A cold-formed steel element as a roof of a power plant in arctic climate

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2015-12-14
Department
Major/Subject
Rakennetekniikka
Mcode
R3001
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
91+39
Series
Abstract
This Master Thesis is a development work on the roof structure used in Wärtsilä power plants. Wärtsilä uses conceptually orientated design and focuses on developing their products to improve their competitiveness. The main objective was to develop a new roof element for Wärtsilä power plants in arctic climate. The roof element needs to fulfil the normal requirements of a roof structure for a power plant in several different countries, but also be fast, easy and cost efficient to assemble, both in the workshop and at site. Secondary objective was to determine the maximum allowable characteristic loads for the roof elements of two different spans. This was done for different purlin thicknesses. Focus was put on the structural capacity of light weight thermal steel purlins including experimental testing, analytical analysis and FEM-design. The initial FEM-results deviated a great deal from the experimental test results, which put focus on the analytical analysis. The power plant is a working environment for several people, which sets acoustical requirements, while the arctic climate sets high thermal and moisture requirements on the element. These things are all analysed in thesis.

Tämä diplomityö käsittelee Wärtsilän voimalaitoksen kattorakenteen kehittelyä. Wärtsilä käyttää konseptiorientoitunutta suunnittelua keskitytään kehittelemään tuotetta mahdollisimman pitkälle kilpailukyvyn parantamiseksi. Päätavoite oli kehittää Wärtsilän voimalaitoksiin uusi kattoelementtityyppi, joka soveltuu pohjoisiin olosuhteisiin. Tämän kattoelementin pitää täyttää yleiset vaatimukset kattorakenteille voimalaitoksissa useissa eri maissa. Sen pitää myös olla nopea ja helppo asentaa, mutta myös sekä valmistuksen ja asennuksen suhteen kustannustehokas. Toissijainen tavoite oli määrittää suurimmat sallittavat kuormat kyseisille kattoelementeille kahdelle eri jänneväleille ja kolmella eri profiilipaksuudella. Tässä työssä keskityttiin ohut-uumaisten termo-orsien rakenteelliseen kestävyyteen sisältäen kokeelliset kuormitukset, analyyttiset laskelmat ja FEM-analyysi. Ensimmäiset FEM-tulokset poikkesivat niin paljon kokeellisista tuloksista, joten pääpaino keskittyi analyyttisiin laskelmiin. Pohjoiset olosuhteet tuovat rakennusfysikaalisia vaatimuksia kattorakenteille ja voimalaitos on usealle ihmiselle työpaikka, joten siinä on tietyt ääniteknisiä vaatimuksia. Nämä asiat ovat käsitelty tässä työssä.
Description
Supervisor
Puttonen, Jari
Thesis advisor
Lu, Wei
Grön, Kaj
Keywords
cold-formed steel, power plant, buckling, development, roof element, arctic
Other note
Citation