Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń

Marian Giżejowski, Jerzy Ziółko

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-22680-0

DOI:

https://doi.org/10.53271/2022.103

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2023

Liczba stron:

673

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

. Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń. Red. Giżejowski, Marian; Ziółko, Jerzy . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2023, 673 s. ISBN 978-83-01-22680-0, doi: https://doi.org/10.53271/2022.103

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A2 Giżejowski, M.

A2 Ziółko, J.

T1 Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2023

SN 978-83-01-22680-0

DOI https://doi.org/10.53271/2022.103

Bibliografia BibTex:

@Book{ 288689, author = "", editor = "Giżejowski, Marian and Ziółko, Jerzy", title = "Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2023", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-22680-0", doi = "https://doi.org/10.53271/2022.103" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU -

ED - Giżejowski, Marian

ED - Ziółko, Jerzy

TI - Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2023

SN - 978-83-01-22680-0

ER -

DOI - https://doi.org/10.53271/2022.103

Netografia (standard APA):

. Red. Giżejowski, Marian; Ziółko, Jerzy. Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2023 [dostęp: 03 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/projektowanie-wybranych-stalowych-konstrukcji-powlokowych-z-marian-gizejowski-jerzy-288689. doi: https://doi.org/10.53271/2022.103

konstrukcje stalowe, projektowanie konstrukcji, stalowe konstrukcje powłokowe, projektowanie konstrukcji stalowych

Niniejsza książka jest opracowaniem o charakterze przewodnika projektowania stalowych konstrukcji powłokowych. Zawiera interpretację szczegółowych zapisów normowych i zakres ich praktycznego stosowania. Ujmuje reguły i zasady projektowania w sposó...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-22680-0

DOI:

https://doi.org/10.53271/2022.103

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2023

Liczba stron:

