Liner Grav

1. Motivul

Coșul de fum al blocului 3 al centralei electrice xxx din yyy constă dintr-un coș de fum din beton armat și o căptușeală de oțel ca conductă de gaze arse. Linia are o istorie lungă în spate, dar una care este instructivă:

2. Determinarea cauzelor daunelor

2.1 Generalități

Cauzele daunelor se pot baza pe tipul de impact asupra structurii sau proiectării sau implementării acesteia. Cele trei zone posibile de cauză sunt examinate mai jos.

2.2 Acțiuni și răspuns dinamic

Tabelul 1: Comparația forțelor de cuplare sub o abordare de sarcină deterministă și stocastică

Sistemul de bază este prezentat în Figura 2. Arborele din beton armat este reprezentat de linia din stânga, căptușeala interioară de linia albastră din dreapta. Cuplarea cu structurile planificate, constând din amortizoare și arcuri, se realizează la nivel de etapă. Cuplajul este prezentat aici ca schiță doar de o bară cu arc cu o rigiditate definită. Cea mai joasă tijă de cuplare de la nivelul 23,5m cuplează rigid căptușeala cu arborele din beton armat.

Fig. 2: Bazat pe sistemul dinamic al construcției vibrante

2.3 Instruire și implementare constructivă

În plus față de solicitările semnificativ mai mari asupra structurii cauzate de procesul de vânt stocastic, o altă cauză a deteriorării este construirea tijelor oculare la capetele tijelor de cuplare. Foi de ochi cu o grosime de t = 8 mm au o lungime de conexiune liberă, care este de aproximativ două ori mai mare decât cea indicată în schițe (pag. 17, 18 - dar nu măsurată acolo!) Pentru propunerea de renovare. Datorită lungimii mari a conexiunii, plăcile tijei de ochi sunt expuse riscului de îndoire. Presupunând o fixare rigidă în tubul pătrat, lungimea flambării rezultă aproximativ de două ori mai mult decât valoarea distanței dintre axa șurubului și fața tubului pătrat. Dacă structura de susținere existentă este recalculată în conformitate cu amprenta galbenă a standardului DIN 18800 partea 2, rezultatul este o siguranță de 1,0 dacă se presupune o sarcină care corespunde sarcinii aplicate în acel moment (cu trei rafale de vânt). Partea critică sunt foile perforate care transferă sarcina pe profilul gol la știftul lagărului.

2.4 Rezumat

Investigațiile au arătat că, în esență, două cauze sunt responsabile pentru daunele survenite. Unul dintre principalele motive este că descrierile deterministe ale vântului care se aplică de obicei duc la sarcini semnificativ mai mici, mai ales în cazul structurilor cu timpi de oscilație naturală foarte mici, decât procesul stocastic care acționează de fapt. Măsura în care entuziasmul provocat de detașarea bilelor de rafală de pe coșul de fum 4 (în vânturile de aproximativ vest) poate duce la excitații suplimentare nu poate fi estimat fără teste în tunelul de vânt. În calculele efectuate, a fost luată în considerare influența variațiilor mai mari (decât cele măsurate cu vânturi puternice similare și rugozitatea terenului) ale procesului de vânt stocastic subiacent.
O a doua cauză constă în executarea plăcilor tijei de ochi ale tijelor de cuplare; Siguranța împotriva îndoirii este redusă prin lungimea liberă mare a acestor foi.

3 propunere de renovare

3.1 Generalități

După cum arată calculele dinamice efectuate, tensiunile relativ mari pe tijele de cuplare apar ca urmare a vântului turbulent. Deoarece aceste forțe de cuplare trebuie introduse indirect în carcasa de beton armat a arborelui, se încearcă reducerea forțelor ca parte a calculelor de renovare. Există diverse soluții posibile pentru acest lucru. Acestea sunt discutate după efectuarea calculelor relevante.
O condiție esențială pentru selectarea conceptului de renovare a fost cerința de a putea efectua toate renovările în cantitatea de platforme existente. Pentru a evita reconstrucția costisitoare a scenei, orice vibrații care apar nu trebuie să aibă o amplitudine mai mare de 5 cm, deoarece altfel ar atinge structura scenei. A doua cerință a fost ca construcția să fie cât mai lipsită de întreținere.

