Kominy I Podział:
1) Pod względem wysokości:
Niskie , H<=40m/ Średnio wysokie , 40<H<=100m/Wysokie , 100-250m/Bardzo wysokie , powyżej 250m
2) Pod względem odprowadzanych gazów:
- Gorące , kominy spalinowe oraz wentylacyjne odprowadzające gazy o podwyższonej temperaturze
- Zimne , wentylacyjne odprowadzające gazy o temp <70 stopni
3) Ze względu na konstrukcję można wyróżnić:
a) Kominy wolno stojące jedno- lub wieloprzewodowe.
Stosuje się gdy H/D zawiera się w przedziale 20-50. Zwykle o wysokości 40-50m, najczęściej jednoprzewodowe. Kominy wolno stojące podwójne oraz potrójne stosuje się gdy trzeba odprowadzić gazy z kotłowni mającej kilka kotłów. Kominy dwuprzewodowe łączy się ze sobą w poziomach mostów roboczych wykorzystując konstrukcję pomostów. Kominy trójprzewodowe łączy się najczęściej za pomocą skratowania.
b) Kominy z odciągami linowymi
Odciągi mogą być w jednym lub w kilku poziomach. Stosowane gdy H/D jest na tyle duży że komin wolno stojący nie spełniałby warunku nośności i użytkowalności. Stosowane dla wysokich konstrukcji, wymaga natomiast dużo terenu aby zainstalować odciągi. Odciągi w mscu połączenia z trzonem stanowią przytrzymanie sprężyste w kierunku poziomym. Ze względu na zmniejszenie placu zabudowy stosuje się po 3 odciągi w planie, ułożone pod kątem 120 stopni. Kąt nachylenia do płaszczyzny poziomej cięciwy odciągu powinien wynosić 45-60 stopni. Odciągi mocuje się u dołu w żelbetowych blokach kotwiących.
c) Kominy w wieży kratowej
Wieża kratowa jest sztywniejsza od rury. Korzystne dla wysokich obiektów (maszty telekomunikacyjne, wieże widokowe). Oddzielnie liczy się wieżę kratową i komin. Profil pionowy wieży może być równoległościenny z poszerzeniem w strefie dolnej, jednostajne zbieżny lub wielokrotnie załamany. Kraty podpierające trzony mogą być 3 lub 4 pasowe. Wysokość kraty może wynosić od 0,5-0,95H.
d) Kominy z konstrukcją wsporczą (dodatkowe podparcie w trójnogu lub w budynku)
Elementami trójnogu są zastrzały zdolne do przenoszenia sił ściskających i rozciągających. Zastrzały wymagają mniejszej powierzchni zabudowy niż kominy z odciągami. Schematem statycznym trzonu jest belka wspornikowa z dodatkową podporą sztywną. Podparcie trzonu na trójnogu w kierunku poziomym odbywa się za pomocą pierścienia o przekroju skrzynkowym zamkniętym, o dużej sztywności na skręcanie. Zastrzały trójnogu pracują na ściskanie z wyboczeniem oraz na zginanie od ciężaru własnego i działania wiatru.
Do budynku- odbywa się w miejscach poziomych tężników międzypiętrowych, przenoszących naciski komina na pionowe nośne układy poprzeczne budynku. Połączenie trzonu z budynkiem musi być dwukierunkowe.
II Podstawowe obciążenia kominów
1. Obciążenia stałe
Ciężar własny, galerie, pomosty pośrednie, drabiny i inne wyposażenie dodatkowe
2. Obciążenia zmienne
- obc. wiatrem z uwzględnieniem porywów wiatru, działające w linii wiatru
qk- wartość charakterystyczna ciśnienia prędkości o okresie powrotu równym 50 lat, obliczona na podstawie pomierzonej prędkości vk, charakterystyczna dla danej miejscowości lub strefy zamieszkania
Cte- współczynnik czasu eksploatacji dla 10-20 lat- 0,9/<10 lat- 0,8 /<3 lat- 0,65
Ce- współczynnik ekspozycji według kategorii terenu i wysokości nad poziomem terenu
Cx- współczynnik oporu aerodynamicznego
D- średnica komina
n- liczba przewodów kominowych w jednym ustroju konstrukcyjnym nieosłoniętych wspólnym trzonem rurowym (dla trzonu rurowego n=1)
β- współczynnik działania porywów wiatru
Należy sprawdzić na wykresie (norma wiatrowa PN-77/B-02011) czy budowla jest zaliczana do podatnych czy niepodantynych na dynamiczne działanie wiatru. Dla niepodatnych przyjmujemy, β =1,8 dla podatnych liczymy ze wzoru
- obc. wiatrem wywołane odrywaniem się wirów działające prostopadle do linii wiatru (sprawdzenie - obc. temperatura wynikające z przepływu gorących gazów
- obc. technologiczne (obc. pomostów, drabin, ciężar wypełnienia zbiorników zamontowanych do konstrukcji i komina)
3. Obciążenia wyjątkowe
- siły wynikające z pochylenia podłoża gruntowego w wyniku eksploatacji górniczej
- siły spowodowane osiadaniem podłoża gruntowego lub zmianami warunków podparcia
- siły wynikające ze wstrząsów sejsmicznych lub parasejsmicznych
W projektowaniu można pominąć obc. śniegiem i obc. Oblodzeniem
III Sprawdzenie nośności komina
Należy spr w I sytuacji projektowej – przekrój osłabiony korozją o przewidywane naddatki – trzon należy spr na zmęczenie. II sytuacja proj- przekrój wyjściowy z naddatkami korozyjnymi.
Trzon – element prętowy równocześnie ściskany siłą osiową N od ciężarów stałych i zginany momentem M w płaszczyźnie działania wiatru: NφNRC+MMR≤1 , gdzie NRC=φpαkorAfdT i MR=1,2φpαkorWfdT≤WfdT φp-współczynnik niestateczności miejscowej, obliczany na pdst smukłości względnej powłoki cylindrycznej. αkor-obliczany na pdst ubytku korozyjnego.
Szczegóły konstrukcyjne: a)Postawa komina – składa się z płyty poziomej zakotwionej w fundamencie i usztywniających ją żeber pionowych. Śruby kotwiące rozmieszczone wzdłuż boków ośmiokątnej płyty poziomej. Płyta pion jest usztywniona teoretycznie 16 żeberkami pionowymi, umieszczonych wzdłuż osi symetrii boków 8boku. W mscu otworu wyczystkowego zamiast 1 żebra jest żebro podwójne po obu str otworu.
b)głowica – wierzchołek komina musi być usztywniony wręgą, która zapobiega opalizacji przekroju końcowego powłoki walcowej powodowanej niesymetrycznym obc walca. Dla Komina spalinowego wręga: blacha grub 12mm i szer 80mm. Komin wentylacyjny – wręga ma kształt daszka, głowica połączona z rurą zasadniczą za pomocą kołnierzy łączonych na śruby; mdzy kołnierzami przekładka z tworzywa sztucznego (aby nie powstała korozja na styku dwóch gatunków stali)
c) zwężka wylotowa – służy zwężeniu średnicy przy wierzchołku komina – wymuszenie odpowiedniej prędkości wylotowej gazów.
d) wlot czopucha – znajduje się w obszarze dużych momentów zginających w kominie wolno stojącym, min odległość dolnej krawędzi otworu wlotowego czopucha od górnych krawędzi żeber zakotwieniu=200mm. Krawędzie pionowe otworu mogą stracić stateczność odkształcając się w kierunku promieniowym – kraw odpowiednio wzmocnione
e) otwór wyczystkowy – znajduje się na dole komina > 150mm od poziomej płyty podstawy, znajduje się w obszarze silnego wzmocnienia rury za pomocą żeber pionowych podstawy. Od str wewn pokrywa ma przyspawane skrzydełka – właściwe ustawanie pokrywy w otwór.
Wyposażenie komina: a)Drabina wejściowa (włazowa) b)Pomost c) urządzenia odgromowe d) znaki ostrzegawcze lotnicze e) urządzenia zapobiegające drganiom f) urządzenia pomiarowo-kontrolne
WIEŻE
Geometria wież kratowych – przykłady:
- szerokość boku podst a=(120-16)H, szerokość boku wieży u góry (1÷2)m.
- zmiana długości boku wieży na jej wierzchołku wpływa na ciężar (ze wzg na działanie wiatrem)
- zmiana profilu wieży przy a=const na całej długości wieży wpływa nieznacznie na zużycie stali betonu, mocno zmienia sztywność poziomą wieży.
- najczęstsze wieże 3- i 4- pasowe od liczby pasów zależy zużycie stali (rzadko więcej pasowe)
- na krawężniki wież 3-pas stosuje się rury okrągłe, pręty pełne okrągłe, pojedyn kątowniki walcowane lub kątowniki gięte na zimno do kąta 60.
Krawężniki wież 4-pas – rury okrągłe , pręty pełne okrągłe, rury kwadratowe, pojedyn kątowniki walcowane lub kątowniki gięte na zimno, podwójne kątowniki ułożone krzyżowo z przewiązkami.
- zużycie stali zależy od pola poprzecznego prętów.
- geometryczną niezmienność przekroju poprz wieży wielopas poza (3-pas), uzyskuje się po zastosowaniu przepon poziomych, których pręty są równocześnie belkami nośnymi pomostów, zakłada się je w mscach załomu pasów w odległ <15m
Wykratowanie: a)krzyżulcowe b) trójkąt c)krzyżowe d) romb e) półkrzyżulcowe f) trójkątne z rozpórkami drugorzędnymi g) krzyżulcowe z rozpórkami drugorzędnymi h) rombowe z rozpórk IIrzęd i)półkrzyżulcowe z wykratowaniem drugorzędnym
-W wykratowaniu a,b,f może być wariant przesunięty lub nieprzesunięty.
-Wykratowanie g), c) , e) musi mieć rozpórki zdolne do przenoszenia sił ściskając
- wykrat c) może mieć krzyżulce sztywne lub wiotkie
- w dolnych partiach wież wysokich stosuje się typ i)
- głównym zadaniem wykratow II-rzęd jest zmniejszenie długości wyboczeniowej pasów i krzyżulców I-rzędnych
II Podstawowe obciążenia wież
1. Obc pionowe:
a) Ciężar własny konstrukcji(wartość dominująca), wyposażeń (drabina kablowa włazowa, anteny, pomosty i galerie), ciężar oblodzenia, obc użytkowe pomostów roboczych
b) Oblodzenie – jest to osad, powstaje w temp 0- -5, składa się z cienkiej warstwy lodu przyległej do powierzchni konstrukcji i warstwy szadzi. Grubość osadu nie jest jednakowa wzdłuż obwodu przekroju elementu konstrukcji, zależy od kierunku wiatru
c) obc użytkowe pionowe równomiernie rozłożone, przykłada się na całej powierzchni pomostu roboczego; elementy wykratowania (poziome rozpórki i nachylone do poziomu pod kątem<30 krzyżulce obciążane siłą skupioną w najbardziej niekorzystnym mscu w 0,5 długości
2. Obc poziome wiatrem
a) wieże kominowe
b) wieże antenowe
pkz=woz+∆wpz∙Fz Gdzie: z– rzędna nad poziomem terenu, wo(z)– obciążenie ciągłe wieży, Δwp(z) – obciążenie odcinkowe wieży, F(z)– pole rzutu na płaszczyznę pionową wszystkich prętów jednej ściany zebranych z 1 m wysokości,
woz=qk∙Cez∙Cxz ∆wp=woz∙β-1∙1+0.2∙zpH2
Gdzie: zp– rzędna nad poziomem terenu wypadkowej obciążenia ciągłego wo(z) na p-tym odcinku, β– współczynnik działania porywów wiatru, Cx(z)– współczynnik oporu aerodynamicznego, (z)– współczynnik ekspozycji nad terenem.
Zasady wyznaczania zastępczego pręta trzonu wieży kratowej
Z rozwiązania statycznego zastępczego wspornika o skokowo zmiennym momencie bezwładności, z ewentualnym uwzględnieniem efektu P - ∆, otrzymamy siłę osiową Ni, moment zginający Mi u dołu i-tej sekcji wieży. Należy sprawdzić dwa warunki nośności:
A trzonu, jako pręta o przekroju złożonym według wzoru:
B pojedynczego pasa kraty według wzoru:
Sprawdzenia nośności wieży według wzoru (A) należy dokonać w jej przekrojach charakterystycznych, a więc w miejscach: załomów pasa, zmiany przekroju pasa, zmiany typu wykratowania ściany. W tych miejscach na ogół występuje skokowa zmiana momentu bezwładności J wspornikowego pręta zastępczego i ewentualnie zmiana przekroju poprzecznego A. Nośność w rozpatrywanym poziomie wieży należy sprawdzać dla przekroju:
· górnego, mającego charakterystyki geometryczne Jg i Ag, w którym działają siły wewnętrzne Ng i Mg
· dolnego, mającego charakterystyki geometryczne Jd i Ad, w którym działają siły wewnętrzne Nd i Md
Niekiedy zachodzi potrzeba sprawdzenia nośności wieży w przekrojach pośrednich między poziomami styków segmentów.
Na poniższym rysunku pokazano przykład zastąpienia rzeczywistego schematu konstrukcyjnego wieży z dwukrotnym załamaniem pasa wspornikiem o trzykrotnym skoku momentu bezwładności. Dodatkową zmianę skokową przyjęto w sekcji środkowej w miejscu zmiany typu wykratowania ściany.Aby móc prosto wyznaczyć nośność wieży kratowej należy sprowadzić ją do wspornikowego pręta zastępczego o skokowo zmien...
rajmundos9