673

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa21
Wykaz ważniejszych skrótów25
1.1. Wstęp27
1. Ogólne zasady projektowania powłok z uwagi na stateczność27
1.2. Nośność wyboczeniowa powłoki walcowej31
1.2.1. Powłoka walcowa poddana ściskaniu osiowemu31
1.2.1.1. Wprowadzenie31
1.2.1.2. Stateczność powłoki walcowej ściskanej osiowo. Rozwiązanie analityczne33
1.2.1.3. Stateczność powłoki walcowej ściskanej osiowo. Rozwiązanie numeryczne37
1.2.1.4. Oszacowanie nośności wyboczeniowej powłoki walcowej ściskanej osiowo na podstawie zaleceń normowych38
1.2.1.5. Badania laboratoryjne nośności ściskanych wzdłużnie powłok walcowych41
1.2.1.6. Stateczność powłoki walcowej ściskanej osiowo – stany pokrytyczne43
1.2.2. Powłoka walcowa poddana ściskaniu promieniowemu47
1.2.2.1. Wprowadzenie47
1.2.2.2. Rozwiązanie analityczne47
1.2.2.3. Rozwiązanie numeryczne49
1.2.2.4. Oszacowanie nośności wyboczeniowej na podstawie zaleceń normowych50
1.2.3. Powłoka walcowa poddana skręcaniu53
1.2.3.1. Wprowadzenie53
1.2.3.2. Rozwiązanie analityczne53
1.2.3.3. Rozwiązanie numeryczne56
1.2.3.4. Oszacowanie nośności wyboczeniowej na podstawie zaleceń normowych57
1.3. Nośność wyboczeniowa powłoki stożkowej59
1.3.1. Wprowadzenie59
1.3.2. Stateczność powłoki stożkowej ściskanej osiowo60
1.3.3. Stateczność powłoki stożkowej obciążonej ciśnieniem na powierzchni bocznej67
1.3.4. Oszacowanie nośności wyboczeniowej powłoki stożkowej ściskanej na powierzchni bocznej69
1.3.5. Stateczność skręcanej powłoki stożkowej72
1.3.6. Oszacowanie nośności wyboczeniowej skręcanej powłoki stożkowej74
1.3.7. Nośność wyboczeniowa powłoki stożkowej – komentarze do zapisów normowych77
1.4. Nośność wyboczeniowa powłoki sferycznej79
1.4.1. Wprowadzenie79
1.4.2. Stateczność powłoki sferycznej obciążonej ciśnieniem. Rozwiązanie analityczne81
1.4.3. Stateczność powłoki sferycznej obciążonej ciśnieniem. Rozwiązanie numeryczne – analiza LBA88
1.4.4. Nośność wyboczeniowa powłok sferycznych według zaleceń ECCS90
1.4.5. Analizy GMNIA powłoki w postaci wycinka sfery98
1.4.5.1. Wprowadzenie98
1.4.5.2. Rodzaje rozpatrywanych imperfekcji99
1.4.5.3. Generacja geometrii na potrzeby analizy GMNIA100
1.4.5.4. Analizy GMNIA101
1.4.5.5. Wnioski z wykonanych analiz107
1.5. Projektowanie powłok stalowych według kryteriów normy PN-EN 1993-1-6108
1.5.1. Wprowadzenie108
1.5.2. Stan graniczny uplastycznienia (LS1)110
1.5.2.1. Projektowanie naprężeniowe110
1.5.2.2. Projektowanie na podstawie globalnych analiz numerycznych MNA lub GMNA112
1.5.2.3. Projektowanie bezpośrednie113
1.5.3. Stan graniczny uplastycznienia cyklicznego (LS2)113
1.5.3.1. Projektowanie naprężeniowe113
1.5.3.2. Projektowanie na podstawie globalnych analiz MNA i GMNA114
1.5.3.3. Projektowanie bezpośrednie115
1.5.4. Stan graniczny wyboczenia (LS3)115
1.5.4.1. Wprowadzenie115
1.5.4.2. Wymiarowanie na podstawie stanu naprężenia116
1.5.4.3. Wymiarowanie na podstawie globalnych analiz numerycznych MNA i LBA120
1.5.4.4. Projektowanie na podstawie globalnej analizy numerycznej GMNIA123
1.5.5. Stan graniczny zmęczenia wysokocyklowego (LS4)129
1.5.5.1. Wprowadzenie129
1.5.5.2. Projektowanie naprężeniowe130
1.5.5.3. Sprawdzenie stanu granicznego zmęczenia (LS4) z wykorzystaniem numerycznej analizy globalnej LA lub GNA131
Normy132
