Eurokoodien mukaisesti mitoitettujen siilorakenteiden vakiointi
Keto, Julius (2018)
2018
Konetekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-12-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811122565
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811122565
Tiivistelmä
Siilo on varastorakennus, jossa varastoidaan partikkelimaisia aineita. Työssä tutkittiin, voidaanko selluhakkeen varastointiin tarkoitettujen siilojen rakenteita vakioida eri luonnonkuormille. Tällöin tarjousten tekeminen olisi yksinkertaisempaa ja vältyttäisiin suunnittelutyöltä. Tutkittavat rakenteet olivat siilon seinä ja kattorakenne. Luonnonkuormina käytettiin lumi- ja tuulikuormaa. Niistä muodostettiin seitsemän luonnonkuorma tapausta, joissa oli erilaiset lumi- ja tuulikuorman paineet. Muita kuormia olivat kiintoaineesta eli hakkeesta aiheutuvat kuormat, rakenteiden omasta painosta aiheutuvat kuormat ja kuljetinsillan tuennasta aiheutuvat tukikuormat. Kuormat ja rakenteet mitoitettiin eurokoodi-standardien mukaisesti. Eri luonnonkuormilla mitoitetuille rakenteille muodostettiin vakiorakenne, jos niiden painot olivat noin 5000 kg tarkkuudella samat. Jos enintään kahdella vakiorakenteella pystyttiin kattamaan kaikki työssä käytetyt luonnonkuormat, niin rakenne suositeltiin vakioitavaksi.
Kattorakenteista tutkittiin teräslevyistä koottu levyrakennekatto ja teräspalkeista koottu palkkirakennekatto, jossa katon päällysteenä on poimulevyä. Palkkirakennekatto valittiin vakioinnin kannalta paremmaksi kattorakenteeksi. Katot tutkittiin halkaisijaltaan 7, 12, 16, 20, 25 ja 30 m siiloille, joille mitoitettiin vakiopalkkirakennekatot. Palkkien välisiä liitoksia ei suunniteltu. Vakiokattoja suositellaan käytettävän halkaisijaltaan 7, 12, 16 ja 20 m siiloille. Kattojen mitoituksessa käytettiin ANSYS, AutoCAD, Mathcad ja SAP2000 ohjelmia.
Seinät tutkittiin halkaisijaltaan 16, 20, 25 ja 30 m siiloille, joiden seinän korkeudet olivat 16,5, 21,5, 22,0 ja 21,5 m. Seinän paksuudet laskettiin eurokoodeista löytyvillä kaavoilla, jota varten tehtiin Mathcad laskentapohja. Halkaisijaltaan 16 ja 20 m siilon seinät laskettiin myös numeerisesti ANSYS elementtimenetelmäohjelmalla. Seinä voitiin vakioida ainoastaan halkaisijaltaan 16 m siilolle, jolle mitoitettiin seinän vakiopaksuudet. Suuremmilla siiloilla luonnonkuormat aiheuttavat sen verran isoja painoeroja siilon seinille, ettei niiden vakiointi ole järkevää. Työ sisälsi perehtymistä rakenteiden kuormia ja teräsrakenteiden suunnittelua käsitteleviin eurokoodi-standardeihin, laskennassa tarvittavien tietokoneohjelmien opettelua ja käytännön lujuuslaskentaa.
Kattorakenteista tutkittiin teräslevyistä koottu levyrakennekatto ja teräspalkeista koottu palkkirakennekatto, jossa katon päällysteenä on poimulevyä. Palkkirakennekatto valittiin vakioinnin kannalta paremmaksi kattorakenteeksi. Katot tutkittiin halkaisijaltaan 7, 12, 16, 20, 25 ja 30 m siiloille, joille mitoitettiin vakiopalkkirakennekatot. Palkkien välisiä liitoksia ei suunniteltu. Vakiokattoja suositellaan käytettävän halkaisijaltaan 7, 12, 16 ja 20 m siiloille. Kattojen mitoituksessa käytettiin ANSYS, AutoCAD, Mathcad ja SAP2000 ohjelmia.
Seinät tutkittiin halkaisijaltaan 16, 20, 25 ja 30 m siiloille, joiden seinän korkeudet olivat 16,5, 21,5, 22,0 ja 21,5 m. Seinän paksuudet laskettiin eurokoodeista löytyvillä kaavoilla, jota varten tehtiin Mathcad laskentapohja. Halkaisijaltaan 16 ja 20 m siilon seinät laskettiin myös numeerisesti ANSYS elementtimenetelmäohjelmalla. Seinä voitiin vakioida ainoastaan halkaisijaltaan 16 m siilolle, jolle mitoitettiin seinän vakiopaksuudet. Suuremmilla siiloilla luonnonkuormat aiheuttavat sen verran isoja painoeroja siilon seinille, ettei niiden vakiointi ole järkevää. Työ sisälsi perehtymistä rakenteiden kuormia ja teräsrakenteiden suunnittelua käsitteleviin eurokoodi-standardeihin, laskennassa tarvittavien tietokoneohjelmien opettelua ja käytännön lujuuslaskentaa.