13. JAKIE SIAY WEWNTRZNE GENERUJE RÓWNOMIERNE NAGRZANIE ŚCIANY
ZBIORNIKA?
o Równomierne nagranie to jedna ze składowych stanu nierównomiernego nagrzania:
o Rozpatrujemy 2 przypadki:
ściana zbiornika nie skrępowana ściana zbiornika skrępowana (brak swobodnych
(swoboda odkształceń) odkształceń) zbiorniki rzeczywiste
(brak naprężeń wewnętrznych)
w skutek równomiernego nagrzania dochodzi do: w skutek równomiernego nagrzania dochodzi do:
WYDAUŻENIA ELEMENTU RÓWNOMIERNEGO ŚCISKANIA PRZEKROJU
(powstaje siła równoleżnikowa) pochodzącego od temperatury t0
(również powstaje siłą normalna)
Dðdxt =ð eðtdx =ð aðt ×ð t0 ×ð dx
1
aðt =ð 10-ð5
°ðC
14. Jakie siły wewnętrzne generuje nierównomierne nagrzanie ściany zbiornika?
W przypadku, gdy dowolny fragment zbiornika niebyły niczym skrępowany (swoboda odkształceń)
efektem nierównomiernego nagrzania się ścian przeciwległych nastąpiłoby ugięcie elementu.
Przy braku swobodnych odkształceń, a tak dzieje się między innymi w ścianach rzeczywistych
zbiorników, powstają odkształcenia wymuszone ściskające po stronie cieplejszej, rozciągające po stronie
zimniejszej na co dodatkowo nakłada się równomierne ściskanie przekroju, pochodzące od temperatury to
(średnia z temperatury dolnej i górnej ).
Skutek wymuszenia od nierównomiernych wpływów temperatury można interpretować jako działanie
momentów termicznych:
Mt = 5ØüÞ5ØaÜ " "5ØaÜ " 5Ø8Ü " 5Ø<Ü
!
15. Projektowanie zbiorników na obciążenia termiczne schematy obliczeniowe.
Wg PN-86/B-02015
Obciążenie temperaturą rozpatruje się jako trzy oddziaływania:
1. różnicę między średnią temp. konstrukcji Vm a jej temp. scalania t0 (przy braku bliższych danych można
przyjąć t0 =10°C)
2. różnicę między temp. powierzchni zewnętrznej Ve a temperaturą Vi powierzchni wewnętrznej przegrody
3. różnicę między średnimi wartościami temperatur poszczególnych części konstrukcji
Przebieg temperatury w przegrodzie :
Przyjmując współczynnik napływu równy 0 (dla zbiorników stale wypełnionych cieczą),
całkowity opór przegrody:
1 5ØQÜ 1
5Ø6Ü = = +
5ØXÜ 5Øß5ØPÜ 5ØüÞ5ØRÜ
Spadki temperatur:
5Ø6Ü5ØPÜ 1 5ØQÜ
"5ØaÜ5ØPÜ = "5ØaÜ = " 5ØaÜ5ØVÜ - 5ØaÜ5ØRÜ
5Ø6Ü 5Ø6Ü 5Øß5ØPÜ
1 5ØQÜ
5ØIÜ5ØRÜ = 5ØaÜ5ØVÜ - " 5ØaÜ5ØVÜ - 5ØaÜ5ØRÜ
5Ø6Ü 5Øß5ØPÜ
Åšrednia temperatura przegrody:
5ØaÜ5ØVÜ + 5ØIÜ5ØRÜ 1 5ØQÜ 5ØaÜ5ØVÜ - 5ØaÜ5ØRÜ
5ØIÜ5ØZÜ = = 5ØaÜ5ØVÜ - " "
2 5Ø6Ü 5Øß5ØPÜ 2
wg PN-EN 1991-1-5
Według tej normy uwzględnia się:
1. składową równomierną temp. "Tu między temperaturą średnią elementu T a początkową temperaturą T0
2. składową liniowo zmiennej różnicy temperatur między wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnią przegrody
"Tm
3. składową stopniowaną temp. przy założeniu, że na ź obwodu zbiornika występuję skokowy (lokalny)
wzrost temp. wynoszÄ…cy 15°C
Całkowity opór przegrody:
!5ØVÜ
5ØEÜ5ØaÜ5Ø\Ü5ØaÜ = 5ØEÜ5ØVÜ5Ø[Ü + + 5ØEÜ5Ø\Ü5ØbÜ5ØaÜ
5Øß5ØVÜ
Opór do punktu X:
!5ØVÜ
5ØEÜ(5ØKÜ) = 5ØEÜ5ØVÜ5Ø[Ü +
5Øß5ØVÜ
Temperatura w punkcie X:
5ØEÜ(5ØKÜ)
5ØGÜ 5ØKÜ = 5ØGÜ5ØVÜ5Ø[Ü - " 5ØGÜ5ØVÜ5Ø[Ü - 5ØGÜ5Ø\Ü5ØbÜ5ØaÜ
5ØEÜ5ØaÜ5Ø\Ü5ØaÜ
16. Wyjaśnij pojęcie momentów termicznych:
Przy braku swobodnych odkształceń powstają odkształcenia wymuszone ściskające po stronie cieplejszej,
rozciągające po stronie zimniejszej, na co dodatkowo nakłada się równomierne ściskanie przekroju
pochodzącego od temperatury jest to wymuszenie od nierównomiernego ogrzania
i można je interpretować jako działanie momentów termicznych.