Literatura133
2.1. Wprowadzenie137
2. Silosy i zasobniki137
2.2. Obciążenia silosów i zasobników145
2.2.1. Wprowadzenie145
2.2.2. Podstawowe pojęcia147
2.2.3. Normy związane z projektowaniem stalowych silosów i zasobników148
2.2.4. Klasyfikacja obciążeń148
2.2.5. Sytuacje obliczeniowe i kombinacje obciążeń wg PN-EN 1990151
2.2.5.1. Kombinacje oddziaływań w klasie oceny oddziaływań 1153
2.2.5.2. Kombinacje oddziaływań w klasach oceny oddziaływań 2 i 3153
2.2.5.3. Kombinacje oddziaływań w stanach granicznych nośności154
2.2.5.4. Kombinacje oddziaływań w stanach granicznych użytkowalności158
2.2.5.5. Sytuacje projektowe przy różnych układach geometrycznych silosów160
2.2.5.6. Sytuacje obliczeniowe wynikające ze specyficznych rozwiązań165
2.2.6. Właściwości materiałów rozdrobnionych i zbrylonych166
2.2.7. Obciążenia pionowych ścian171
2.2.7.1. Silosy smukłe172
2.2.7.2. Silosy niskie i średniej smukłości185
2.2.7.3. Silosy retencyjne192
2.2.7.4. Silosy zawierające materiały sypkie napowietrzane193
2.2.7.5. Różnice temperatury między składowanym ośrodkiem a konstrukcją ściany silosu193
2.2.7.6. Obciążenia w silosach prostopadłościennych195
2.2.8. Obciążenia stożkowych lejów i płaskich den195
2.2.8.1. Klasyfikacja den silosów i zasady obliczania parć na dna silosów195
2.2.8.2. Metoda bazowa197
2.2.8.3. Parcie pionowe na płaskie dna w silosach smukłych198
2.2.8.4. Parcie pionowe na płaskie dna w silosach niskich i średniej smukłości199
2.2.8.5. Parcie w lejach stromych200
2.2.8.6. Parcie w lejach płytkich201
2.2.8.7. Metody alternatywne obliczania parcia w lejach202
2.2.8.8. Parcie na leje przy napełnianiu203
2.2.8.9. Leje w silosach z materiałem napowietrzanym205
2.2.9. Badania właściwości materiałów rozdrobnionych i zbrylonych205
2.2.9.1. Dobór i przygotowanie próbek205
2.2.9.2. Ciężar objętościowy γ205
2.2.9.3. Współczynnik tarcia materiału o ścianę μ206
2.2.9.4. Kąt tarcia wewnętrznego materiału ϕi206
2.2.9.5. Iloraz parcia bocznego K207
2.2.9.6. Kohezja c207
2.2.9.7. Bazowy współczynnik parcia lokalnego ośrodka Cop207
2.2.10. Ustalenie właściwości materiałów rozdrobnionych i zbrylonych208
2.2.11. Obciążenia wybuchem pyłu. Zasady obliczeń na wybuchy209
2.3. Podstawy projektowania silosów stalowych212
2.3.1. Wymagania ogólne212
2.3.2. Zarządzanie niezawodnością212
2.3.3. Stany graniczne214
2.3.4. Oddziaływania i czynniki środowiskowe215
2.3.5. Właściwości materiałów i parametry geometryczne niezbędne w projektowaniu215
2.3.6. Modelowanie silosu w celu określenia efektów oddziaływań216
2.3.7. Efekty oddziaływań do weryfikacji poszczególnych stanów granicznych216
2.3.8. Trwałość i odporność ogniowa217
2.3.9. Właściwości materiałów217
2.3.10. Podstawy obliczeń konstrukcyjnych i wymiarowania218
2.3.10.1. Stany graniczne nośności218
2.3.10.2. Analiza silosów o konstrukcji powłokowej218
2.3.10.3. Analiza silosów o konstrukcji skrzyniowej221
2.3.10.4. Równoważne cechy ortotropowe ścian z blach profilowanych222
2.3.10.5. Wymiarowanie płaszczy silosów walcowych224
2.3.10.6. Wymiarowanie stożkowych lejów wysypowych257
2.3.10.7. Obliczanie stożkowych dachów silosów265
2.3.10.8. Projektowanie styków przejściowych oraz pierścieniowych dźwigarów podporowych266
2.3.11. Obliczanie silosów prostopadłościennych283
2.3.11.1. Wprowadzenie283
