Document 298379

Transkrypt

Document 298379
Biuro Budowlane Janusz Oleś
ul. Sobika 28, 44-200 Rybnik
tel. 886 431 409, adres e-mail: [email protected]
egz.1
Data opracowania: 30.12.2013
OKREŚLENIE STANU TECHNICZNEGO ORAZ
OBLICZENIE NOŚNOŚCI STALOWYCH BELEK
WCIĄGNIKOWYCH O Q=8T NAD MŁYNAMI
WĘGLOWYMI W BUDYNKU KOTŁOWNI
Zlecający:
EDF Polska SA oddział w Rybniku
44-207 Rybnik, ul. Podmiejska
Zlecenie nr:
6510027965/1130/RDC/2013
Lokalizacja:
Teren EDF Polska SA o. w Rybniku
Budynek kotłowni strefa między osiami B, C i D poziom ±0,00
Biuro
projektowe:
Biuro Budowlane Janusz Oleś
ul. Sobika 28, 44-200 Rybnik
Opracował:
mgr inż. Krzysztof Siodmok
nr upr. SLK/2050/PWOK/08
SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA:
OPIS TECHNICZNY ................................................................................................................................................ 3
1. Dane ogólne .............................................................................................................................................. 3
1.1.
Zlecający ......................................................................................................................................... 3
1.2.
Lokalizacja ....................................................................................................................................... 3
1.3.
Przedmiot i zakres opracowania ...................................................................................................... 3
1.4.
Cel opracowania .............................................................................................................................. 3
1.5.
Podstawa opracowania.................................................................................................................... 3
2. Opis lokalizacji belek ................................................................................................................................. 4
2.1.
Konstrukcja budynku kotłowni w obrębie młynów węglowych w poziomie ±0,00 do +10,50m ........ 4
2.2.
Konstrukcja belek wciągnikowych, oznaczenia belek ...................................................................... 5
3. Założenia obliczeniowe ............................................................................................................................. 6
4. Przyjęty system klasyfikacji belek wciągnikowych pod kątem możliwości ich dalszej eksploatacji ........... 8
4.1.
Ocena wizualna ............................................................................................................................... 8
4.2.
Ocena pomiarów geodezyjnych....................................................................................................... 8
4.3.
Ocena pod kątem wyników obliczeń statyczno-wytrzymałościowych .............................................. 8
5. Szczegółowa ocena stanu technicznego belek wciągnikowych ................................................................ 8
5.1.
Ocena wizualna belek...................................................................................................................... 8
5.2.
Analiza pomiarów geodezyjnych ................................................................................................... 10
5.3.
Obliczenia statyczno wytrzymałościowe belek wciągnikowych ..................................................... 13
5.3.1.
Obliczenia belki B41L ............................................................................................................. 14
5.3.2.
Obliczenia belki B21L ............................................................................................................. 16
5.3.3.
Obliczenia belki B31P............................................................................................................. 18
5.3.4.
Obliczenia belki B45P............................................................................................................. 20
5.3.5.
Obliczenia belki B51P............................................................................................................. 22
5.3.6.
Obliczenia belki B65L ............................................................................................................. 24
5.3.7.
Obliczenia belki B73P............................................................................................................. 26
5.3.8.
Obliczenia belki B83L ............................................................................................................. 28
6. Ocena stanu technicznego konstrukcji stropów +7.50, +8.50, +10.50m ................................................. 30
7. Wnioski końcowe .................................................................................................................................... 30
8. Zalecenia odnośnie prac remontowych ................................................................................................... 31
DOKUMENTACJA FOTOGRAFICZNA ................................................................................................................. 33
INWENTARYZACJA GEODEZYJNA BELEK WCIĄGNIKÓW............................................................................... 48
ZAŁĄCZNIKI .......................................................................................................................................................... 94
A. Uprawnienia autora opinii – mgr inż. Krzysztof Siodmok – uprawnienia do projektowania i kierowania
robotami budowlanymi w specjalności konstrukcyjno – budowlanej nr SLK/2050/PWOK/08 wraz z
przynależnością do Okręgowej Izby Samorządu Zawodowego ................................................................. 94
B. Karta katalogowa przyjętego do obliczeń wciągnika .................................................................................. 97
C. Kopia archiwalnej dokumentacji technicznej: konstrukcja stropów, przekrój .............................................. 98
2
OPIS TECHNICZNY
1.
Dane ogólne
1.1. Zlecający
EDF Polska SA oddział w Rybniku
44-207 Rybnik, ul. Podmiejska
1.2. Lokalizacja
Belki wciągnikowe zabudowane w budynku kotłowni EDF Polska SA, oddział w Rybniku – pomiędzy
osiami B, C i częściowo D, bloki 1 – 8, nad młynami węglowymi (poziom podwieszenia konstrukcji –
sufit stropu +7,50, +8,50, +10,50m).
1.3. Przedmiot i zakres opracowania
Przedmiotem opracowania jest ocena stanu technicznego stalowych belek wciągnikowych o nośności
Q=8T zlokalizowanych nad zespołami młynowymi.
Zakres opracowania obejmuje:
przegląd wizualny każdej belki wciągnikowej wraz z punktami zamocowania cięgien do tych belek i
do stropu budynku kotłowni;
wykonanie obliczeń statyczno-wytrzymałościowych;
analizę pomiarów geodezyjnych belek wciągnikowych;
ocenę stanu technicznego belek wciągnikowych na podstawie zgromadzonych materiałów i
obliczeń, wraz z opisem niezbędnych prac remontowych dla każdej z belek.
Z zakresu wyłączone są belki o numerach:
B13PL;
B32PL;
B34PL;
B71PL;
z uwagi na wcześniejszą wymianę tych belek na nowe.
1.4. Cel opracowania
Opracowanie stanowi podstawę do dopuszczenia przez UDT do dalszej eksploatacji belek
wciągnikowych zgodnie z ich przeznaczeniem, czyli do prac remontowych związanych z bieżącymi bądź
kapitalnymi remontami zespołów młynowych.
1.5. Podstawa opracowania
1.5.1. Podstawy formalne:
zlecenie właściciela obiektu;
kwalifikacje zawodowe autora opinii:
o mgr inż. Krzysztof Siodmok – uprawnienia do projektowania i kierowania robotami budowlanymi
w specjalności konstrukcyjno – budowlanej nr SLK/2050/PWOK/08;
1.5.2. Podstawy prawne:
ustawa z dnia 07.07.1994r. Prawo budowlane (wraz z późniejszymi zmianami);
ustawa z dnia 21 grudnia 2000 r. o dozorze technicznym;
aktualne normy dot. projektowana i wykonywania konstrukcji obiektów budowlanych;
o [N1]: PN-90/B-03200 „Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie”;
o [N2]: PN-86/B-02005 „Obciążenia budowli. Obciążenia suwnicami pomostowymi, wciągarkami i
wciągnikami”
3
o [N3]: PN-EN 1090-2 „Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 2: Wymagania
techniczne dotyczące konstrukcji stalowych”;
o [N4] PN-EN 10024 „Dwuteowniki stalowe z pochyloną wewnętrzną powierzchnią stopek
walcowane na gorąco – Tolerancje kształtu i wymiarów”.
1.5.3. Podstawy merytoryczne:
wizja lokalna przeprowadzona w dniu 16.11.2013r, oraz 23.11.2013r – pomiary i oględziny belek
wykonywane z użyciem podnośnika nożycowego oraz z poziomu podestów młynów węglowych;
pomiary geodezyjne belek wykonane przez firmę Zakład Usług Geodezyjnych GEOPRZEM (44200 Rybnik, ul. Podmiejska);
2.