Dla niepodatnych węzłów (całkowity brak swobody):
DðdjðMt =ð Dðdjðt
M aðt ×ð Dðt
t
dx =ð dx
EI h
StÄ…d moment termiczny wynosi:
aðt ×ð Dðt ×ð EI
Mt =ð
h
Przy czym, wg klasycznej teorii żelbetu:
b ×ð[ðx3 +ð (h -ð x)3]ð+ðað ×ð[ðAs1 ×ð (d -ð x)2 +ð As2 ×ð (d -ð a2 )2]ð
- Faza I: II =ð
e
3
b ×ð x3
- Faza II: III =ð +ðaðe ×ð[ðAs1 ×ð (d -ð x)2 +ð As2 ×ð (d -ð a2 )2]ð
3
Moment termiczny jest mniejszy z uwagi na częściowe podatności węzłów oraz na możliwość
zarysowania EIII
17. Po której stronie następuje rozciąganie ścian momentem termicznym (zimnej,
ciepłej)?
Rozciąganie ścian momentem termicznym następuje po stronie zimniejszej, natomiast ściskanie po
stronie cieplejszej.
Związane to jest z tym, że przy braku swobodnych odkształceń (a tak dzieje się w ściankach
rzeczywistych zbiorników) powstają odkształcenia wymuszone: ściskające po stronie cieplejszej,
rozciągające po stronie zimniejszej, na co dodatkowo nakłada się równomierne ściskanie przekroju
pochodzÄ…ce od temp. to.
Skutek wymuszenia od nierównomiernych wpływów temperatury można interpretować jako działanie
momentów termicznych.
18. Jakie momenty są grozniejsze: obwodowe, czy południkowe:
Trzeba mieć na względzie fakt, że w zbiornikach żelbetowych przy braku odpowiednio ukształtowanego
zbrojenia momenty termiczne mogą spowodować powstanie rys pionowych i poziomych na
powierzchniach zewnętrznych (zimniejszych).
Podkreślić należy, grozniejsze są naprężenia rozciągające poziome, czyli obwodowe od działania
momentu My, które nie są zredukowane. Naprężenia rozciągające pionowe, czyli południkowe od
działania momentu Mx są zredukowane przez naprężenia ściskające od ciężaru własnego płaszcza
zbiornika.
19. Jak sprawdza się warunek stateczności zbiorników wieżowych:
TYPY: pełnościenny i ażurowy
Podpory zbiorników wieżowych oblicza się dla dwóch
przypadków niekorzystnego obciążenia: na parcie wiatru
przy zbiorniku wypełnionym (max siły ściskające od
strony odwietrznej podpór) i pustym (max siły
rozciÄ…gajÄ…ce od strony nawietrznej).
