Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reinforcement solution of damaged load-bearing frame structure in a coal power plant for additional loads

Skibicki Szymon, Wróblewski Tomasz, Paczkowski Wiesław, Kozieł Krzysztof, Matyl Marcin, Wiśniowski Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

121--139

EN

Significant subsoil deformation and additional loads from the new denitrification unit caused a major problem with the load-bearing capacity of the coal power plant. It was necessary to perform an advanced assessment of the technical condition of the structure. Laser scanning (LiDAR) were used to obtain detailed data upon structure. Based on the analysis of the point cloud, the location of the column axes was determined, which allowed to determine the global and local displacements of the structure. Spatial models of the structure were created. Non-linear analyses of the structure were carried out using two types of models: 1) global beam-shell 3D models of the boiler room used to calculate the magnitude of internal forces and deformations of the structure; 2) local beam-shell detailed models of selected structural elements. Based on the results of the calculations, necessary reinforcement of the structure was designed and successfully implemented. Advanced analysis of the structure using laser scanning, subsoil monitoring and complex numerical models made it possible to perform only local reinforcements of the entire complex structure.

PL

Przykłady sytuacji mogących zagrozić nośności konstrukcji możemy spotkać w polskich elektrowniach, gdzie prowadzone są prace modernizacyjne, których głównym celem jest dostosowanie instalacji spalania do krajowych i unijnych wymogów środowiskowych. Modernizacje te nierzadko wprowadzają nowe oddziaływania na istniejące, mające długi okres eksploatacji konstrukcje budynków elektrowni. Opisany w referacie problem pojawił się w trakcie prac dotyczących opracowania dokumentacji projektowej konstrukcji wsporczej reaktora odazotowania spalin SCR. Wykonanie zabudowy SCR wiązało się z wprowadzeniem nowych sił poziomych działających na konstrukcję nośną kotłowni. W ramach analizy wpływu tego oddziaływania na istniejącą konstrukcję, projektant ustalił, że konstrukcja ta uległa przeciążeniom wskutek nierównomiernego osiadania podłoża i ze była ona już częściowo wzmacniana. Sytuacja ta wymagała przeprowadzenia szczegółowych analiz i opracowania projektu wzmocnień. Analizowany i wzmacniany obiekt to stalowa konstrukcja szkieletowa kotłowni elektrowni węglowej, wybudowanej w latach 70. XX wieku. Analiza objęła obszar czterech bloków (fig. 1, fig. 2). Konstrukcja kotłowni składa się z czterech oddylatowanych części o wymiarach 72 x 36 m. Prezentowana konstrukcja to wielokondygnacyjna konstrukcja szkieletowa ze sztywnymi tarczami stropowymi o podstawowym module siatki słupów 12 9 m. W każdej oddylatowanej części obiektu znajdują się dwa kotły podwieszone do rusztu opartego na wierzchołkach słupów. Na figurze 1 pokazano schemat statyczny konstrukcji. Genezą przeprowadzenia zaawansowanej oceny technicznej stanu konstrukcji – poza opisaną w punkcie 1 modernizacją – były liczne uszkodzenia konstrukcji. Szczególnie wyraźnie ujawniły się one w krzyżulcach pionowych układów stężających (fig. 4). Analizując zinwentaryzowane w obiekcie uszkodzenia można wyodrębnić uszkodzenia polegające na: 1) lokalnej utracie stateczności ścianek prętów; 2) globalnej utracie stateczności prętów; 3) uszkodzeniach miejscowych polegających np. na zerwaniu prętów rozciąganych. Przykładowe uszkodzenia przedstawiono na figurze 4. Główną przyczyną uszkodzeń były nierównomierne osiadanie konstrukcji. Konstrukcje tak złożone jak stalowy szkielet nośny kotłowni elektrowni węglowej wykazują bardzo wysoki stopień wrażliwości na nierównomierne osiadanie podłoża. Wynika to z wysokiego stopnia statycznej niewyznaczalności oraz dodatkowego czynnika, jakim jest zawieszenie kotłów (o masie ok. 3600 t każdy) na ruszcie opierającym się na wierzchołkach słupów nośnych na poziomie ok. 60 m. Skaning laserowy konstrukcji jest metodą inżynierską, która umożliwia pomiar nawet bardzo skomplikowanych konstrukcji budowlanych [1–13]. Pozwala na określenie szczegółowych wymiarów konstrukcji lub jej części [23], jej imperfekcji [7] czy tez jej globalnego stanu deformacji [11, 14]. W celu wykonania szczegółowej inwentaryzacji konstrukcji oraz stanu jej globalnej deformacji wykorzystano metodę skaningu laserowego (LiDAR). Uzyskana podczas skaningu laserowego chmura punktów (w wersji skompresowanej zajmuje około 460 GB) dała informację na temat szczegółowej morfologii konstrukcji, wymiarów przekrojów elementów prętów oraz pozwoliła na szczegółową inwentaryzację uszkodzeń. Poza uzyskaniem szczegółowych danych geometrycznych (fig. 1) skaning laserowy posłużył do ustalenia globalnego stanu deformacji konstrukcji. Na podstawie analizy danych z chmury punktów określono kształt osi słupów obrazujący stan przemieszczeń konstrukcji od obciążeń i osiadań działających w okresie eksploatacji elektrowni. Stworzono kilka modeli obliczeniowych. Analizy prowadzono zarówno w zakresie statyki liniowej jak i nieliniowej uwzględniając nieliniowości geometryczne oraz materiałowe. Podczas analiz uwzględniano przewidziane normami łukowe oraz przechyłowe imperfekcje konstrukcji. Analizy prowadzone z wykorzystaniem modelu zakładającego liniową pracę konstrukcji uniemożliwiły właściwą ocenę stanu wytężenia konstrukcji – siły przekazywane ze stężeń na słupy (w wyniku nierównomiernego osiadania) wielokrotnie przekraczały nośność prętów stężeń. W związku z tym podjęto decyzję o zastosowaniu modelu nieliniowego, uwzględniającego wpływ degradacji sztywności tężników pionowych na wielkości sił w słupach. Degradacja sztywności spowodowana była wyboczeniem prętów ściskanych i uplastycznieniem/zerwaniem stężeń rozciąganych. Analizy nieliniowe przeprowadzono z wykorzystaniem dwóch typów modeli obliczeniowych: 1) globalnych: prętowo – powłokowych modeli 3D budynku kotłowni służących do obliczania wielkości sił wewnętrznych i przemieszczeń konstrukcji. 2) lokalnych: prętowo-powłokowych szczegółowych modeli wybranych elementów konstrukcyjnych. Z uwagi na lokalne spiętrzenia naprężeń w słupach, w obszarze połączeń z ryglami konieczna była ocena wielkości rezerwy plastycznej. Uzyskane wyniki obliczeń posłużyły do oceny wytężenia słupów i analizy stateczności globalnej konstrukcji. Na tej podstawie opracowano projekt wzmocnień. Liczne analizy na modelach globalnych i lokalnych, doprowadziły do wprowadzenia systemu wzmocnień konstrukcji składającego się z lokalnych napraw. System wzmocnień pozwolił na przywrócenie bezpieczeństwa konstrukcji przy minimalnym nakładzie pracy i niewielkiej ingerencji w istniejącą infrastrukturę. Takie podejście wymagało opisanych w referacie bardzo złożonych analiz numerycznych wykonanych na podstawie szczegółowych danych uzyskanych z monitoringu geodezyjnego oraz chmury punktów. Podstawowe wnioski z niniejszej pracy można przedstawić następująco: 1) zastosowanie liniowej analizy statycznej prowadziło do niewłaściwej oceny stanu technicznego (uzyskane wyniki wykazywały kilkukrotne przekroczenia nośności prętów stężeń); 2) uzyskanie poprawnych wyników obliczeń było możliwe na podstawie zaawansowanych modeli nieliniowych uwzgledniających nieliniowości materiałowe, geometryczne, imperfekcje oraz nieliniowe przeguby wprowadzane lokalnie w miejscach istniejących uszkodzeń prętów; 3) stopień skomplikowania obiektu wymagał zastosowania zaawansowanych technik pomiarowych w postaci skaningu laserowego (LiDAR) w celu uzyskania danych dotyczących konstrukcji oraz jej przemieszczeń/deformacji. Uzyskanie tych danych metodami tradycyjnymi byłoby niemożliwe; 4) niezbędne było wykorzystanie danych z monitoringu geodezyjnego podpór, w celu poprawnej oceny wytężenia konstrukcji; 5) zastosowanie lokalnych wzmocnień konstrukcji pozwoliło przywrócić jej poprawną i bezpieczną pracę. Na podstawie złożonych analiz numerycznych i przy wykorzystaniu zaawansowanych technik pomiarowych udało się skutecznie wzmocnić istniejącą konstrukcję oraz zaprojektować i zrealizować konstrukcję wsporczą reaktora SCR w sposób nie pogarszający jej pracy i bezpieczeństwa.

2

Suchy zbiornik przeciwpowodziowy Roztoki Bystrzyckie

Anger Janusz, Opaliński Paweł, Tucholska Katarzyna, Wolff Henryk, Wróblewski Tomasz

Inżynier Budownictwa

|

2023

|

nr 9

66--71

3

Od geologicznego parku krajobrazowego do geoparku globalnego (1991–2021)

Wróblewski Tomasz

Przegląd Geologiczny

|

2021

|

Vol. 69, nr 5

287--293

EN

The Chęiny-Kielce Geological Landscape Park was proposed to be created in 1991, in order to protect the geological heritage of supra regional value, as well for educational purposes and development of geotourism. It was established in 1996 as the Chęciny-Kielce Landscape Park (ChKLP). The key adjective (Geological) was missing from its name due to the lack of relevant legislation (despite this, the ChKLP was promoted as a geological park, i.a., during the International ProGEO workshops in 1997 and 2003). At the beginning of 21st century, when a Global Geoparks Network was being organized, the ChKLP, as meeting all UNESCO geopark requirements, was proposed to be included in the network. The Geopark Kielce Centre (an institution previously established for geoheritage promotion purposes) was crucial in the foundation of the new geopark (on the basis on ChKLP), and preparing an application according to UNESCO instructions. The Chęciny-Kielce Geopark, eventually called Holy Cross Mountains Geopark (as its area was extended) was established and included in the Global Geoparks Network in 2021. It should be emphasized that the Polish Geological Institute also played a key role in the whole process, because both innovative ideas (the geological landscape park and the centre of geological education) originated in its Holy Cross Mts. Branch.

4

Druk 3D kompozytów betonowych metodą przyrostową - doświadczenia zespołu szczecińskiego

Skibicki Szymon, Kaszyńska Maria, Federowicz Karol, Techman Mateusz, Zieliński Adam, Olczyk Norbert, Wróblewski Tomasz, Hoffmann Marcin

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 7

328--333

PL

Przedstawiono problemy związane z rozwojem nowej technologii wykonywania konstrukcji betonowych metodą druku 3D oraz parametry, które wyróżniają ją na tle innych metod addytywnych. Omówiono metody badawcze do oceny właściwości mieszanek betonowych stosowanych w druku przyrostowym oraz doświadczenia w tym zakresie zespołu badawczego pod przewodnictwem prof. Marii Kaszyńskiej z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie.

EN

The paper deals with the issues connected with the development of a new technology for 3D printing of concrete structures, in comparison with other additive methods. The discussion includes research procedures used for assessment of concrete mix properties in additive printing. Also presented are research observations collected by the research team lead by Professor Maria Kaszynska at the West-Pomeranian University of Technology in Szczecin.

5

Skanowanie laserowe stalowej konstrukcji elektrowni węglowej

Paczkowski Wiesław, Skibicki Szymon, Wróblewski Tomasz

Builder

|

2020

|

R.24, nr 4

22--25

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie skaningu laserowego 3D jako uzupełniającego narzędzia oceny stanu technicznego złożonej stalowej konstrukcji szkieletowej modułu kotłowni elektrowni węglowej. W wyniku znacznego osiadania podłoża wystąpiły uszkodzenia konstrukcji obniżające jej poziom bezpieczeństwa. Do oceny stanu wytężenia i deformacji konstrukcji zastosowano ostatecznie analizę liniowo-sprężystą (LA) oraz analizę geometrycznie i materiałowo nieliniową (GMNA). Wykonano skaning laserowy 3D obejmujący prawie w całości wszystkie elementy konstrukcyjne występujące w modelu numerycznym. W ten sposób uzyskano informację dotyczącą geometrii oraz rzeczywistego stanu deformacji konstrukcji. W pracy porównano teoretyczny kształt deformacji słupów nośnych kotłowni z kształtem ustalonym na podstawie skaningu laserowego. Wprowadzono miarę zróżnicowania obu kształtów pozwalającą na ocenę stopnia ich zgodności.

EN

The paper presents the use of 3D laser scanning as a complementary tool for quality assessment of the steel skeletal structure of a coal power plant module. As a result of significant soil subsidence, structural damage occurred that reduced its safety level. Linear elastic analysis (LA) as well as geometrically and materially non-linear analysis (GMNA) were used to assess the state of stresses and deformations of the structure. 3D laser scanning was performed covering almost all of the structural elements appearing in the numerical model. In this way, information on the current structure geometry was obtained, which allowed for a series of comparative analyses. The work summarizes the theoretical state of displacements of the columns with the state established by laser scanning. A measure of the dissimilarity of both shapes was introduced to assess the credibility of the analyzed data.

6

Modelling and parameter identification of steel–concrete composite beams in 3D rigid finite element method

Abramowicz Małgorzata, Berczyński Stefan, Wróblewski Tomasz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

47--70

EN

This study presents spatial vibration modelling of steel–concrete composite beams. Structures of this type are commonly used as elements of composite floors and primary carrying girders in bridge structures. Two-dimensional models used to date did not enable analysis of all eigenmodes, specifically torsional, flexural horizontal, and distortional. A discrete computational model was developed in the convention of the rigid finite element method, the so-called RFEM model. It was assumed that the concrete slab and the steel I-section would be modelled separately. This approach realistically reflects the actual performance of the connection, comprising studs connecting the concrete slab and the steel section. The model was used to analyse two steel–concrete composite beams with different connector spacings. The paper presents the results of experiments conducted on the two composite beams. Their dynamic characteristics, including frequency and vibration modes, were determined with impulse response methods. Based on experimental research, identification of connection parameters with substitute longitudinal moduli of elasticity of reinforced concrete was conducted. A comparison of experimental results with those calculated with the model confirmed their good agreement.

7

Ocena stateczności zapory ziemnej suchego zbiornika przeciwpowodziowego Roztoki Bystrzyckie w trakcie przejścia fali powodziowej

Batog Andrzej, Pachnicz Michał, Różański Adrian, Sobótka Maciej, Stefaniuk Damian, Chudy Grzegorz, Wróblewski Tomasz

Gospodarka Wodna

|

2019

|

Nr 1

18--23

PL

Specyfika pracy zapory suchego zbiornika przeciwpowodziowego wymusza konieczność sprawdzania stateczności zarówno wtedy, gdy zbiornik jest suchy, jak i gdy jest poddany działaniu przechodzącej fali powodziowej. Aby uwzględnić efekty przejścia fali powodziowej, należy najpierw dokonać analizy nieustalonego przepływu filtracyjnego, a następnie sprawdzić stateczność dla wybranych chwil czasowych. Taką procedurę zastosowano do oceny stateczności zapory ziemnej suchego zbiornika przeciwpowodziowego Roztoki Bystrzyckie. Analizy przeprowadzono w ujęciu metody elementów skończonych, w programie ZSoil.

EN

The specificity of a dry flood control reservoir functioning requires stability verifications both when the reservoir is dry and during high water stages. In order to take into account the consequences of the flood wave, we need first to carry out an analysis of the transient filtration flow and then check the stability for selected moments. Such procedure was applied for the stability analysis of the Roztoki Bystrzyckie dry flood-control reservoir embankment. The analysis was carried out using the finite elements method, in the ZSoil software.