2.3.11.2. Klasyfikacja form konstrukcyjnych284
2.3.11.3. Nośność nieużebrowanych ścian pionowych285
2.3.11.4. Nośność ścian silosów wykonanych z blach użebrowanych lub profilowanych285
2.3.11.5. Silosy z wewnętrznymi ściągami288
2.3.11.6. Nośność lejów ostrosłupowych291
2.3.11.7. Żebra pionowe ścian silosów skrzyniowych292
2.3.11.8. Stan graniczny użytkowalności silosów skrzyniowych293
2.3.12. Reguły uproszczone dla silosów walcowych w klasie konsekwencji CC1293
2.3.12.1. Kombinacje obciążeń dla klasy konsekwencji CC1294
2.3.12.2. Oszacowanie efektów oddziaływań294
2.3.12.3. Ocena stanu granicznego nośności294
2.3.13. Wyrażenia na naprężenia błonowe w lejach stożkowych300
2.3.13.1. Równomierne ciśnienie p0 na ściany stożka z towarzyszącym obciążeniem stycznym (tarcie) μ p0301
2.3.13.2. Ciśnienie zmienne liniowo w przedziale od wartości p1 w wierzchołku do wartości p2 w strefie przejściowej z towarzyszącym obciążeniem stycznym (tarcie) μ p301
2.3.13.3. Ciśnienie odcinkowo zmienne ze zmianą na poziomie h1 i bez składowej stycznej301
2.3.13.4. Wzory zgodne z ogólną teorią rozkładu parcia w leju stożkowym302
2.3.14. Rozkład ciśnienia wiatru na ściany silosów walcowych303
Normy305
Literatura307
3.1. Wstęp309
3. Zbiorniki309
3.2. Charakterystyka konstrukcji powłokowych310
3.3. Konstrukcje z blach stalowych315
3.3.1. Rodzaje konstrukcji z blach315
3.3.2. Zbiorniki na paliwa płynne323
3.3.3. Zbiorniki na wodę332
3.3.4. Zbiorniki ze stali nierdzewnej334
3.3.5. Zbiorniki emaliowane340
3.4. Charakterystyka podstawowych norm dotyczących projektowania walcowych stalowych zbiorników na ciecze343
3.4.1. Normy wykorzystywane w obliczaniu zbiorników stalowych343
3.4.2. PN-EN 1991-4:2008. Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 4: Silosy i zbiorniki344
3.4.3. PN-EN 1993-1-6:2007. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-6: Wytrzymałość i stateczność konstrukcji powłokowych344
3.4.4. PN-EN 1993-4-2:2009. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 4-2: Zbiorniki347
3.4.5. PN-EN 14015:2010. Specyfikacja dotycząca projektowania i wytwarzania na miejscu zbiorników pionowych, o przekroju kołowym, z dnem płaskim, naziemnych, stalowych, spawanych, na ciecze o temperaturze otoczenia i wyższej352
3.4.6. PN-EN ISO 28765:2016. Emalie szkliste i porcelanowe. Projektowanie zbiorników stalowych, skręcanych śrubami, do przechowywania lub oczyszczania wody lub ścieków i osadów komunalnych lub przemysłowych358
3.4.7. PN-EN 13445-1:2014. Nieogrzewane płomieniem zbiorniki ciśnieniowe360
3.4.8. Podsumowanie360
3.5. Obliczanie zbiorników361
3.5.1. Obciążenia zbiorników361
3.5.2. Materiały363
3.5.3. Obliczenia statyczne i sprawdzanie stanów granicznych nośności364
3.6. Zbiorniki walcowe pionowe z dachem stałym368
3.6.1. Kształtowanie zbiorników i zalecenia konstrukcyjne368
3.6.2. Obliczanie płaszcza zbiornika373
3.6.3. Dach zbiornika376
3.6.4. Dno zbiornika383
3.7. Zbiorniki z dachem pływającym389
3.7.1. Kształtowanie zbiornika389
3.7.2. Obliczanie płaszcza zbiornika389
3.7.3. Dach zbiornika392
3.8. Zbiorniki wieżowe na wodę394
Normy i akty prawne407
Literatura i źródła internetowe409
4.1. Zagadnienia ogólne413
4.1.1. Informacje wstępne i klasyfikacja413
4. Rurociągi413
4.1.2. Części składowe rurociągów415
4.1.3. Ochrona przed korozją417
