Oddziaływanie wiatru na kominy stalowe w ujęciu przepisów normowych

• Autorzy: Lipecki T. , Bęc J. , Jamińska P.

Warianty tytułu

EN

Wind action on steel chimneys according to standards

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę odpowiedzi kominów stalowych na oddziaływanie wiatru. Rozpatrzono podejścia zastosowane w normach polskich: dotyczącej kominów stalowych [1] i wiatrowej [2] oraz w Eurokodzie 1 [3]. Porównano oddziaływania w linii wiatru według poszczególnych procedur, a także w kierunku prostopadłym do średniej prędkości wiatru, które jest wywołane wzbudzeniem wirowym oraz odpowiedzi kominów na te obciążenia wyrażone za pomocą przemieszczeń wierzchołków. Do analiz przyjęto istniejące kominy stalowe, które niemal wszystkie uległy awariom, głównie wskutek wzbudzenia wirowego. Wszystkie kominy i oddziaływania zostały zamodelowane w programie MES – Autodesk Mechanical Simulation 2013.

EN

Analysis of the steel chimneys response to the wind action has been presented in the paper. The approaches presented in the Polish standards: referring to the steel chimneys [1] and to the wind action [2], as well as in the Eurocode 1 [3] have been shown here. The comparisons of the inline wind action according to these procedures, as well as in the cross-wind directions have been made. The responses to the wind action, i.e. displacements at the top of each chimney, have been compared as well. The real chimneys have been subjected to the analyses. Almost each of them had collapsed, mainly because of the vortex excitation. All chimneys and wind actions have been modelled by FEM system – Autodesk Mechanical Simulation 2013.

Słowa kluczowe

PL

kominy stalowe; oddziaływanie wiatru; wzbudzenie wirowe

EN

steel chimneys; wind action; vortex excitation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, nr 2
• Strony: 247--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lipecki T.

• Katedra Mechaniki Budowli, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska

autor

Bęc J.

• Katedra Mechaniki Budowli, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska

autor

Jamińska P.

• Katedra Mechaniki Budowli, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska

Bibliografia

• 1 PN- 93/B-03201. Konstrukcje stalowe. Kominy. Obliczenia i projektowanie. PKN, 1993.
• 2 PN-77/B-02011. Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem. PKN, 1977.
• 3 PN-EN 1991-1-4. Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływanie wiatru. PKN, 2008
• 4 Davenport A.G. The spectrum of horizontal gustiness near the ground in high winds. Quaterly Journal of the Royal Meteorological Society 87 (1961) 194-211.
• 5 Davenport A.G. The relationship of wind structure to wind loading, Proceedings of the 1st Conference on Wind Effects on Building and Structures, Teddington, England, 1965
• 6 Ruscheweyh H. Codification of vortex excited vibrations. Recent advances in wind engineering. Proceedings of the 2nd Asia-Pacific Symposium on Wind Engineerig., Beijing, China, Int. Acad. Publ., Pergamon Press 1 (1989) 362-72.
• 7 Ruscheweyh H. Windlastannahmen für turmartige Bauwerke, DIN-Mitt 71(11) (1992) 644-47.
• 8 Vickery B.J., Clark A.W. Lift or across-wind response of tapered stacks. ASCE Journal of Structural Division 98(1) (1972) 1-20.
• 9 Vickery, B.J., Basu, R.I. Across-wind vibrations of structures of circular cross-section. Part I & Part II. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 12 (1983) 49-73 & 75-97.
• 10 Dyrbye, C., Hansen, S.O., 1997. Wind Loads on Structures. Wiley, New York.
• 11 Hansen S.O. Vortex-induced vibrations of line-like structures. CICIND Report 15(1) (1999) 15–23.
• 12 Pritchard B.N. Steel chimney oscillations: A comparative study of their reported performance versus predictions using existing techniques. Engineering Structures 6 ( 1999) 315-323.
• 13 Ciesielski R., Gaczek M., Kawecki J. Observation of cross-wind response of towers and steel chimneys. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 41-44 (1992) 2205-2211.
• 14 Galemann T., Ruscheweyh H. Measurements of wind induced vibrations of a full-scale steel chimney. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 41–44 (1999) 241–252.
• 15 Ruscheweyh H., Galemann T. Full-scale measurements of wind-induced oscillations of chimneys. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 65 (1996) 55-62.
• 16 Verwiebe C., Burger W. Unerwartet starke wirbelerregte Querschwingungen eines 49 m hohen Stahlschornsteins. Stahlbau 67(11) (1998) 876-878.
• 17 Tranvik P., Alpsten G. Dynamic behaviour under wind loading of a 90m steel chimney. Alstom Power Sweden AB, Report S-01041/9647-3, 2002.
• 18 Włodarczyk W. Wzbudzenie wirowe drgań według Eurokodu 1 jako oddziaływanie wiatru na kominy stalowe. Inżynieria i Budownictwo 10 (2006) 530-533.
• 19 Kalabińska J. Analiza podatności kominów stalowych na wzbudzenie wirowe według ujęć normowych. Inżynieria i Budownictwo 3 (2007) 199-202.
• 20 Flaga A., Lipecki T. Code approaches to vortex shedding and own model. Engineering Structures 32(6) (2010) 1530-1536.
• 21 Verboom G.K., van Koten H. Vortex excitation: Three design rules tested on 13 industrial chimneys. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 98 (2010) 145–154.
• 22 Wichtowski B., Żurański J.A. Pewne przypadki rezonansu wiatrowego kominów stalowych. Inżynieria i Budownictwo 3 (2011) 154-156.
• 23 Clobes M., Willecke A., Peil U. Vortex excitation of steel chimneys: Two ultimate limit states. Proceedings of the 13th International Conference on Wind Engineering, Amsterdam, 2011.
• 24 Włodarczyk W. Wzbudzenie wirowe drgań w projektowaniu kominów stalowych według PN-EN 1991-1-4 i PN-EN 1993-3-2. Inżynieria i Budownictwo 11 (2012) 576-579.
• 25 Lipecki T., Flaga A. Vortex excitation model. Part I. mathematical description and numerical implementation. Wind and Structures, An International Journal 16(5) (2013) 457-476.
• 26 Lipecki T., Flaga A. Vortex excitation model. Part II. application to real structures and validation Wind and Structures, An International Journal 16(5) (2013) 477-490.
• 27 Van Koten H. Wind induced vibrations of chimneys: the rules of the CICIND code for steel chimneys. Engineering Structures 6 (1984) 350-356