Ekspertyza RAPORT nr 1

POLITECHNIKA
GDAŃSKA
WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
GDANSK UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FACULTY OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, NIP: 584-020-35-93
Ekspertyza dokumentacji projektowej i stanu technicznego elementów zadaszenia Stadionu Śląskiego w Chorzowie w ramach zadania inwestycyjnego pn.: „Zadaszenie widowni oraz niezbędna infrastruktura techniczna Stadionu Śląskiego w Chorzowie”, RAPORT nr 1 REKOMENDACJA W ZAKRESIE ZMIAN W DOKUMENTACJI
PROJEKTOWEJ ŁĄCZNIKÓW LIN PIERŚCIENIOWYCH Z LINAMI
PROMIENIOWYMI ZADASZENIA.
Wykonano na zamówienie:
Spółdzielnia Projektowania i Usług Inwestycyjnych „Inwestprojekt‐Śląsk” lider konsorcjum Katowicach, ul. 3 Maja 18
Zespół Autorski:
dr hab. inż. Krzysztof Żółtowski prof. PG – kierujący pracami
prof. dr hab. inż. Henryk Zobel
Gdańsk 12.11.2012
Ekspertyza
Stadion Śląski w Chorzowie
str. 2
1. Podstawa opracowania
Opracowanie wykonano w ramach umowy między:
Spółdzielnią Projektowania i Usług Inwestycyjnych „Inwestprojekt‐Śląsk” z siedzibą w Katowicach, ul. 3 Maja 18, liderem konsorcjum i Politechniką Gdańską, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, 80‐233 Gdańsk, ul. Narutowicza 11/12
dotyczącej Ekspertyzy dokumentacji projektowej i stanu technicznego elementów zadaszenia Stadionu Śląskiego w Chorzowie w ramach zadania inwestycyjnego pn.: „Zadaszenie widowni oraz niezbędna infrastruktura techniczna Stadionu Śląskiego w Chorzowie”,
Celem opracowania jest sformułowanie rekomendacji dotyczącej zmian w dokumentacji projektowej łączników
Z uwagi na dobrą znajomość przedmiotu opracowania przez zainteresowane strony, pominięto opis konstrukcji
przedmiotowego łącznika.
2. Ustalenie siły na którą należy projektować łącznik
Zgodnie z EN 1993‐1‐11 (p. 6.4.3) Z a c i s k i o r a z i c h ś r o d k i z ł ą c z n e , j a k n p . w p o ł ą c z e n i a c h w i e s z a k ó w z c i ę g n e m g ł ó w n y m , w y m i a r u j e s i ę n a u m o w n ą s i ł ę o b l i c z e n i o wą o w a r t o ś c i 1 , 1 5 F k , 0 . 2 , g d z i e F k – c h a r a k t e r y s t y c z n a n o ś n o ś ć s p r ę ż y s t a c i ę g n a d o ł ą c z a n e g o , p a t r z R y s u n e k 6 . 2 . w g . EN 1 9 9 3 ‐ 1 ‐
11. 1
2
2
FEd||
FEd ⊥
1 otwór na śrubę sprężającą
2 radialna siła zacisku Fr od śrub sprężających
Rys.1
rys. 6.2: wg. EN 1993‐1‐11
Ustala się zatem obciążenie obliczeniowe pochodzące od lin radialnych lub obwodowych
(1)
F= 1.15Fk
`
Fk0,2 powinno być wyznaczone na podstawie badań. Jeżeli Fk jest nieznane proponuje się przyjąć
(2)
F= 1.15Fuk/1.5 `
Fuk - charakterystyczna siła przy zerwaniu liny wg EC3‐1‐11
© Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej , 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12
tel.: (58) 347-22-03, (58) 347-21-47, fax: (58) 347-16-70
http://www.wilis.pg.gda.pl
e-mail:[email protected]
Ekspertyza
Stadion Śląski w Chorzowie
str. 3
3. Wytyczne do projektowania łącznika
3.1. Model obliczeniowy
Model obliczeniowy to łącznik obciążony w miejscach zaczepienia lin radialnych górnych i dolnych i podparty w
miejscach oparcia lin pierścienia.