4.1.4. Szczególne zagadnienia projektowania rurociągów innych niż podziemne423
4.2. Podstawy projektowania425
4.2.1. Ogólna procedura425
4.2.2. Obliczanie naprężeń w rurociągach426
4.2.3. Uproszczona metoda sprawdzania stanu granicznego nośności430
4.2.4. Metoda analizy przy niespełnieniu warunków stosowania metody uproszczonej432
4.3. Stany graniczne433
4.3.1. Formy zniszczenia433
4.3.2. Stany graniczne nośności433
4.3.2.1. LS1: Rozerwanie433
4.3.2.2. LS2: Odkształcenia plastyczne433
4.3.2.3. LS3: Deformacja trwała i warunki stateczności434
4.3.2.4. LS4: Zmęczenie435
4.3.2.5. LS5: Wyciek w wyniku nieszczelności436
4.3.3. Stany graniczne użytkowalności436
4.3.3.1. LS6: Owalizacja i ugięcia436
4.3.3.2. LS7: Drgania436
4.3.3.3. LS8: Nieszczelność436
4.4. Kombinacje oddziaływań i współczynniki częściowe437
4.4.1. Postanowienia ogólne437
4.4.2. Stany graniczne nośności437
4.4.3. Stany graniczne użytkowalności438
4.5. Materiały i wyroby439
4.5.1. Stal rurociągu439
4.5.1.1. Właściwości mechaniczne i spawalnicze439
4.5.1.2. Ciągliwość440
4.5.2. Stal spoiwa440
4.5.2.1. Właściwości mechaniczne440
4.5.2.2. Ciągliwość440
4.5.3. Łączniki mechaniczne441
4.5.4. Rury i połączenia rur441
4.5.4.1. Asortyment i wymagania441
4.5.4 2. Odchyłki i karby technologiczne w rurach ze szwem446
4.5.4 3. Pęknięcia rurociągów447
4.6. Metody badań i projektowanie na podstawie badań450
4.7. Modele obliczeniowe i metody analizy450
4.7.1. Postanowienia ogólne450
4.7.2. Modele prętowe i metody analizy452
4.7.2.1. Uwagi wstępne452
4.7.2.2. Podstawy teorii sprężystego pręta zakrzywionego453
4.7.2.3. Modelowanie numeryczne w ujęciu MES454
4.7.3. Metody analizy454
4.8. Zagadnienia wymiarowania455
4.8.1. Dobór optymalnej średnicy i wymaganej grubości ścianki rury455
4.8.2. Sprawdzanie stanu granicznego nośności458
4.8.3. Trwałość zmęczeniowa461
4.8.4. Sprawdzanie stanu granicznego użytkowalności463
Normy464
Literatura466
Przykład I. Silos z blach nieprofilowanych469
PI.1. Dane projektowe469
PI.1.1. Założenia469
PI.1.2. Dane techniczne469
PI.2. Oddziaływania470
PI.2.1. Obciążenie ciężarem własnym470
PI.2.2. Oddziaływania zmienne470
PI.3. Naprężenia oraz siły wewnętrzne w części walcowej silosu478
PI.3.1. Południkowa siła ściskająca nxf w ściance w stanie pełnego napełnienia silosu478
PI.3.2. Południkowa siła ściskająca nxe w ściance w stanie opróżniania silosu478
PI.3.3. Wypadkowa obciążenia lokalnego Fpe oraz moment Mbase478
PI.3.4. Naprężenia ściskające w dolnej części płaszcza wywołane momentem Mbase478
PI.3.5. Naprężenia ściskające w dolnej części płaszcza wywołane parciem symetrycznym przy opróżnianiu479
PI.3.6. Naprężenia ściskające w ściankach silosu od obciążenia śniegiem479
PI.3.7. Naprężenia ściskające w ściankach silosu od ciężaru własnego479
PI.3.8. Wartości charakterystyczne i obliczeniowe naprężeń całkowitych479
PI.4. Naprężenia oraz siły wewnętrzne w fartuchu479
PI.4.1. Moment Mbase od wypadkowej obciążenia lokalnego479
PI.4.2. Naprężenia ściskające w dolnej części fartucha wywołane momentem Mbase480
PI.4.3. Naprężenia ściskające w dolnej części fartucha wywołane parciem symetrycznym przy opróżnianiu480
PI.4.4. Naprężenia ściskające w fartuchu od obciążenia śniegiem480
PI.4.5. Naprężenia ściskające w fartuchu od ciężaru własnego480