Opis lokalizacji belek
2.1. Konstrukcja budynku kotłowni w obrębie młynów węglowych w poziomie ±0,00 do +10,50m
Słupy: stalowe, o przekrojach złożonych z dwuteowników i teowników do których zamocowane są
stalowe belki stropu +7,50, +8,50 +10,50m;
Rozstaw słupów wzdłuż osi B, C, D co 12,0m, rozstaw słupów pomiędzy osiami B-C=9,0m, a pomiędzy
C-D=6,0m.
Belki stropowe z dwuteowników normalnych I450 i I500 w rozstawie co 2,0m oraz z lokalnymi
zagęszczeniami w miejscach przejść technologicznych.
Przestrzeń międzybelkowa wypełniona jest stropem żelbetowym.
Według informacji zawartych w archiwalnej dokumentacji strop w poziomie +7,5m przygotowany jest na
obciążenie użytkowe 500kG/m2, natomiast strop w poziomie +10,50 na obciążenie 1500kG/m2. Brak
jest informacji na temat obciążenia użytkowego stropu w poziomie +8,50m.
Przestrzeń pomiędzy osią B i C poziomie „0” zajmuje ciąg komunikacyjny wraz z torem kolejowym. Przy
osi C, wzdłuż jej długości zlokalizowane są silniki elektryczne służące do napędu młynów węglowych.
Przestrzeń pomiędzy osią C i D zajmują młyny węglowe.
Miejsca w obrębie uszczelnień młyna w odległości 0,5m zaliczone jest do strefy zagrożenia wybuchem STREFA 22, przestrzeń wewnątrz młyna – STREFA 20.
Fot.1. Widok ciągu komunikacyjnego pomiędzy osiami B i C.
Po stronie lewej widok młynów i silników napędowych
młynów.
Fot.2. Oznaczenie strefy zagrożenia wybuchem w obrębie
młynów
4
2.2. Konstrukcja belek wciągnikowych, oznaczenia belek
W budynku kotłowni dla każdego z etapów zlokalizowane są po 4 bloki energetyczne, na każdy blok
przypada po 6 młynów węglowych, a na każdy młyn węglowy 2 belki wciągnikowe.
Nazewnictwo młynów węglowych: xMWy – gdzie:
x – oznacza blok energetyczny x=1…8;
y – oznacza numer młyna węglowego, y=1...6;
stąd nazewnictwo dla belek wciągnikowych: „Bxy” z dodatkowym indeksem P lub L oznaczającym belkę
leżącą po prawej lub lewej stronie młyna, patrząc od strony osi B w kierunku młyna.
Przykładowo:
młyn „1MW5” – oznacza piąty młyn zlokalizowany na pierwszym bloku;
belka „B66P” – oznacza belkę zlokalizowanym na szóstym bloku, po prawej stronie młyna nr 6;
Łącznie dla I i II etapu zabudowanych jest 48 młynów węglowych i 96 belek wciągnikowych.
Powyższe nazewnictwo jest ogólnie przyjęte na terenie obiektu i będzie stosowane w niniejszym
opracowaniu.
Belki zlokalizowane są w budynku kotłowni pomiędzy osiami B, C i częściowo pomiędzy osią C-D.
Są podwieszone przez cięgna z kątowników i rur kwadratowych lub przez blachy węzłowe do stalowej
konstrukcji stropu.
W miejscu nastawni belki są podwieszone do stropu poziom +7,50m – pomiędzy osiami B i C. poza
strefą nastawni pomiędzy osiami B i C belki podwieszone są do stropu poziom +8,50m.
Pomiędzy osiami C i D belki podwieszone są do stropu poziom +10,50m.
Belki połączone są z konstrukcją cięgien przez spawanie i przez połączenia śrubowe M20.
Fot.3. Widok połączenia belki z konstrukcją stropu przez
blachę węzłową.
Fot.4. Widok połączenia belki z konstrukcją stropu przez
cięgna z kątowników.
Wszystkie belki wciągnikowe dla ETAPU 1 – bloki 1-4 wykonane są z dwuteowników normalnych
INP300, dla ETAPU 2 – bloki 5-8 wykonane są z dwuteowników normalnych INP340 z wyjątkiem belek
B51PL, B55PL i B65PL które wykonano również z dwuteowników normalnych INP300.
Odbojniki wykonane są w formie kątowników przelotowo skręconych śrubami M20 lub/i przyspawanych
do belki wciągnikowej.
Strefa w której zlokalizowane są belki charakteryzuje się wysokim zapyleniem, niską wilgotnością, a w
poziomie stropów podwyższoną temperaturą pochodzącą od licznych instalacji technologicznych.
Belki wciągnikowe oraz konstrukcja stropu nie wykazują oznak korozji z wyjątkiem stropu w strefie
piątego i szóstego bloku.
5
Fot.5. Widok odboju.
3.
Założenia obliczeniowe
1. Do obliczeń przyjęto wciągnik firmy PODEM typ: MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (wciągnik o
niskiej zabudowie).
Parametry wciągnika:
o
o
o
o
o
Udźwig: Q=8,0t;
Masa własna: m=530kg;
Wysokość podnoszenia: H=7m;
Prędkość podnoszenia: 4m/min=0,067m/s;
Wymiary wg poniższych tabel:
6
2. Schematy statyczne przyjęto jak dla belek wieloprzęsłowych o przekroju poprzecznym
dwuteownika normalnego INP300 lub INP340, do obliczeń przyjęto stal gatunków St3
Przekrój: I 300
Y
x
X
300,0
Wymiary przekroju:
I 300 h=300,0 g=10,8 bf=125,0 t=16,1 r=10,8.
Charakterystyka geometryczna przekroju:
Jxg=9800,0 Jyg=451,0 A=69,10 ix=11,9 iy=2,6
Jw=90575,6 Jt=53,4 is=12,2.
Materiał: St3SX,St3SY,St3S,St3V,St3W. Wytrzymałość
fd=205 MPa dla g=16,1.
y
125,0
Przekrój: I 340
Y
x
X
y
340,0
Wymiary przekroju:
I 340 h=340,0 g=12,2 bf=137,0 t=18,3 r=12,2.
Charakterystyka geometryczna przekroju:
Jxg=15700,0 Jyg=674,0 A=86,80 ix=13,4 iy=2,8
Jw=174290,7 Jt=85,7 is=13,7.
Materiał: St3SX,St3SY,St3S,St3V,St3W.
Wytrzymałość fd=205 MPa dla g=18,3.
137,0
7
3. Obliczenia wytrzymałościowe wykonano zgodnie z PN-90/B-03200 „Konstrukcje stalowe.
Obliczenia statyczne i projektowanie”, z uwzględnieniem warunków pracy konstrukcji jak dla
wciągników.
4. Zgodnie z PN-86/B-02005 „Obciążenia budowli. Obciążenia suwnicami pomostowymi,
wciągarkami i wciągnikami” przyjęto następujące wartości współczynników:
a. Współczynnik dynamiczny β=1,3;
b. Współczynnik obciążenia γf=1,2;
4.
Przyjęty system klasyfikacji belek wciągnikowych pod kątem możliwości ich dalszej
eksploatacji
Przyjęto 3 podstawowe kryteria oceny belek:
ocena wizualna;
ocena pomiarów geodezyjnych;
ocena pod kątem wyników obliczeń statyczno-wytrzymałościowych;
Przyjęto, że belki przeznaczone do eksploatacji to takie, które spełniają wszystkie 3 podstawowe
kryteria oceny.
W przypadku nie spełnienia jednego z kryteriów belkę przewiduje się do remontu lub wymiany w
zależności od stopnia uszkodzenia belki.
4.1. Ocena wizualna
4.1.1. Analiza uszkodzeń mechanicznych belek w sposób osłabiający ich przekrój poprzeczny –
oględziny elementów pod katem widocznych uszkodzeń, otworów;
4.1.2. Analiza belek pod kątem jakości wykonania – oględziny pod kątem jakości wykonania belki,
sposobu jej zamocowania, jakości połączeń z cięgnami,
4.1.3. Analiza pod kątem połączenia belek z cięgnami – połączenia śrubowe i spawane;
4.1.4. Analiza sposobu zabudowy odboju;
4.2. Ocena pomiarów geodezyjnych
4.2.1. Analiza pod kątem możliwości dalszej eksploatacji belek z uwagi na ich odkształcenia poziome i
pionowe oraz zwichrzenie zgodnie z [N3] i [N4].
