0.06

3 0.08

5 0.08

5 0.08

5 0.08

5 0.08

5

θ,Rd=χθ fyk = [MPa] 15.67 11.9211.9

2 14.9

0 14.9

0 19.8

7 19.8

7 19.8

7 19.8

7 19.8

7 Pritisak vetra na ljusku 1.35qw,max= [N/mm2]

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

Uslovi oslanjanja Cθ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

0.65<kw<1.0 kw

0.554 0.537

0.546

0.537

0.535

0.535

0.535

0.535

0.537

0.537

0.525

qeq=kw × qw,max=[N/mm2]

0.0007 0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

0.0007

Unutrašnji pritisak 1.35 qs=

[N/mm2] 1.00E-

03 1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

1.00E-03

θ,Ed=(qeq + qs)(r/t)

= [MPa] 0.193 0.19

3 0.24

1 0.18

9 0.25

2 0.25

2 0.25

2 0.25

2 0.25

2 0.25

2 σθ,Ed / (σθ,Rk / M1) <

1.0 = 0.008 0.00

8 0.00

8 0.00

6 0.00

6 0.00

6 0.00

6 0.00

6 0.00

6 0.00

6 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK

LITERATURA [1] M.Bešević, A.Tešanović, D. Kukaras, ”Moguće posledice od opterećenja usled

naleta vetra na primeru objekta centra oblasne kontrole letenja u beogradu ’’Zbornik radova građevinskog fakultera broj 22, str. 129-138 (2013) ISSN 0352 – 6852.

[2] M.Bešević, A.Tešanović, “Optimalno projektovanje čeličnih konstrukcija skladišta sa aspekta utroška čelika“ Zbornik građevinskog fakulteta 21 (2012). ISSN 0352 – 6852

[3] M.Bešević," Viseće staklene fasade i stakleni nosači kao noseća konstrukcija" Zbornik radova Građevinskog fakulteta u Subotici, br 20/2011- str.101-113.

[4] M.Bešević, “Savremene aluminijumske koinstrukcije - fasade “ Građevinski kalendar-2013(Srbija) ISSN 0352 – 6852.

[5] M.Bešević, Idejni građevinski projekat čelične konstrukcije stuba vetrogeneratora za VETROPARK „KOVAČICA“, 2013 godine. ISSN 0352 – 6852.

[6] Nestorović Ž., Trifković M., Bešević T. M., “On the possibilities of geodetic measurements utilization in construction dimensions control“ Building Materials and structures 1-vol 56 (2013) 1(51-62). ISSN 0352 – 6852.

[7] M.Bešević, A.Tešanović, D. Kukaras,A. Landović. Calculation and design of steel bearing structure for wind turbine,’Zbornik radova Građevinskog fakultera broj 26, str. 99-118 (2014), DOI:10.14415, UDK 624.042.41/046, ISSN 0352 – 6852.

Page 14: ANALIZA I PRORAČUN ČELIČNOG DIMNJAKA VISINE H=40m PO

20 | JOURNAL OF FACULTY OF CIVIL ENGINEERING 27 (2015) |

ANALYSIS AND DESIGN OF 40 m HIGH STEEL CHIMNEY ACCORDING TO EUROCODE AND SRPS

STANDARDS

Summary: This paper presents structural analysis according to Eurocode and SRPS standards. Analysed construction is 40 m high steel chimney, made of 33 m long upper circular cross-section segment of constant diameter D=1834 mm and bottom variable circular cross-section segment of D=2234 mm on the foundation level. Wind loads are dominant loads for this kind of structures. In analyzing workload basic wind speed is thoroughly treated according to SRPS U.C7.110, and respectively wind speed is treated according to Eurocode 1 for the location of Prahovo. Design of model for the effects of its own weight, a constant load and wind load was conducted according to the second order theory for pre-formed load combinations. The load combinations do not contain partial load safety factors. Design of chimney shaft segments are carried out for different ticknes by height of the pillar, for bearing capacity of cross-section, buckling due normal stress, buckling due tangential stress and buckling control is carried out due shear stress. Keywords: loads, wind effects, calculation, design, standards.