Warunek stateczności zbiornika z uwagi na obrót
względem osi C-C przechodzącej przez krawędz
podstawy (jak na rys):
5Ø@Ü5ØbÜ
5Ø`Ü = e" 1,5
5Ø@Ü5Ø_Ü
Moment utrzymujÄ…cy: Mu=(P1+P2+P3)*a
Moment wywracajÄ…cy: Mr = Gw*h
Gw- wypadkowa obciążenia wiatrem od strony
nawietrznej i odwietrznej w zależności od intensywności
obc wiatrem na jednostkę wysokości wieży
h- odległość od płaszczyzny fundamentu do siły
wypadkowej od obc wiatrem
a- Odległość od skrajnej krawędzi fundamentu do środka
ciężkości osi zbiornika
P1- cieżar pustego zbiornika i obudowy
P2- Cieżar własny konstrukcji podpór
P3- ciężar własny fundamentu
20. JAK UWZGLDNIA SI WPAYW WIATRU NA SIAY W SAUPACH ZBIORNIKÓW
WIEŻOWYCH:
o Każdy zbiornik wieżowy powinien spełniać warunek stateczności:
Moment utrzymujÄ…cy e" 1,5 · Moment wywracajÄ…cy
o Przy wymiarowaniu konstrukcji wsporczej dobiera się najbardziej niekorzystny przekrój
bezpośrednio nad górną powierzchnią fundamentu:
Przekrój ten jest mimoÅ›rodowo Å›ciskany, a moment zginajÄ…cy od wiatru wynosi: M =ð Gw (h -ð hf )
w
o Podpory cylindryczne w postaci ścian pełnych oblicza się jako mimośrodowo ściskane elementy
pierścieniowe
o Podpory szkieletowe oblicza się jako elementy prętowe (przestrzenne lub płaskie), gdzie:
Siły w słupach od obciążenia wiatrem wyznacza
się przy założeniu, że są one proporcjonalne do
ich odległości od środka ciężkości podstawy
21. Jak przyjmuje się rozkład sił w słupach zbiorników wieżowych od obciążenia
wiatrem?
P1 od ciężaru
zbiornika pustego i
obudowy
P2 od ciężaru trzonu
P3 od ciężaru płyty
fundamentowej
Gw wypadkowa od
działania wiatru
Mw = Gw " (h hf)
Mw moment
wywracajÄ…cy
hf wysokość
fundamentu
h położenie
wypadkowej obciążenia
wiatru
Podpory zbiorników
wieżowych oblicza się
dla obciążenia wiatrem
przy zbiorniku wypełnionym i pustym. W pierwszym przypadku otrzymuje się maksymalne siły
ściskające w słupach skrajnych, w drugim minimalne (na przeciwległym końcu).
Moment od sił w słupach:
Ms = F1r1 + F2r2 +& + Firi + Fnrn
Z warunku równowagi:
Ms = Mw oraz z wykorzystaniem: Fi = 5Ø9Ü1 " ri
5Ø_Ü1
Otrzymujemy siłę w dowolnym słupie:
Fi = 5Ø@Ü5ØdÜ " 5Ø_Ü5ØVÜ
5Ø_Ü5ØVÜ2
22. Schemat obliczeniowy ściany dennej zbiornika na słupach.
Płytę denną zbiornika oblicza się przy założeniu jej utwierdzenia na obwodzie w ścianach
bocznych (celem wyznaczenia momentu zginającego), a wymiaruję się na mimośrodowe rozciąganie.
23. Schemat obliczeniowy ściany bocznej zbiornika cylindrycznego na słupach.
Ściany boczne zbiorników walcowych (cylindrycznych) można obliczać jako tarcze* ciągłe
o niekończonej liczbie przęseł, obciążone na dolnej krawędzi, wg schematu:
C=1/10L
P=(całkowity ciężar materiału w zbiorniku + ciężar własny dna zbiornika)/obwód zbiornika
*Gdy ściany boczne zbiornika pracują jako elementy tarczowe to wymiaruje się je na zginanie,
przyjmując schemat tarczy jednoprzęsłowej lub wieloprzęsłowej, w zależności od warunków podparcia i
geometrii zbiornika.
Momenty przęsłowe i podporowe
1
2
Mprz =ð PL2(ð1-ð eð )ð
24
1
Mpodp =ð PL2(ð1-ð eð )ð(ð2 -ð eð)ð
24
Siły rozciągające:
M
Z =ð
z
Gdzie:
µ- wzglÄ™dna szerokość Å›ciany µ=C/L
z: dla Bd"L z= 2/3 B
B>L z=2/3 B , gdzie B =L
24. Schemat obliczeniowy ściany bocznej zbiornika prostokątnego na słupach:
Ściany boczne zbiornika pracują w dwóch wariantach:
Øð jako elementy pÅ‚ytowe,
Øð jako elementy tarczowe.
Elementy płytowe wymiaruje się na mimośrodowe rozciąganie, przy czym momenty zginające w
płaszczyznach pionowych oblicza się przy założeniu zamocowania ścian w dnie, a siły rozciągające
wyznacza siÄ™ z warunku odrywania dna.
Elementy tarczowe wymiaruje się na zginanie, przyjmując schemat tarczy jednoprzęsłowej lub
wieloprzęsłowej, w zależności od warunków podparcia i geometrii zbiornika.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
wykład 13 24 1 13
13 24 Styczeń 2000 Jak na wiejskiej strzelnicy
poematy m1 komory 13 24
13 (24)
baza pytanie (13)
KNR 13 24
dictionary 13 24
24 (13)
więcej podobnych podstron