PI.4.6. Wartości charakterystyczne i obliczeniowe naprężeń całkowitych480
PI.5. Naprężenia oraz siły wewnętrzne w leju481
PI.5.1. Południkowa siła błonowa nϕh,Ed na jednostkę obwodu na górnym brzegu leja481
PI.5.2. Maksymalne obliczeniowe naprężenie ściskające σuθ,Ed482
PI.6. Warunki nośności części cylindrycznych484
PI.6.1. Wyboczenie płaszcza w warunkach osiowego ściskania484
PI.6.2. Wyboczenie fartucha w warunkach osiowego ściskania487
PI.6.3. Niestateczność w warunkach ciśnienia zewnętrznego488
PI.7. Warunki nośności leja stożkowego489
PI.7.1. Rozerwanie styku przejściowego489
PI.7.2. Mechanizm plastyczny w strefie przejściowej490
PI.7.3. Wyboczenie ścianki leja490
PI.8. Warunki nośności styku przejściowego silosów podpartych równomiernie493
PI.8.1. Nośność plastyczna na podstawie analizy sprężystej493
PI.8.2. Nośność plastyczna na podstawie analizy plastycznej493
PI.8.3. Nośność ze względu na wyboczenie giętne pierścienia styku przejściowego494
PI.8.4. Nośność ze względu na wyboczenie giętno-skrętne pierścienia styku przejściowego495
Przykład II. Silos z blach profilowanych poziomo497
PII.1. Dane projektowe497
PII.1.1. Założenia497
PII.1.2. Dane techniczne497
PII.2. Oddziaływania498
PII.2.1. Oddziaływania stałe498
PII.2.2. Oddziaływania zmienne498
PII.3. Naprężenia oraz siły wewnętrzne w części walcowej silosu506
PII.3.1. Południkowa siła ściskająca nxf w ściance w stanie pełnego napełnienia silosu506
PII.3.2. Południkowa siła ściskająca nxe w ściance w stanie opróżniania silosu507
PII.3.3. Południkowa siła ściskająca nxM w ściance silosu spowodowana wypadkową obciążenia lokalnego w stanie opróżniania507
PII.3.4. Południkowa siła ściskająca nx w ściance silosu spowodowana innym oddziaływaniami508
PII.3.5. Równoleżnikowa siła rozciągająca nqf w ściance w stanie pełnego napełnienia silosu (wartość obliczeniowa)509
PII.3.6. Równoleżnikowa siła rozciągająca nqe w ściance w stanie opróżniania silosu (wartość obliczeniowa)509
PII.4. Warunki nośności dla płaszcza silosu509
PII.4.1. Nośność wyboczeniowa ścianki z pominięciem sztywności poszycia509
PII.4.2. Nośność wyboczeniowa ścianki z uwzględnieniem sztywności poszycia511
PII.4.3. Nośność wyboczeniowa ścianki, usztywnionej żebrami, traktowanej jak powłoka ortotropowa512
PII.4.4. Nośność wyboczeniowa ścianki pod wpływem ciśnienia zewnętrznego, częściowego podciśnienia lub oddziaływania wiatru516
PII.4.5. Nośność plastyczna poszycia silosu518
Przykład III. Zbiornik z dachem pływającym519
PIII.1. Dane projektowe519
PIII.2. Kształtowanie zbiornika520
PIII.3. Dach pływający dwupowłokowy521
PIII.3.1. Oddziaływania stałe523
PIII.3.2. Sprawdzenie warunków pływalności dachu524
PIII.3.2.1. Przypadek obciążenia nr 1 – zanurzenie dachu w stanie eksploatacyjnym525
PIII.3.2.2. Przypadek obciążenia nr 2 – stan awaryjny I – zanurzenie dachu przy obciążeniu wodą opadową525
PIII.3.2.3. Przypadek obciążenia nr 3 – stan awaryjny II – zanurzenie dachu przy rozszczelnieniu dwóch sąsiednich komór525
PIII.3.3. Sprawdzenie warunku nośności płyty dolnej dachu527
PIII.3.4. Sprawdzenie warunku nośności żebra usztywniającego528
PIII.3.5. Obliczenia modelu MES płyty dolnej dachu530
PIII.3.6. Wymiarowanie podpieraka dachowego532
PIII.4. Płaszcz zbiornika538
PIII.4.1. Dobór grubości pasów płaszcza538