Obciążenia obliczeniowe należy ustalić jako pochodzące od lin radialnych lub obwodowych zgodnie z formułą (1) lub (2)
przyjmując wartości mniejsze.
Zaleca się wykonanie łącznika jako stalowego spawanego. Proponuje się zastosowanie blachy
60 - 100mm ze stali S355 ML/NL.
Zakotwienia lin promieniowych w nowym łączniku powinny być zaprojektowane analogicznie do zakotwień na
pierścieniach ściskanych (rys. 2).
F1
F2
Rys.2
Konstrukcja zakotwień kabli w pierścieniach i obciążenie
Oparcie lin obwodowych na łączniku może być wykonane poprzez siodła ze staliwa, ale tak aby staliwne elementy służyły
tylko jako przekazanie obciążenia na konstrukcję z blachy walcowanej. Elementy staliwne nie powinny mieć wpływu na
nośność elementu.
Zaleca się siodła o promieniu r>30 d (średnica liny zagiętej). W przypadku dobrze uzasadnionych trudności
konstrukcyjnych dopuszcza się przyjęcie mniejszego promienia gięcia (min r=20d). W każdym przypadku należy zapewnić
pokrycie strefy styku liny i siodła natryskiem cynkowym o grubości 1mm (wg 6.3.1. (3) - EN 1993‐1‐11 ) lub innym
miękkim metalem. Siodła powinny zapewniać możliwość poślizgu kabli obwodowych w początkowej fazie podnoszenia w
celu zredukowania efektów błędów wynikających ze zmiennego modułu sprężystości liny i imperfekcji geometrycznych
dotyczących między innymi przyjętych długości odcinków kabli ringu wewnętrznego.
© Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej , 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12
tel.: (58) 347-22-03, (58) 347-21-47, fax: (58) 347-16-70
http://www.wilis.pg.gda.pl
e-mail:[email protected]
Ekspertyza
Stadion Śląski w Chorzowie
str. 4
3.2. Wymiarowanie łącznika
Wymiarowanie powinno być przeprowadzone zgodnie ze standardową procedurą dla konstrukcji stalowych wg. EC 3.
4. Uwagi dodatkowe
Projekt nowych łączników będzie poddany ocenie zespołu konsultacyjnego. W ramach kontroli przeprowadzone będą
następujące obliczenia:
 Ogólna analiza nośności łącznika pod obciążeniem teoretycznym.
 Analiza lokalnych koncentracji naprężeń.
 Ocena wielkości sił poprzecznych związanych z błędami w określeniu długości kabli i modułu sprężystości.
Zespół konsultantów przeprowadzi symulację katastrofy postępującej, której w świetle EC należy uniknąć (teoretycznie
wykluczyć). Wprowadza się zatem dodatkowe kryterium projektowe polegające na zapewnieniu nośność łącznika w stanie
uplastycznienia pod obciążeniem Fp pochodzącym od lin i określonym w (3)
Fp = Fuk
(3)
W analizie dla stali S355 zaleca się przyjęcie modelu idealnie sprężysto wg rys. 3 z określeniem półki plastycznej w
zależności od przyjętej grubości blach i dokumentów pochodzenia zastosowanego materiału.
[MPa]
-400.00
s ig-u
ig-m
-300.00
-200.00
-100.00
100.00
-1.71
0.0
1.71
0.00
[o/oo]
200.00
300.00
400.00
Rys. 3 Definicja modelu idealnie sprężysto-plastycznego dla stali S355
5. Podsumowanie
Podane wytyczne i sugestie Konsultantów są materiałem wstępnym. Konsultanci oczekują od Projektanta przyjęcia
podanych wytycznych lub zaproponowania ich modyfikacji w ramach dopuszczonych przez EC.
dr hab. inż. Krzysztof Żółtowski prof. PG
prof. dr hab. inż. Henryk Zobel
© Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej , 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12
tel.: (58) 347-22-03, (58) 347-21-47, fax: (58) 347-16-70
http://www.wilis.pg.gda.pl
e-mail:[email protected]