3.2 Cuplare prin amortizor suplimentar

O procedură frecvent practică este de a atenua vibrațiile care apar. Aici, energia furnizată este disipată, adică distrusă, de amortizoare dimensionate corespunzător. Amplitudinile vibrațiilor sunt mult reduse. Cu toate acestea, pentru a distruge energia, trebuie să existe mișcări relative între amortizor și structură, astfel încât amortizorul să poată funcționa. Mișcarea dintre căptușeala de oțel și arborele din beton armat este utilizată ca o mișcare relativă.
Toate tipurile de amortizoare disponibile pe piață pot fi utilizate ca amortizoare suplimentare, dar la întrebarea efortului de proiectare pentru integrarea amortizoarelor trebuie răspuns diferit în funcție de sistem. Tabelul 2 prezintă principalele rezultate ale calculelor dinamice aleatorii. Un element de amortizare a fost adăugat la fiecare tijă de cuplare din model. Au fost investigate diverse combinații de parametri de amortizare pentru a determina amortizarea optimă.

Tabelul 2: Tensiune dinamică pe legăturile de cuplare cu amortizare suplimentară

.
Se pare că atunci când elementele de amortizare cu D = 800 kN sec/m sunt pornite, sistemul este netezit foarte bine pentru toate tijele de cuplare. Acest lucru se datorează parțial faptului că elementele de cuplare vâscoase au fost aranjate fără arcuri paralele, astfel încât sarcinile de impact la turație redusă pe arborele din beton armat nu pot comunica cu căptușeala. Cu toate acestea, această soluție are dezavantajul că căptușeala nu este fixată în poziția sa, astfel încât ar trebui prevăzute opriri suplimentare. În plus, există amplitudini de oscilație relativ mari, care sunt nesustenabile, având în vedere platformele existente.

3.3 Cuplarea prin arcuri și amortizoare suplimentare

Pentru a elimina dezavantajele montării plutitoare a căptușelii de oțel, s-a căutat o soluție structural simplă în care, cu ajutorul arcurilor și a amortizoarelor conectate în paralel, este forțată o centrare extinsă a căptușelii în starea de mers în gol. Dezvoltările interne sunt foarte complexe, astfel încât elementele fabricate industrial au fost căutate în cele ce urmează.
Elementele de arc de la Ringfeder s-au dovedit a fi o soluție adecvată la problema de față. Avantajele sunt prezentate pe scurt mai jos:

caracteristică liniară independentă de temperatură
nicio modificare legată de vârstă în curba caracteristică, ca și în cazul sistemelor hidraulice
capacitate mare de amortizare paralelă prin frecare a șaibelor conice cu arc
Eficient chiar dacă se spală arcurile individuale
Limitarea max. Devierea primăverii prin blocare
eficient atât pentru tensiunea de tracțiune, cât și pentru cea de compresie.
Structura relativ simplă a elementului de arc inelar asigură că există cât mai puține interferențe.

Tabelul 3: Forțe de cuplare atunci când se utilizează elemente de arc inelare, amortizare dependentă de frecvență
.
Din cauza incertitudinii în definirea valorilor de amortizare, se consideră și cazul în care amortizarea elementului de arc inelar este independent de frecvență. Presupunând același element specificat mai sus, constanta de amortizare rezultă după cum urmează:

În același timp, al doilea caz cu un arc care este de două ori mai moale cu valori de amortizare adaptate este, de asemenea, examinat aici. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 4.

Tabelul 4: Forțe de cuplare la utilizarea arcurilor inelare, amortizare independentă de frecvență

.
Se poate observa că forțele de cuplare nu sunt influențate prea mult de valorile amortizorului; dimensiunea rigidității arcului este decisivă. Acest lucru corespunde cunoașterii faptului că amortizoarele au doar un efect subordonat. În general, rezultatele se schimbă ușor doar când parametrii sistemului sunt modificați.

3.4 Testul de oboseală

Tabelul 5: Colectiv al vitezei medii orare a vântului

În Figura 3, distribuția abaterii standard în timp este reprezentată grafic pe o scară logaritmică:

Figura 3: Colectiv al varianței de acțiune a vitezei vântului

Determinarea tensiunilor maxime mari
Luați tensiunile de rezistență la oboseală admisibile pentru raportul de solicitare și grupul de solicitări B6 (colectivul Wöhler) (de exemplu, din tabelul 3 din DIN 4132. Tensiunile admise specificate acolo corespund solicitărilor tolerabile cu o probabilitate de supraviețuire de 90% .
Determinarea tensiunilor de rezistență la oboseală admisibile pentru colectivul eolian prin înmulțirea eforturilor admisibile în conformitate cu b) cu factorul 4. Pentru grupul de crestături K4 acest lucru are ca rezultat o solicitare de. Deja pentru grupul de crestături K3 există o solicitare de rezistență la oboseală admisă, o valoare care este peste tensiunile admise ale oțelului St37. În cazul unui St37, o dovadă a rezistenței la oboseală trebuie efectuată doar pentru cazul crestăturii K4.

3.5 Instruire constructivă

Dimensionarea structurii de sprijin ar trebui să se efectueze la fel pentru toate cele 3 platforme. Din acest motiv, forța maximă de cuplare pentru amortizare cu elementul de arc inelar este luată ca bază pentru sarcina de acțiune. Conform Tabelului 4, acest lucru rezultă pentru cuplarea medie la P = 160 kN. Spre deosebire de soluția anterioară, cuplarea trebuie realizată cu ajutorul a două tije de cuplare în fiecare direcție (Fig. 2). Aceasta are ca rezultat o forță maximă de cuplare de P = 160/2 = 80 kN pe tija de cuplare. Această forță stă la baza dimensionării unei biele. Elementul de arc inelar furnizat trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

forța maximă a arcului: F = 200 kN
Cursa de primăvară: s = 50 mm
Lucrări de primăvară: W = 5650 J.

În imaginea 4 din dreapta este prezentată o schiță de bază a elementului arcului inelar, imaginea 4 din stânga prezintă un model tăiat. Se poate observa că, în cazul arcului inelar, elementele inelare conice stau în contact unul cu celălalt, ceea ce duce la o amortizare ridicată în timpul mișcării datorită expansiunii. Efectul de primăvară este creat prin împingerea expansiunii - adică creșterea domeniului de aplicare - elemente inelare și astfel creșterea domeniului de aplicare, elemente individuale realizate. Prin preîncărcarea elementelor arcului (prin piulița indicată în secțiune) în cupa arcului, este posibilă transmiterea forțelor de tracțiune - până la nivelul forței de preîncărcare.


model deschis optic	Secțiunea prin oala de primăvară

Fig. 4: Element de arc cu inel de compresie

Conexiunea elementului se face cu ajutorul a 2 ochi pe o parte a cupei arcului și a unei tije push-pull pe cealaltă parte. Conexiunea dintre tija de legătură și tija pendulului este proiectată de compania Ringfeder. În cazul timpilor de livrare mai mari pentru elementul arc elastic, elementul trebuie înlocuit mai întâi cu un distanțier rigid. Se recomandă să comandați câteva elemente de arc inelare suplimentare ca rezervă de înlocuire și să le depozitați temporar pe platformele respective. La proiectarea cuplajului, trebuie respectate următoarele principii, pe lângă regulile obișnuite: