Objednejte si bezplatné zasílání tištěné verze časopisuKONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
ISSN 1803-8433
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Projektování    Aplikace SBRA při posouzení mezního stavu použitelnosti haly v Elektrárně Počerady

Aplikace SBRA při posouzení mezního stavu použitelnosti haly v Elektrárně Počerady

Publikováno: 13.10.2011
Rubrika: Projektování

V souvislosti s přechodem českých návrhových norem na normy evropské byly vydány i normy pro návrh jeřábových drah mostových jeřábů. Pro výpočet zatížení v současnosti platí norma [6], pro vlastní návrh nosníků jeřábových drah platí norma [5]. Zavedení obou těchto norem znamená značné zkomplikování statického výpočtu pro mezní stav únosnosti, mezní stav použitelnosti a mezní stav únavy. Další komplikací je skutečnost, že ve stadiu projektování ocelové konstrukce zpravidla probíhá výběrové řízení na dodavatele jeřábu, takže většinou chybí vstupní údaje pro návrh. Navíc, ne všichni dodavatelé jeřábů vzali na vědomí existenci těchto evropských norem, a tak často jsou vstupní údaje pro návrh jeřábových drah udávány podle neplatných či jiných evropských norem.

REKAPITULACE VODOROVNÝCH ZATÍŽENÍ OD MOSTOVÝCH JEŘÁBŮ
Norma ČSN 73 0035 [4] rozeznávala následující vodorovná zatížení od mostových jeřábů:

  • podélná brzdná síla od setrvačných sil při rozjíždění a brzdění jeřábu B
  • příčná brzdná síla Bt od setrvačných sil při rozjíždění a brzdění jeřábové kočky (rozdílně stanovená pro volné či tuhé zavěšení břemene)
  • příčná síla Htp od příčení mostu a jiných nerovností (tato síla závisí na parametru l, stanoveného dle rozvoru a rozchodu kol jeřábu).
  • síla na nárazník Hj

Tyto vodorovné síly se kombinovaly se svislými kolovými tlaky. Vodorovná síla Htp od příčení mostu se koncentrovala do koncových kol mostu vždy na obou větvích jeřábové dráhy proti sobě (obr. 1).

Vodorovné síly dle [4] byly zpřesněním vodorovných sil dle normy předchozí ČSN 73 0035. Rozdíl byl v silách od příčení – v této předchozí normě byla celková síla Htp „rozmazána“ do všech kol.

Současně platná norma ČSN EN 1991-3 [6] rozeznává následující vodorovné síly od mostových jeřábů:

  • podélné síly HL,i a příčné síly HT,i způsobené zrychlením a zpomalením jeřábu
  • vodorovná příčná HS,i,j,T a podélná síla HS,i,j,L způsobené příčením jeřábu (viz obr. 2).
  • vodorovná příčná síla HT,3 od zrychlení či zpomalení kočky
  • síla na nárazník HB,1.

Výpočet všech těchto sil (zejména sil od příčení) je poměrně komplikovaný, je třeba znát řadu údajů o geometrii jeřábu, konstrukci mostu a jeho pohonů apod.

Každá z těchto vodorovných sil se kombinuje s jinak stanovenými svislými kolovými tlaky – je nutno uvažovat několik skupin zatížení (pro svislé síly je vždy uvažován jiný dynamický součinitel). To vše vede k tomu, že výpočet jeřábové dráhy se oproti situaci v minulosti neobyčejně zkomplikoval.

REKAPITULACE POŽADAVKŮ PRO MEZNÍ STAV POUŽITELNOSTI PŘÍČNÉ VAZBY

Norma ČSN 73 1401 [3] omezovala příčnou deformaci vazby v úrovni vodorovného nosníku jeřábové dráhy hodnotou h/1 000 resp. h/1 500 podle uvažovaného prostorového působení sousedních vazeb. Pro zdvihové třídy jeřábů a,b byly přípustné hodnoty dvojnásobné. Uvažovala se deformace od vodorovných sil jednoho, nejvíce zatíženého jeřábu. Deformace od větru se s touto jeřábů nekombinovala.

Navazující ČSN 73 1401 [2] uváděla prakticky shodná ustanovení a shodné limity, navíc bylo možno mostový jeřáb uvažovat jako tuhý spojovací prvek (v případě příčení trochu protismyslně).

Nová, dnes platná norma ČSN EN 1993-6 [5] rozšířila počet kritérií. Nyní se posuzují následující kriteria (obr. 3):

  • limitní hodnota pro vodorovný posun rámu v úrovni uložení jeřábové dráhy (H / 400, kriterium je značně benevolentnější)
  • rozdíl mezi vodorovnými posuvy sousedních rámů v úrovni uložení jeřábové dráhy
  • změna vzdálenosti mezi osami kolejnic (toto kritérium je při praktickém návrhu velmi obtížně splnitelné).

Na rozdíl od předchozích norem se posuzují deformace, stanovené kombinační rovnicí (1) dle ČSN EN 1990 [1] pro trvalou a dočasnou návrhovou situaci.

γG,j . Gk,j + γQ,1 . Qk,1 + ΣγQ,i . ψQ,i . Qk,I          (1)

Pro mezní stav použitelnosti zpravidla vycházíme z lineární analýzy konstrukce, takže potřebné hodnoty pro posouzení dle jednotlivých kriterií snadno vypočteme z jednotlivých zatěžovacích stavů. Zpravidla však dospějeme k potížím se splněním třetího kriteria změny vzdálenosti. Pro zpřesnění výsledku je možno použít zkombinování dílčích deformací s použitím metody SBRA, konkrétně programu ResCom z publikace [7].

PŘÍKLAD APLIKACE NA HALU SPALOVACÍ TURBÍNY ELEKTRÁRNY POČERADY
Na obr. 4 je vidět typický příčný řez haly spalovací turbíny Elektrárny Počerady. Příčný řez je výrazně nesymetrický, na obou stranách haly jsou konstrukce s výrazně rozdílnou tuhostí. Při návrhu konstrukce jsme měli značné potíže se splněním třetího deformačního kriteria (i se zvýšeným limitem po diskusi s výrobcem jeřábu) při posuzování konstrukce s uvažováním příčení. Na konstrukci byla uvažována zatížení stálá (deformace v úrovni jeřábové dráhy bezvýznamná, navíc je eliminována rektifikací dráhy), jeřáb (skupina zatížení 5 s příčením Δs = 22,30 mm), užitné (Δs = 10 mm) a vítr (Δs = 5,2 mm).

Při zkombinování deformací podle rovnice (1) dostaneme:

Δs = 22,3 + 0,7. 10 + 0,6. 5,2 = 32,4 mm,

– konstrukce kriteriu nevyhoví.

Při zkombinování stejných deformací programem ResCom s využitím knihovny histogramů výskytu zatížení dostaneme pro požadovanou pravděpodobnost 7.10–2 hodnotu stejné deformace 21,44 mm, která by byla z hlediska používání jeřábu akceptovatelná.

SOUHRN A ZÁVĚRY
SBRA metody lze použít pro zkombinovaní různých dílčích zatížení či jejich účinků. Můžeme tak dospět k nižším kombinačním hodnotám, než s použitím standardních kombinačních rovnic dle [1]. Podmínkou použití je ovšem získání důvěry ze strany projektantů v opodstatněnost a reálnost používané knihovny histogramů zatížení.

LITERATURA:
[1] ČSN EN 1990, Eurokód: Zásady navrhování, ČNI, 2004
[2] ČSN 73 1401, Navrhování ocelových konstrukcí, ČNI, 1998
[3] ČSN 73 1401, Navrhování ocelových konstrukcí, ÚNM, 1986
[4] ČSN 73 0035, Zatížení stavebních konstrukcí, ÚNM, 1986
[5] ČSN EN 1993-6, Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 6: Jeřábové dráhy, ČNI, 2008
[6] ČSN EN 1991-3, Eurokód 1: Zatížení konstrukcí- Část 3: Zatížení od jeřábů a strojního zařízení, ČNI, 2008
[7] Marek P., Brozzetti J., Guštar M., Tikalski P., Probabilistic Assessment of Structures, 2nd edition, ÚTAM AV ČR Praha 2003

SBRA Application for Assessment of Limiting Condition of Hall Usability in Power Plant Počerady
This paper deals with possibility to use SBRA method for obtaining more exact combination of the particular horizontal deformations in serviceability limit state. Use of it is shown on
an example of the power plant machinery house, where using Eurocode combination formula is too strict compared with relevant SBRA result.

Bookmark
Ohodnoďte článek:

Fotogalerie
Obr. 1 – Síly od příčení jeřábu dle ČSN 73 0035 [XX]Obr. 2 – Síly od příčení jeřábu dle ČSN EN 1991-3 [ZZ]Obr. 3 – Kriteria mezního stavu použitelnosti příčné vazby dle ČSN EN 1993-6 [CC]Obr. 4 – Příčný řez halou spalovací turbíny

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Campus Science Park objekt C pohledem projektantůCampus Science Park objekt C pohledem projektantů (877x)
Administrativní budova Campus Science Park C o dvou podzemních podlažích a osmi nadzemních podlažích je objekt s označen...
Kampus Bohunice pohledem projektantaKampus Bohunice pohledem projektanta (774x)
Oku odborníka ani laika patrně neunikla výstavba brněnského Univerzitního Kampusu Bohunice (UKB). Stavba se vyznačuje ne...
Problémy návrhu a posouzení vysokých ocelových stožárů záchytných sítíProblémy návrhu a posouzení vysokých ocelových stožárů záchytných sítí (766x)
U stožárů záchytných sítí je často podceňován návrh a dimenzování, Text se zaměřuje na návrh a výpočet štíhlých, vysokýc...

NEJlépe hodnocené související články

Rozšírenie výrobného areálu ZKW SLOVAKIA KRUŠOVCERozšírenie výrobného areálu ZKW SLOVAKIA KRUŠOVCE (5 b.)
STAT‑KON úspešne dokončil projekt rozšírenia výstavby – expanzia závodu ZKW Krušovce s náročným technologickovýrobným pr...
Konstrukce přijímače unikátní solární elektrárny je z oceliKonstrukce přijímače unikátní solární elektrárny je z oceli (5 b.)
V článku je popsána unikátní solární elektrárna, jejíž součástí je i přijímač z ocelové konstrukce, který je umístěn na ...
Vliv koncových přípojů ocelových prutů na jejich kritické zatíženíVliv koncových přípojů ocelových prutů na jejich kritické zatížení (5 b.)
V posledních letech přišel tým vývojářů IDEA StatiCa společně s českými universitami, ČVUT FSv v Praze, FAST VUT v Brně,...

NEJdiskutovanější související články

Trimaran – komerční a kongresové centrum v Praze na PankráciTrimaran – komerční a kongresové centrum v Praze na Pankráci (1x)
Předmětem článku je projekt, výroba, montáž a předpínání ocelové superkonstrukce nového objektu Trimaran v Praze na Pank...
Normalizace v oboru ocelových konstrukcí (1x)
Tento příspěvek navazuje na informaci o současném stavu a výhledech technické normalizace z minulé konference [1]....
Výpočetní modely styčníků ocelových konstrukcíVýpočetní modely styčníků ocelových konstrukcí (1x)
Při návrhu ocelové konstrukce využije statik nejčastěji prutové prvky, ale na konstrukci je řada míst, kde prutová teori...
Google