4.3. Ocena pod kątem wyników obliczeń statyczno-wytrzymałościowych
4.3.1. Analiza belek wciągnikowych pod kątem wymagań odnośnie nośności zgodnie z [N1] [N2] –
wykonanie obliczeń sprawdzających dla elementów konstrukcji;
5.
Szczegółowa ocena stanu technicznego belek wciągnikowych
5.1. Ocena wizualna belek
Po przeprowadzeniu oględzin belek wciągnikowych, za uszkodzone i nieprzeznaczone do eksploatacji
uznaje się następujące belki:
B11PL, B12PL, B15PL, B16,PL – belki są łączone
B22PL – uszkodzenia i otwory w półkach
B26P – uszkodzenie środnika, otwór w środniku
B53L – podcięcie przekroju
B56PL – otwory w półce górnej
B83P – podcięcie przekroju + otwór w środniku
B84L – otwór w środniku
8
Fot. 6. Belki B11PL, B12PL, B15PL, B16,PL
Fot. 7. Belka B22PL
Fot. 8. Belka B26P
Fot. 9. Belka B53L
Fot. 10. Belka B56PL
Fot. 11. Belka B83P
9
Fot. 12. Belka B83P
Fot. 13. Belka B84L
WNIOSKI Z OCENY WIZUALNEJ BELEK:
Z uwagi na uszkodzenia mechaniczne – otwory, podcięcia przekroju poprzecznego belek,
połączenia belek na długości, stwierdza się, że belki o numerach:
B11PL, B12PL, B15PL, B16,PL;
B22PL;
B26P;
B53L;
B56PL;
B83P;
B84L;
są w złym stanie technicznym i należy je wymienić.
5.2. Analiza pomiarów geodezyjnych
Analizę pomiarów geodezyjnych przeprowadzono w oparciu o zapisy zwarte w [N3] i [N4] dotyczące
wymiarów kształtu przekroju poprzecznego (zwichrzenia belki) oraz pod kątem ustawienia belki w
pionie. Deformacje belek (zwichrzenie) oraz ustawienie belki w pionie obrazują poniższe rysunki nr 1 i 2.
Rys. 1. Rysunek obrazujący wartość zwichrzenia Rys. 2. Rysunek obrazujący odchylenie belki od
belek o wartości ∆x (tabela 1, kolumny 4,5,6)
pionu o wartość ∆ na długości belki L (tabela
kolumny 7,8,9)
10
Z uwagi na istnienie na rynku wciągników mogących poruszać się po torze krzywoliniowym w planie,
pominięto sprawdzanie warunku prostoliniowości w planie.
Wyniki analizy przedstawia poniższa tabela (w tabeli nie uwzględniono belek wyłączonych z zakresu
opracowania).
Tabela 1. Analiza pomiarów geodezyjnych
wartość zwichrzenia [mm]
wg. EN 10024
lp
nr belki
przekrój belki
zmierzona dopuszczalna
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
2
B11P
B11L
B12P
B12L
B13P
B13L
B14P
B14L
B15P
B15L
B16P
B16L
B21P
B21L
B22P
B22L
B23P
B23L
B24P
B24L
B25P
B25L
B26P
B26L
B31P
B31L
B32P
B32L
B33P
B33L
B34P
B34L
B35P
B35L
B36P
B36L
B41P
B41L
B42P
B42L
B43P
B43L
3
INP300
INP300
INP300
INP300
4
13
17
14
25
5
2,50
2,50
2,50
2,50
13,0
12,0
15,0
13,0
12,0
10,0
17,0
17,0
25,0
21,0
17,0
10,0
12,0
14,0
20,0
13,0
8,0
29,0
18,0
18,0
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
12,0
5,0
2,50
2,50
19,0
18,0
9,0
17,0
18,0
19,0
14,0
28,0
30,0
8,0
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
ustawienie belki w pionie [mm]
wg. PN-EN 1090-2
wartość
zmierzone wys.
wartość
odchylenie
przekroczenia
max. względem p.
dopuszczalne przekroczenia
[∆x]
najniższego [∆]
6
7
8
9
10,5
42
15
27
14,5
47
15
32
11,5
41
15
26
22,5
42
15
27
belka wyłączona z zakresu opracowania
belka wyłączona z zakresu opracowania
10,5
105,0
15
90,0
9,5
8,0
15
ok.
12,5
31,0
15
16,0
10,5
12,0
15
ok.
9,5
4,0
15
ok.
7,5
5,0
15
ok.
14,5
15,0
15
0,0
14,5
11,0
15
ok.
22,5
17,0
15
2,0
18,5
12,0
15
ok.
14,5
47,0
15
32,0
7,5
122,0
15
107,0
9,5
4,0
15
ok.
11,5
82,0
15
67,0
17,5
71,0
15
56,0
10,5
14,0
15
ok.
5,5
41,0
15
26,0
26,5
58,0
15
43,0
15,5
23,0
15
ok.
15,5
36,0
15
21,0
belka wyłączona z zakresu opracowania
belka wyłączona z zakresu opracowania
9,5
12,0
15
ok.
2,5
44,0
15
29,0
belka wyłączona z zakresu opracowania
belka wyłączona z zakresu opracowania
16,5
12,0
15
ok.
15,5
52,0
15
37,0
6,5
37,0
15
22,0
14,5
5,0
15
ok.
15,5
26,0
15
ok.
16,5
69,0
15
54,0
11,5
39,0
15
24,0
25,5
24,0
15
9,0
27,5
44,0
15
29,0
5,5
10,0
15
ok.
11
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
B44P
B44L
B45P
B45L
B46P
B46L
B51P
B51L
B52P
B52L
B53P
B53L
B54P
B54L
B55P
B55L
20,0
17,0
7,0
6,0
8,0
22,0
40,0
12,0
10,0
10,0
8,0
45,0
30,0
18,0
6,0
3,0
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,50
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,50
2,50
17,5
14,5
4,5
3,5
5,5
19,5
37,3
9,3
7,3
7,3
5,3
42,3
27,3
15,3
3,5
0,5
152,0
29,0
21,0
22,0
33,0
38,0
55,0
120,0
36,0
34,0
24,0
9,0
44,0
16,0
9,0
12,0
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
137,0
14,0
6,0
7,0
18,0
23,0
40,0
105,0
21,0
19,0
9,0
ok.
29,0
1,0
ok.
ok.
59
B56P
5,0
2,74
2,3
27,0
15
12,0
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
B56L
B61P
B61L
B62P
B62L
B63P
B63L
B64P
B64L
B65P
B65L
B66P
B66L
B71P
B71L
B72P
B72L
B73P
B73L
B74P
B74L
B75P
B75L
B76P
B76L
B81P
B81L
B82P
B82L
B83P
B83L
B84P
B84L
B85P
B85L
B86P
14,0
17,0
20,0
3,0
16,0
22,0
13,0
11,0
19,0
8,0
11,0
12,0
13,0
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,50
2,50
2,74
2,74
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
ok.
93,0
38,0
5,0
22,0
9,0
86,0
ok.
3,0
22,0
ok.
56,0
29,0
17,0
5,0
18,0
22,0
34,0
12,0
33,0
33,0
30,0
21,0
12,0
12,0
20,0
12,0
12,0
13,0
37,0
9,0
13,0
13,0
15,0
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
2,74
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
13,0
5,0
ok.
77,0
ok.
ok.
ok.
3,0
3,0
23,0
5,0
ok.
14,0
ok.
57,0
52,0
35,0
40,0
ok.
20,0
ok.
INP340
INP300
INP340
INP300
INP340
INP340
INP340
11,3
12,0
14,3
108,0
17,3
53,0
0,3
20,0
13,3
37,0
19,3
24,0
10,3
101,0
8,3
10,0
16,3
18,0
5,5
37,0
8,5
7,0
9,3
71,0
10,3
44,0
belka wyłączona z zakresu opracowania
belka wyłączona z zakresu opracowania
14,3
28,0
2,3
20,0
15,3
8,0
19,3
92,0
31,3
15,0
9,3
9,0
30,3
5,0
30,3
18,0
27,3
18,0
18,3
38,0
9,3
20,0
9,3
13,0
17,3
29,0
9,3
14,0
9,3
72,0
10,3
67,0
34,3
50,0
6,3
55,0
10,3
10,0
10,3
35,0
12,3
8,0
12
96
B86L
20,0
2,74
17,3
36,0
15
21,0
WNIOSKI Z ANALIZY POMIARÓW GEODEZYJNYCH:
Wszystkie belki są silnie zwichrzone, wyłącznie w kilku przypadkach wartości zwichrzenia są
nieznacznie przekroczone. Dla części belek wartość dopuszczalna zwichrzenia przekroczona jest
kilkukrotnie. Belki takie nie nadają się do remontu. Prawdopodobna przyczyna zwichrzenia belek
to przeciążenie konstrukcji i niewłaściwe prowadzenie ładunku (wciągnik nie jest obciążony
pionowo, lecz ze znacznym udziałem sił poziomych). Na duże skręcenie belek ma również wpływ
układ oraz przekroje poprzeczne cięgien mocujących belki do stropu – są to przekroje o małych
momentach bezwładności, a uwzględniając ich sposób zamocowania nie stanowią one
dostatecznego zabezpieczenia belek przed zwichrzeniem.
Ponad połowa belek jest odchylona od pionu. W wielu przypadkach warunek ustawienia belki w
pionie jest przekroczony kilkukrotnie.
Z uwagi na konieczność spełnienia obydwu warunków, stwierdza się, że belki są w złym stanie
technicznym i należy je wymienić wraz z konstrukcja wsporczą.
5.3. Obliczenia statyczno wytrzymałościowe belek wciągnikowych
Poniższe obliczenia wykonano w celu sprawdzenia warunków nośności belek.
W obliczeniach nie uwzględniono osłabienia przekroju w skutek zwichrzenia.
Do sprawdzenia przyjęto belki bez uszkodzeń opisanych w punkcie 5.1. Z uwagi na niespełnienie
kryteriów podanych w p. 5.2. obliczenia sprawdzające wykonano przykładowo dla 1 belki z danego
bloku.
13
5.3.1. Obliczenia belki B41L
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
9,60
54,2 kg/mb
A
y
z
B
1,50
C
1,70
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
2,80
E
1,80
F
2,00
G
0,90
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
139,86
-14,00
59,06
6,90
F
9,42
E
42,41
42,94
26,19
G
132,98
-32,69
4,47
D
C
40,21
133,74
-33,94
133,28
-12,92
41,52
138,45
-15,71
9,93
B
A
-29,66
-22,15
143,26
-20,61
-37,03
133,86
-31,14
-38,11
-20,04
Momenty zginające My [kNm]:
2,90
4,25
3,06
-2,13
3,09
0,51 1,89
F
G
9,60
-2,37
C
0,69
E
10,27
-1,56
-1,59
0,35
D
9,60
-2,32
-2,65
10,00
-1,12
2,99
9,60
-2,52
9,60
-0,96
A
0,73
B
-2,73
9,90
-1,24
-1,44
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
300
y
16,2
10,8
y
125
14
Przekrój : I 300
Stal: St3
A = 69,0 cm2, Avy = 40,5 cm2, Avx = 32,4 cm2, tf = 16,2 mm, m = 54,2 kg/m
Jx = 9800 cm4, Jy = 451 cm4
Wx,g = 653 cm3, Wx,d = 653 cm3, Wy,g = 72,2 cm3, Wy,d = 72,2 cm3
Jω = 90800 cm6, JΤ = 61,0 cm4, ωg = 88,7 cm2, ωd = 88,7 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 385,24 kN
VRx = 481,55 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1414,50 kN
skręcanie :
BRω = 2,10 kNm2
MRx = 133,87 kNm
MRy = 14,80 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 4,65 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 4,65 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,976
momenty maksymalne Mx,max = 59,06 kNm, My,max = 4,25 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,009 + 0,452 + 0,287 = 0,748 < 1
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 4,65 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 4,65 m)
momenty obliczeniowe Mx = 59,06 kNm, My = 4,25 kNm
moment skręcający MT = 1,28 kNm
bimoment maksymalny B = 0,39 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 90,45 + 58,83 + 37,95 = 187,23 MPa < fd = 205 MPa (91,3%)
(Z5-5)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 90,45 + 58,830 + 37,95 = 187,23 MPa < fd = 205 MPa (91,3%)
(Z5-6)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 4,65 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 4,65 m)
moment obliczeniowy Mx = 59,06 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 90,45 + 354,51 = 444,95 MPa > fd= 205 MPa (217,1% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 709,02 MPa > fd= 205 MPa (345,9% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 3,20 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 3,24 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 132,66 kN
Vy,max / VRy = 0,344 < 1
(53)
przekrój z = 1,50 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 1,51 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = 9,55 kN
Vx,max / VRx = 0,020 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 128,79 kN < Vo = 0,6·VRy = 231,14 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,27| kN < Vo = 0,6·VRx = 288,93 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 4,62 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 4,65 m) → fky,max = 1,14 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = lo / 400 = 7,00 mm
fky,max = 1,14 mm < fy,gr = 7,00 mm (16,3%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 4,62 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 4,65 m) → fkx,max = 1,77 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = lo / 600 = 4,67 mm
fkx,max = 1,77 mm < fx,gr = 4,67 mm (38,0%)
15
5.3.2. Obliczenia belki B21L
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
A
y
z
B
C
2,00
1,90
9,60
54,2 kg/mb
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
1,90
1
E
2,30
1,00
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-133,20
8,97
C
44,50
D
38,51
61,56
E
1
208,82
-6,50
44,00
133,78
-27,77
5,12
B
54,32
135,59
-15,76
133,37
-9,24
A
-34,47
-22,14
137,67
-99,20
-28,24
Momenty zginające My [kNm]:
-9,60
-2,47
2,80
D
4,44
E
1
14,99
-0,56
3,21
9,86
-7,25
-1,59
0,66
C
9,59
-2,08
3,17
9,70
-1,23
3,91
9,60
-0,70
A
-2,02
0,39
B
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
300
y
16,2
10,8
y
125
Przekrój : I 300
Stal: St3
A = 69,0 cm2, Avy = 40,5 cm2, Avx = 32,4 cm2, tf = 16,2 mm, m = 54,2 kg/m
16
Jx = 9800 cm4, Jy = 451 cm4
Wx,g = 653 cm3, Wx,d = 653 cm3, Wy,g = 72,2 cm3, Wy,d = 72,2 cm3
Jω = 90800 cm6, JΤ = 61,0 cm4, ωg = 88,7 cm2, ωd = 88,7 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
VRy = 385,24 kN
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
dla Vx → klasa przekroju 1
VRx = 481,55 kN
rozciąganie :
NRt = 1414,50 kN
skręcanie :
BRω = 2,10 kNm2
MRx = 133,87 kNm
MRy = 14,80 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,10 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,987
momenty maksymalne Mx,max = -133,20 kNm, My,max = -9,60 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,009 + 1,008 + 0,649 = 1,665 > 1
(!!!)
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,10 m)
momenty obliczeniowe Mx = -133,20 kNm, My = -9,60 kNm
moment skręcający MT = 1,28 kNm
bimoment maksymalny B = 0,37 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 203,99 + 132,96 + 35,84 = 372,79 MPa > fd= 205 MPa (181,8% )
(Z5-5)
(!!!)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 203,99 + 132,964 + 35,84 = 372,79 MPa > fd= 205 MPa (181,8% )
(Z5-6)
(!!!)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 7,17 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,17 m)
moment obliczeniowy Mx = 61,56 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 94,27 + 354,51 = 448,78 MPa > fd= 205 MPa (218,9% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 709,02 MPa > fd= 205 MPa (345,9% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,18 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,49 kN
Vy,max / VRy = 0,347 < 1
(53)
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,01 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = 9,60 kN
Vx,max / VRx = 0,020 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 131,39 kN < Vo = 0,6·VRy = 231,14 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,44| kN < Vo = 0,6·VRx = 288,93 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 9,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,10 m) → fky,max = 5,45 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = 2·lo / 400 = 5,00 mm
fky,max = 5,45 mm > fy,gr= 5,00 mm (109,1% )
(!!!)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 9,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,10 m) → fkx,max = 8,55 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = 2·lo / 600 = 3,33 mm
fkx,max = 8,55 mm > fx,gr= 3,33 mm (256,6% )
(!!!)
17
5.3.3. Obliczenia belki B31P
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
54,2 kg/mb
0
y
A
0,80
z
B
1,10
C
1,90
D
9,60
E
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
2,50
2,10
F
1,50
G
1,90
H
0,80
I
0,50
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-106,52
-29,99
6,16
C
4,93
D
9,09
E
6,70
F
5,7218,929,19
G
H13,86
I
47,04
35,61
39,57
-11,26
134,93
-66,97
133,08
-22,37
54,55
155,42
-20,06
-21,99
134,19
-27,08
-28,00
136,74
-25,39
-30,32
135,03
-11,05
42,72
137,01
-128,83
249,61
-23,08
A
B
31,35 20,99
-32,15
136,44
-14,09
-26,44
0
Momenty zginające My [kNm]:
0,67
E
-1,58
0,49
F
2,57
-2,16
2,85
-0,81
0,421,37 0,66
1,00
G
H
I
9,73
-4,85
9,60
-1,63
-2,01
3,39
9,62
-2,03
0,38
D
11,15
-1,52
-2,17
3,93
9,76
-1,12
9,85
-9,35
17,96
-1,73
A
0,46
C
3,08
9,81
-1,90
-2,30
-1,90
2,27 1,52
B
9,65
-0,90
-7,68
0
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
300
y
16,2
10,8
y
125
Przekrój : I 300
Stal: St3
A = 69,0 cm2, Avy = 40,5 cm2, Avx = 32,4 cm2, tf = 16,2 mm, m = 54,2 kg/m
4
Jx = 9800 cm , Jy = 451 cm4
Wx,g = 653 cm3, Wx,d = 653 cm3, Wy,g = 72,2 cm3, Wy,d = 72,2 cm3
18
Jω = 90800 cm6, JΤ = 61,0 cm4, ωg = 88,7 cm2, ωd = 88,7 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 385,24 kN
VRx = 481,55 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1414,50 kN
skręcanie :
BRω = 2,10 kNm2
MRx = 133,87 kNm
MRy = 14,80 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 0,80 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,999
momenty maksymalne Mx,max = -106,52 kNm, My,max = -7,68 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,009 + 0,796 + 0,519 = 1,324 > 1
(!!!)
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 0,80 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m)
momenty obliczeniowe Mx = -106,52 kNm, My = -7,68 kNm
moment skręcający MT = 1,28 kNm
bimoment maksymalny B = 0,34 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 163,12 + 106,37 + 33,35 = 302,84 MPa > fd= 205 MPa (147,7% )
(Z5-5)
(!!!)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 163,12 + 106,371 + 33,35 = 302,84 MPa > fd= 205 MPa (147,7% )
(Z5-6)
(!!!)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 5,03 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 5,03 m)
moment obliczeniowy Mx = 54,55 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 83,53 + 354,51 = 438,04 MPa > fd= 205 MPa (213,7% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 709,02 MPa > fd= 205 MPa (345,9% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 0,80 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,66 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,38 kN
Vy,max / VRy = 0,346 < 1
(53)
przekrój z = 0,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = |-9,60| kN
Vx,max / VRx = 0,020 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 133,38 kN < Vo = 0,6·VRy = 231,14 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,60| kN < Vo = 0,6·VRx = 288,93 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 0,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m) → fky,max = 2,11 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = 2·lo / 400 = 4,00 mm
fky,max = 2,11 mm < fy,gr = 4,00 mm (52,7%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 0,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m) → fkx,max = 3,31 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = 2·lo / 600 = 2,67 mm
fkx,max = 3,31 mm > fx,gr= 2,67 mm (124,0% )
(!!!)
19
5.3.4. Obliczenia belki B45P
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
A
y
z
B
C
1,90
1,90
9,60
54,2 kg/mb
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
1,80
E
2,20
F
1,20
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
5,27
D
51,84
43,56
41,70
E
47,35
F
34,46
133,10
-24,76
6,98
C
-30,13
137,91
-15,20
4,77
B
134,67
-17,48
-26,26
133,81
-21,69
-22,37
135,00
-14,50
133,35
-10,01
A
-26,31
Momenty zginające My [kNm]:
9,59
-1,64
3,14
3,01
-2,16
3,41
E
2,49
F
9,60
-1,80
0,40
D
9,88
-1,18
-1,88
0,51
C
9,64
-1,35
-1,61
0,36
B
9,66
-1,14
3,73
9,60
-0,75
A
-1,88
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
300
y
16,2
10,8
y
125
Przekrój : I 300
Stal: St3
A = 69,0 cm2, Avy = 40,5 cm2, Avx = 32,4 cm2, tf = 16,2 mm, m = 54,2 kg/m
Jx = 9800 cm4, Jy = 451 cm4
20
Wx,g = 653 cm3, Wx,d = 653 cm3, Wy,g = 72,2 cm3, Wy,d = 72,2 cm3
Jω = 90800 cm6, JΤ = 61,0 cm4, ωg = 88,7 cm2, ωd = 88,7 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 385,24 kN
VRx = 481,55 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1414,50 kN
skręcanie :
BRω = 2,10 kNm2
MRx = 133,87 kNm
MRy = 14,80 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 0,82 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,82 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,995
momenty maksymalne Mx,max = 51,84 kNm, My,max = 3,73 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,009 + 0,389 + 0,252 = 0,650 < 1
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 0,82 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,82 m)
momenty obliczeniowe Mx = 51,84 kNm, My = 3,73 kNm
moment skręcający MT = 1,28 kNm
bimoment maksymalny B = 0,36 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 79,39 + 51,70 + 35,35 = 166,44 MPa < fd = 205 MPa (81,2%)
(Z5-5)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 79,39 + 51,703 + 35,35 = 166,44 MPa < fd = 205 MPa (81,2%)
(Z5-6)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 0,82 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,82 m)
moment obliczeniowy Mx = 51,84 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 79,39 + 354,51 = 433,90 MPa > fd= 205 MPa (211,7% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 709,02 MPa > fd= 205 MPa (345,9% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 1,90 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 1,91 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,08 kN
Vy,max / VRy = 0,345 < 1
(53)
przekrój z = 1,90 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 1,91 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = 9,57 kN
Vx,max / VRx = 0,020 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 130,74 kN < Vo = 0,6·VRy = 231,14 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,39| kN < Vo = 0,6·VRx = 288,93 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 0,90 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,91 m) → fky,max = 0,56 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = lo / 400 = 4,75 mm
fky,max = 0,56 mm < fy,gr = 4,75 mm (11,7%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 0,90 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,91 m) → fkx,max = 0,87 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = lo / 600 = 3,17 mm
fkx,max = 0,87 mm < fx,gr = 3,17 mm (27,5%)
21
5.3.5. Obliczenia belki B51P
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
0
y
A
B
0,70
z
2,00
C
1,90
9,60
68,0 kg/mb
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
1,80
1
E
2,60
1,10
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-146,64
-93,22
25,27
B
D
45,29
43,80
68,65
E
1
208,49
-4,10
-41,75
10,58
C
142,18
-104,04
-22,26
135,85
-74,84
54,28
-28,33
134,15
-34,80
A
193,40
-8,44
0
Momenty zginające My [kNm]:
9,70
-5,52
3,16
-10,56
-2,99
3,29
D
4,94
E
1
14,93
-0,43
1,84
B
3,91
-1,60
0,78
C
10,15
-7,63
0,00
A
13,88
-0,70
0
-2,03
9,60
-2,60
-6,72
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
340
y
18,3
12,2
y
137
22
Przekrój : I 340
Stal: St3
A = 86,7 cm2, Avy = 50,1 cm2, Avx = 41,5 cm2, tf = 18,3 mm, m = 68,0 kg/m
Jx = 15700 cm4, Jy = 674 cm4
Wx,g = 923 cm3, Wx,d = 923 cm3, Wy,g = 98,4 cm3, Wy,d = 98,4 cm3
Jω = 174000 cm6, JΤ = 97,4 cm4, ωg = 110 cm2, ωd = 110 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 493,20 kN
VRx = 596,19 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1777,35 kN
skręcanie :
BRω = 3,24 kNm2
MRx = 189,22 kNm
MRy = 20,17 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 9,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 10,10 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,985
momenty maksymalne Mx,max = -146,64 kNm, My,max = -10,56 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,007 + 0,786 + 0,523 = 1,317 > 1
(!!!)
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 9,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 10,10 m)
momenty obliczeniowe Mx = -146,64 kNm, My = -10,56 kNm
moment skręcający MT = 1,46 kNm
bimoment maksymalny B = 0,46 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 158,88 + 107,32 + 28,88 = 295,08 MPa > fd= 205 MPa (143,9% )
(Z5-5)
(!!!)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 158,88 + 107,317 + 28,88 = 295,08 MPa > fd= 205 MPa (143,9% )
(Z5-6)
(!!!)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 7,96 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,96 m)
moment obliczeniowy Mx = 68,65 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 74,38 + 277,81 = 352,20 MPa > fd= 205 MPa (171,8% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 555,63 MPa > fd= 205 MPa (271,0% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 9,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,08 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,72 kN
Vy,max / VRy = 0,271 < 1
(53)
przekrój z = 0,00 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 0,00 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = |-9,60| kN
Vx,max / VRx = 0,016 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 133,42 kN < Vo = 0,6·VRy = 295,92 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,60| kN < Vo = 0,6·VRx = 357,71 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 10,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 10,10 m) → fky,max = 4,58 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = 2·lo / 400 = 5,50 mm
fky,max = 4,58 mm < fy,gr = 5,50 mm (83,2%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 10,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 10,10 m) → fkx,max = 7,69 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = 2·lo / 600 = 3,67 mm
fkx,max = 7,69 mm > fx,gr= 3,67 mm (209,8% )
(!!!)
23
5.3.6. Obliczenia belki B65L
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
0
y
z
A
0,40
B
C
2,00
1,90
9,60
54,2 kg/mb
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
1,70
1
E
2,40
1,40
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-186,65
-38,05
9,42
C
D
57,33
63,38
E
1
236,09
-4,47
43,56
140,76
-142,80
-22,88
14,39
B
135,60
-42,44
54,22
167,53
-8,86
A
-28,34
134,10
-33,18
-53,21
0
Momenty zginające My [kNm]:
-13,44
9,70
-3,16
3,14
-2,74
4,15
D
4,58
E
1
16,93
-0,45
3,90
-1,64
0,69
C
10,09
-10,39
-2,03
1,06
B
9,61
-2,47
-3,84
0,00
A
12,05
-0,69
0
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
300
y
16,2
10,8
y
125
24
Przekrój : I 300
Stal: St3
A = 69,0 cm2, Avy = 40,5 cm2, Avx = 32,4 cm2, tf = 16,2 mm, m = 54,2 kg/m
4
Jx = 9800 cm , Jy = 451 cm4
Wx,g = 653 cm3, Wx,d = 653 cm3, Wy,g = 72,2 cm3, Wy,d = 72,2 cm3
Jω = 90800 cm6, JΤ = 61,0 cm4, ωg = 88,7 cm2, ωd = 88,7 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
VRy = 385,24 kN
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
dla Vx → klasa przekroju 1
VRx = 481,55 kN
rozciąganie :
NRt = 1414,50 kN
skręcanie :
BRω = 2,10 kNm2
MRx = 133,87 kNm
MRy = 14,80 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 8,40 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,985
momenty maksymalne Mx,max = -186,65 kNm, My,max = -13,44 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,009 + 1,416 + 0,908 = 2,332 > 1
(!!!)
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 8,40 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m)
momenty obliczeniowe Mx = -186,65 kNm, My = -13,44 kNm
moment skręcający MT = 1,28 kNm
bimoment maksymalny B = 0,39 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 285,83 + 186,15 + 37,95 = 509,93 MPa > fd= 205 MPa (248,7% )
(Z5-5)
(!!!)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 285,83 + 186,150 + 37,95 = 509,93 MPa > fd= 205 MPa (248,7% )
(Z5-6)
(!!!)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 7,42 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,42 m)
moment obliczeniowy Mx = 63,38 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 97,06 + 354,51 = 451,57 MPa > fd= 205 MPa (220,3% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 709,02 MPa > fd= 205 MPa (345,9% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 8,40 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,73 kN
Vy,max / VRy = 0,347 < 1
(53)
przekrój z = 8,40 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = 9,60 kN
Vx,max / VRx = 0,020 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 133,14 kN < Vo = 0,6·VRy = 231,14 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,60| kN < Vo = 0,6·VRx = 288,93 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 9,80 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m) → fky,max = 12,38 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = 2·lo / 400 = 7,00 mm
fky,max = 12,38 mm > fy,gr= 7,00 mm (176,8% )
(!!!)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 9,80 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 9,80 m) → fkx,max = 19,39 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = 2·lo / 600 = 4,67 mm
fkx,max = 19,39 mm > fx,gr= 4,67 mm (415,4% )
(!!!)
25
5.3.7. Obliczenia belki B73P
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
A
y
z
B
9,60
68,0 kg/mb
C
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
2,00
3,40
D
3,50
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-50,17
14,99
B
C
76,17
137,38
-6,03
57,31
138,07
-24,68
133,39
-22,77
A
D
95,37
133,92
-8,63
-47,00
Momenty zginające My [kNm]:
-3,55
C
9,71
-0,65
5,48
9,82
-1,93
4,13
9,60
-1,68
A
1,12
B
6,84
D
9,60
-0,70
-3,36
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
340
y
18,3
12,2
y
137
26
Przekrój : I 340
Stal: St3
A = 86,7 cm2, Avy = 50,1 cm2, Avx = 41,5 cm2, tf = 18,3 mm, m = 68,0 kg/m
Jx = 15700 cm4, Jy = 674 cm4
Wx,g = 923 cm3, Wx,d = 923 cm3, Wy,g = 98,4 cm3, Wy,d = 98,4 cm3
Jω = 174000 cm6, JΤ = 97,4 cm4, ωg = 110 cm2, ωd = 110 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 493,20 kN
VRx = 596,19 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1777,35 kN
skręcanie :
BRω = 3,24 kNm2
MRx = 189,22 kNm
MRy = 20,17 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 7,37 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,37 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,961
momenty maksymalne Mx,max = 95,37 kNm, My,max = 6,84 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,007 + 0,525 + 0,339 = 0,870 < 1
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 7,37 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,37 m)
momenty obliczeniowe Mx = 95,37 kNm, My = 6,84 kNm
moment skręcający MT = 1,46 kNm
bimoment maksymalny B = 0,49 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 103,33 + 69,51 + 30,86 = 203,70 MPa < fd = 205 MPa (99,4%)
(Z5-5)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 103,33 + 69,508 + 30,86 = 203,70 MPa < fd = 205 MPa (99,4%)
(Z5-6)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 7,37 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,37 m)
moment obliczeniowy Mx = 95,37 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 103,33 + 277,81 = 381,14 MPa > fd= 205 MPa (185,9% )
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 555,63 MPa > fd= 205 MPa (271,0% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 5,40 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 5,39 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 134,12 kN
Vy,max / VRy = 0,272 < 1
(53)
przekrój z = 5,39 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 5,39 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = |-9,59| kN
Vx,max / VRx = 0,016 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 133,00 kN < Vo = 0,6·VRy = 295,92 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,54| kN < Vo = 0,6·VRx = 357,71 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 7,28 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,28 m) → fky,max = 2,17 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = lo / 400 = 8,75 mm
fky,max = 2,17 mm < fy,gr = 8,75 mm (24,7%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 7,28 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,28 m) → fkx,max = 3,61 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = lo / 600 = 5,83 mm
fkx,max = 3,61 mm < fx,gr = 5,83 mm (61,9%)
(!!!)
27
5.3.8. Obliczenia belki B83L
132,91
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
0
y
A
z 0,30
B
C
1,50
1,50
9,60
68,0 kg/mb
D
MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5
8,0t
1,60
1
E
2,30
0,90
Charakterystyka wciągnika MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 (producent: PODEM)
- udźwig: Q = 8,0 T
- grupa natężenia pracy: A8
- masa własna: m = 530,0 kg
- napęd elektryczny
- dwie pary kół (jeden zestaw)
Zasięg pracy od 0,00 m od lewego końca belki do 0,00 m od prawego końca belki
Siły oddziaływania wciągnika wg PN-86/B-02005:
- współczynnik obciążenia γf = 1,20
- siła pionowa
współczynnik dynamiczny β = 1,30
PV,k = (m+Q)·β = 110,76 kN, PV = PV,k·γf = 132,91 kN
- siła pozioma prostopadła do toru:
PHp,k = 0,1·Q = 8,00 kN, PHp = PHp,k·γf = 9,60 kN
- siła pozioma równoległa do toru, od wciągnika:
Hr,k = 0,12·(m+Q) = 10,22 kN, Hr = Hr,k·γf = 12,27 kN
Założenia obliczeniowe:
- brak stężeń bocznych na długości przęseł belki;
- średni współczynnik obciążenia dla obciążeń stałych γf = 1,15
- współczynnik obciążenia dla ciężaru własnego belki γf = 1,10
WYNIKI OBLICZEŃ STATYCZNYCH
Momenty zginające Mx [kNm]:
-119,92
9,99
C
34,81
-37,03
37,66
D
37,11
60,74
E
1
202,68
-4,34
-19,62
10,48
B
142,22
-96,52
40,81
-20,65
134,93
-41,36
A
167,27
-9,92
0
134,12
-36,70
-39,91
Momenty zginające My [kNm]:
9,66
-3,08
2,51
-8,64
-2,65
2,72
2,70
D
4,37
E
1
14,53
-0,42
2,94
-1,41
0,73
C
9,62
-2,72
0,00
A
12,03
-0,77
0
-1,48
0,77
B
10,16
-7,08
-2,88
WYNIKI OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH
WYMIAROWANIE WG PN-90/B-03200
x
x
340
y
18,3
12,2
y
137
Przekrój : I 340
Stal:
St3
28
A = 86,7 cm2, Avy = 50,1 cm2, Avx = 41,5 cm2, tf = 18,3 mm, m = 68,0 kg/m
Jx = 15700 cm4, Jy = 674 cm4
Wx,g = 923 cm3, Wx,d = 923 cm3, Wy,g = 98,4 cm3, Wy,d = 98,4 cm3
Jω = 174000 cm6, JΤ = 97,4 cm4, ωg = 110 cm2, ωd = 110 cm2
Nośności obliczeniowe przekroju:
zginanie : dla Mx → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
dla My → klasa przekroju 1 (αp = 1,000)
ścinanie : dla Vy → klasa przekroju 1
VRy = 493,20 kN
VRx = 596,19 kN
dla Vx → klasa przekroju 1
rozciąganie :
NRt = 1777,35 kN
skręcanie :
BRω = 3,24 kNm2
MRx = 189,22 kNm
MRy = 20,17 kNm
Belka
Nośność na dwukierunkowe zginanie
przekrój z = 7,20 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,10 m)
współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,990
momenty maksymalne Mx,max = -119,92 kNm, My,max = -8,64 kNm
siła osiowa Nt = Hr = 12,27 kN
Nt / NRt + Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,007 + 0,640 + 0,428 = 1,075 > 1
(!!!)
(54)
Dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania
przekrój z = 7,20 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,10 m)
momenty obliczeniowe Mx = -119,92 kNm, My = -8,64 kNm
moment skręcający MT = 1,46 kNm
bimoment maksymalny B = 0,43 kNm2
- naprężenia w pasie górnym
Mx / Wx,g + My / Wy,g + B·ωg / Iω = 129,92 + 87,80 + 27,12 = 244,85 MPa > fd= 205 MPa (119,4% )
(Z5-5)
(!!!)
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + My / Wy,d + B·ωd / Iω = 129,92 + 87,805 + 27,12 = 244,85 MPa > fd= 205 MPa (119,4% )
(Z5-6)
(!!!)
Zginanie globalne i lokalne pasa dolnego
przekrój z = 6,22 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 6,22 m)
moment obliczeniowy Mx = 60,74 kNm
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
Mx / Wx,d + 1,4·P / tf2 = 65,81 + 277,81 = 343,62 MPa > fd= 205 MPa (167,6% )
(!!!)
(Z5-7)
Zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki
siła skupiona przekazywana przez parę kół P = 132,91/2 = 66,45 kN
- naprężenia w pasie dolnym
2·[1,4·P / tf2 ] = 555,63 MPa > fd= 205 MPa (271,0% )
(!!!)
Nośność na ścinanie
przekrój z = 7,20 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,02 m)
maksymalna siła poprzeczna Vy,max = 133,57 kN
Vy,max / VRy = 0,271 < 1
(53)
przekrój z = 7,20 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 7,94 m)
Siła obliczeniowa Vx,max = 9,60 kN
Vx,max / VRx = 0,016 < 1
(53)
Nośność na zginanie ze ścinaniem
Vy,max = 133,13 kN < Vo = 0,6·VRy = 295,92 kN → warunek niemiarodajny
Vx,max = |-9,60| kN < Vo = 0,6·VRx = 357,71 kN → warunek niemiarodajny
Stan graniczny użytkowania
Ugięcie pionowe:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,10 m) → fky,max = 2,64 mm
- ugięcie graniczne fy,gr = 2·lo / 400 = 4,50 mm
fky,max = 2,64 mm < fy,gr = 4,50 mm (58,7%)
Ugięcie poziome:
- ugięcie maksymalne
przekrój z = 8,10 m (wciągnik MT520 H7 V1 4/1 MEK 20/5 w położeniu 8,10 m) → fkx,max = 4,44 mm
- ugięcie graniczne fx,gr = 2·lo / 600 = 3,00 mm
fkx,max = 4,44 mm > fx,gr= 3,00 mm (148,0% )
(!!!)
29
WNIOSKI Z ANALIZY OBLICZEŃ STATYCZNO WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH:
Stwierdza się, że wszystkie belki nie spełniają warunku stanu granicznego nośności – ich
ponowne obciążenie może w każdej chwili doprowadzić do awarii konstrukcji.
Belki należy wymienić wraz z konstrukcją wsporczą.
6.
Ocena stanu technicznego konstrukcji stropów +7.50, +8.50, +10.50m
Stwierdza się, że konstrukcja stropów w poziomach +7,50, +8,50 oraz +10,50 pomiędzy osiami B-C-D w
strefie bloków nr 1, 2, 3, 4, 7, 8 jest w dobrym stanie technicznym. Nie jest konieczne przeprowadzanie
prac remontowych z uwagi na uszkodzenia stropów w części żelbetowej i stalowej.
Stwierdza się, że konstrukcja stropu w strefie bloków 5 i 6 jest w licznych miejscach skorodowana i
konieczne jest przeprowadzenie prac remontowych mających na celu usuniecie korozji elementów
konstrukcji stropu.
7.
Wnioski końcowe
1. Stwierdza się, że belki nie są dostosowane do przeniesienia ładunku o masie Q=8T.
Belki wciągnikowe analizowano zgodnie z poniższym algorytmem.
Rys. 3. Algorytm oceny belek
Po analizie wizualnej opisanej w p. 5.1. zakwestionowano 16 belek, natomiast po
przeanalizowaniu pomiarów geodezyjnych opisanych w p. 5.2. stwierdzono, że wszystkie
belki są zwichrzone lub są niewłaściwie zamocowanie w pionie i nie nadają się do
ponownej eksploatacji.
30
2.
3.
4.
5.
6.
Stąd wykonywanie obliczeń statycznych w p.5.3. wykonano wyłącznie dla przykładowych
pojedynczych belek w danym bloku.
Stwierdza się, że wszystkie belki wciągnikowe są w złym stanie technicznym na skutek
uszkodzeń mechanicznych, zwichrzenia przekroju, usytuowania belki w pionie czy
przekroczenia stanów granicznych nośności.
Dla wszystkich obliczonych belek w p. 5.3 są przekroczone warunki normowe dotyczące:
- nośności na dwukierunkowe zginanie,
- dwukierunkowe zginanie z uwzględnieniem wpływu skręcania,
- zginanie globalne i lokalne pasa dolnego,
- zginanie lokalne pasa dolnego na końcu belki,
W wielu przypadkach wartości przekroczone są dwukrotnie!
W wielu obliczonych przypadkach przekroczone są również dopuszczalne ugięcia belek.
Nieprzekroczone są wyłącznie nośności belek na ścinanie.
Obliczenia potwierdzają zły stan techniczny belek i ich niedostosowanie do przeniesienia
ładunków o masie Q=8t dla belek o przekroju INP300 i INP340.
Stwierdza się, że ponowne obciążenie tak zdeformowanych belek może doprowadzić do
awarii konstrukcji, a w konsekwencji zerwania ładunku;
Wiele belek jest uszkodzonych mechanicznie – w belkach są wykonane otwory w
półkach i w środniku belki, w części belek dokonano podcięć sięgających ¾ wysokości
przekroju poprzecznego; uszkodzenia takie prowadzą do znacznego obniżenia nośności
belki;
Wszystkie belki są silnie zwichrzone. Dla części belek wartość dopuszczalna zwichrzenia
przekroczona jest kilkukrotnie. Belki takie nie nadają się do remontu.
Na duże skręcenie belek ma również wpływ układ oraz przekroje poprzeczne cięgien
mocujących belki do stropu – są to przekroje o małych momentach bezwładności, a
uwzględniając ich sposób zamocowania nie stanowią one dostatecznego zabezpieczenia
belek przed zwichrzeniem. Stąd w punktach podparcia powstają dodatkowe naprężenia
wynikające z sił powodujących obrót belki – jej zwichrzenie, w związku z tym stwierdza
się konieczność wymiany całości konstrukcji wsporczych belek wciągnikowych.
Stwierdza się, że wszystkie belki należy wymienić wraz z ich konstrukcjami wsporczymi.
7. W obrębie bloków 5 i 6 pomiędzy osiami B i C występują liczne ogniska korozji stalowej
konstrukcji stropu oraz blach trapezowych w części płyt stropowych.
8.
Zalecenia odnośnie prac remontowych
1. Z uwagi na specyfikę pracy belek – belki pracują w parach (belka prawa i lewa dla
danego młyna), a wciągniki podnoszą elementy młyna równocześnie, stąd zaleca się
przewidzenie na etapie projektu, aby tory tych belek były do siebie równoległe
począwszy od miejsca zaczepienia ładunku w obrębie młyna do miejsca złożenia
ładunku na środek transportowy; brak równoległości prowadzi do powstawania
dodatkowych sił w przekroju belki w trakcie transportu elementu, a co za tym idzie do
powstawania dodatkowych naprężeń; brak prostoliniowości w kierunku pionowym i
poziomym może mieć negatywny wpływ na konstrukcję belek, wciągnik jak również na
bezpieczeństwo pracy przy remoncie elementów młyna wynikające z dodatkowych
utrudnień we właściwym prowadzeniu ładunku.
2. Z uwagi na ograniczona przestrzeń pomiędzy najwyżej położonym elementem młyna, a
skrajnią haka wciągnika zaleca się projektowanie wciągników w wersjach „niskiej
zabudowy” (analogicznie jak wciągnik przyjęty do obliczeń w niniejszym opracowaniu)
lub belek o przekrojach dwuteowych szerokostopowych np.: typu HEB, HEA.
31
3. Przyjęty do obliczeń wciągnik jest dobrany przykładowo – na etapie projektu należy
każdorazowo dobrać odpowiedni wciągnik.
4. Wszystkie belki wciągnikowe należy pomalować w kolorze żółtym i oznaczyć ich
dopuszczalne obciążenie oraz numer zgodnie z istniejącą numeracją belek.
5. Zaleca się wykonanie niezbędnych prac antykorozyjnych w poziomie sufitu stropu w
obrębie bloków 5 i 6 pomiędzy osiami B i C z uwagi na liczne ogniska korozji obejmujące
stalowe belki oraz blachy trapezowe konstrukcji płyty stropowej. Zakres prac powinien
uwzględniać:
a. uszczelnienie bądź naprawę przepustów instalacyjnych;
b. oczyszczenie skorodowanych elementów konstrukcji wraz z odtworzeniem
antykorozyjnych powłok malarskich;
6. W trakcie remontu belek należy zwrócić szczególną uwagę na prace niebezpieczne pod
względem pożarowym.
32
DOKUMENTACJA FOTOGRAFICZNA
Widok korozji stropu w obrębie bloków 5 i 6 pomiędzy osiami B i C
Widok korozji stropu w obrębie bloków 5 i 6 pomiędzy osiami B i C
Widok korozji stropu w obrębie bloków 5 i 6 pomiędzy osiami B i C
33
Belki B11PL
Belki B12PL
Belki B14PL
34
Belki B15PL
Belki B16PL
Belki B21PL
35
Belki B22PL
Belki B23PL
Belki B24PL
36
Belki B25PL
Belki B26PL
Belki B31PL
37
Belki B33PL
Belki B35PL
Belki B36PL
38
Belki B41PL
Belki B42PL
Belki B43PL
39
Belki B44PL
Belki B45PL
Belki B46PL
40
Belki B51PL
Belki B52PL
Belki B53PL
41
Belki B54PL
Belki B55PL
Belki B56PL
42
Belki B61PL
Belki B62PL
Belki B63PL
43
Belki B72PL
Belki B73PL
Belki B74PL
44
Belki B75PL
Belki B76PL
Belki B81PL
45
Belki B82PL
Belki B83PL
Belki B84PL
46
Belki B85PL
Belki B86PL
47
INWENTARYZACJA GEODEZYJNA BELEK WCIĄGNIKÓW
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
ZAŁĄCZNIKI
94
95
96
97

Podobne dokumenty