PIII.5. Usztywnienie płaszcza zbiornika544
PIII.5.1. Pierścień brzegowy544
PIII.5.2. Oddziaływania wiatru544
PIII.5.3. Pierścień wieńczący (wiatrowy)547
PIII.5.3.1. Wstępne kształtowanie pierścienia z warunku sztywności548
PIII.5.3.2. Obliczenie momentów i sił osiowych w pierścieniu oraz sprawdzenie warunków wytrzymałości i sztywności pierścienia550
PIII.5.4. Pierścienie pośrednie554
PIII.5.4.1. Sprawdzenie stateczności lokalnej płaszcza wg PN-EN 1993-4-2555
PIII.5.4.2. Sprawdzenie stateczności lokalnej płaszcza wg PN-EN 14015/J.4557
PIII.6. Dno zbiornika559
PIII.6.1. Przyjęcie konstrukcyjne grubości blach i wymiarów pierścienia obwodowego559
PIII.6.2. Sprawdzenie połączenia płaszcza z dnem561
PIII.6.2.1. Zebranie obciążeń562
PIII.6.2.2. Rozkład sił wewnętrznych w powłoce walcowej562
PIII.6.2.3. Sprawdzenie naprężeń zastępczych w styku płaszcza z dnem567
PIII.6.2.4. Sprawdzenie naprężeń zastępczych w płaszczu w miejscu maksymalnego momentu ujemnego568
PIII.6.2.5. Sprawdzenie naprężeń zastępczych w płaszczu w miejscu maksymalnej siły obwodowej569
PIII.6.2.6. Sprawdzenie naprężeń w pierścieniu obwodowym dna570
PIII.6.2.7. Sprawdzenie naprężeń zastępczych z uwzględnieniem podatności podłoża570
PIII.6.2.8. Obliczenie połączenia płaszcza z dnem wg PN-EN 1993-1-6/Załącznik C574
PIII.7. Sprawdzenie stateczności położenia zbiornika575
PIII.7.1. Określenie ciężaru skorodowanej konstrukcji zbiornika576
PIII.7.2. Określenie wypadkowej oddziaływania wiatru na płaszcz zbiornika578
PIII.7.3. Sprawdzenie stateczności pustego zbiornika na obrót578
PIII.7.4. Sprawdzenie stateczności pustego zbiornika na przesunięcie579
Przykład IV. Zbiornik wieżowy581
PIV.1. Przedmiot projektu581
PIV.2. Kształtowanie zbiornika wodnego581
PIV.2.1. Forma i konstrukcja581
PIV.2.2. Optymalizacja kształtu581
PIV.3. Dane projektowe585
PIV.4. Zestawienie obciążeń587
PIV.5. Obliczenia statyczne603
PIV.5.1. Założenia603
PIV.5.2. Etap pierwszy obliczeń statycznych – stan błonowy604
PIV.5.3. Etap drugi – Obliczenia statyczne według teorii zgięciowej – uwzględnienie zaburzeń stanu błonowego607
PIV.6. Wymiarowanie wybranych elementów konstrukcyjnych614
PIV.6.1. Poz. 1. – Płyta kołowa dachowa614
PIV.6.2. Poz. 2. – Dach stożkowy zbiornika wodnego614
PIV.6.3. Poz. 3. – Płaszcz zbiornika wodnego – powłoka stożkowa dolna617
PIV.6.4. Poz. 4. – Płyta kołowa denna624
PIV.6.5. Poz. 5. – Trzon konstrukcji wsporczej625
PIV.6.5.1. Zestawienie obciążeń625
PIV.6.5.2. Obliczenia statyczne626
PIV.6.5.3. Sprawdzenie stanów granicznych powłoki walcowej trzonu626
PIV.7. Stateczność położenia – sytuacja obliczeniowa EQU632
PIV.7.1. Stateczność na obrót632
PIV.7.2. Stateczność na przesunięcie poziome634
PIV.8. Obliczenia konstrukcji zbiornika programem ARSAP635
PIV.8.1. Założenia635
PIV.8.2. Rezultaty obliczeń MES636
PIV.8.3. Podsumowanie641
Przykład V. Rurociąg magistrali przesyłowej643
PV.1. Założenia643
PV.2. Dobór grubości ścianki rury i sprawdzenie naprężeń wg ST-IGG-0901:2013644
PV.3. Obliczenia zgodnie z PN-EN 1993-4-3 – ciśnienie wewnętrzne + oddziaływania zewnętrzne646
PV.4. Obliczenia zgodnie z PN-EN 1993-4-3 – bez ciśnienia wewnętrznego + oddziaływania zewnętrzne656
PV.5. Analiza metodą elementów skończonych (MES)664
Normy i akty prawne do przykładów PI-PV671
Literatura do przykładów PI-PV672

1.2.Nośnośćwyboczeniowapowłokiwalcowej

Sterowanieobciążeniemrzadziejjestrealizowaneweksperymentachlabo-

ratoryjnych,aczęściejwystępujewrealnejkonstrukcji.Wtymprzypadkupo

osiągnięciupunktuAdojdziedogwałtownegoprzeskokuzobrazowanegopoziomą

liniąnawykresie.OsiągnięciepunktuEbędziesięwiązałozprzyjęciemkształtu

zdeformowanegopodobnegodokształtupokazanegonarys.1.16.Dalszywzrost

obciążeniabędziemożliwyażdowyczerpanianośnościmateriałowejpowłoki.

EwentualneodciążeniebędzieprzebiegałomonotonicznieażdopunktuC.Natym

poziomiedojdziedogwałtownegoprzeskokudopunktuGipowrotudokształtu

wolnegoodjakichkolwiekzaklęśnięć,podwarunkiem,żewczasiecałejhisterezy

niedoszłodomiejscowych,trwałychdeformacjiplastycznych.

Należyzwrócićuwagę,żenaodcinkachOAiCEwystępująkonfiguracje

stateczne,natomiastodcinekABCtozbiórkonfiguracjiniestatecznych.

Opisyprzedstawionepowyżejdotycząściskaniapowłokiwolnejodjakichkol-

wiekimperfekcji.Jesttowięcidealizacjaniemożliwadoodtworzeniawekspery-

mencielaboratoryjnym.Faktycznyprzebiegścieżkirównowagi,czylicharaktery-

stykip(

),zależyodwielkościimperfekcjiiwyglądatak,jaktonaszkicowanona

rys.1.16bliniamiprzerywanymi(por.[9],[11],[25],[27])odpowiadającymiróżnym

amplitudomzałożonychimperfekcjiwstępnych.Zamiastnieosiągalnego,wielokrot-

negopunktubifurkacjiApojawiasiępunktgranicznyA′,itonatympoziomie

dojdziedogwałtownegoprzeskokuprzysterowaniuobciążeniowymzpunktuA′

dopunktuE′.

Należyzwrócićuwagęnapewnecechywspólneścieżekimperfekcyjnych.

Pierwszaznichdotyczyznacznejredukcjipoziomupierwotnejkonfiguracjikry-

tycznejzpunktuA(wielokrotnypunktbifurkacjipowłokiidealnej)dopunktuA′

-górnegopunktugranicznego.Dolnypunktgranicznyzmieniaswojepołożenie

zpozycjiCdopozycjiC′ijesttorelatywnieniewielkazmiana.Równieniewiel-

kiemuprzesunięciuulegagałąźpokrytycznaC′E′,coświadczyoniewielkimwpły-

wieamplitudyimperfekcjinaprzebiegścieżkirównowagiwtymzakresie.

Zaprezentowanynarys.1.16bprzebiegimperfekcyjnychścieżekrodzinatu-

ralnepytanie:jakąwielkośćprzyjąćzamiaręnośnościwyboczeniowejpowłoki?

Bezpiecznąmiarąnośnościściskanejpowłokiwalcowejmożebyćdolnypunkt

granicznyCobniżonydodatkowozewzględunamożliwośćwystąpieniaimper-

fekcjioamplitudachokreślonychdladanejklasyjakościwykonania.Niegwaran-

tujetojednakbezpiecznegooszacowanianośnościdlawszystkichprzypadków

powłokwalcowych.AlternatywąjestprocedurazaproponowananajpierwwEDR

5th[6],anastępniewprowadzonadoeurokoduPN-EN1993-1-6[N6].Jejtraf-

nośćpotwierdzazestawieniewynikówbadańpokazanenarys.1.17,zaczerpniętym

zEDR5th[6].

Brak wyników

Projektowanie wybranych stalowych konstrukcji powłokowych z przykładami obliczeń

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra