Siiloryhmän teräksisen jalustan eurokoodipohjainen seisminen suunnittelu
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2014-09-22
Department
Major/Subject
Rakennetekniikka
Mcode
R3001
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
81 + 69
Series
Abstract
Tässä diplomityössä käydään läpi hiilisiiloryhmän teräksisen jalustan maanjäristyssuunnittelu eurokoodin mukaan. Jalusta on kolmikerroksinen ja se jäykistetään vinositein. Profiilit mitoitetaan murtorajatilan ja maanjäristystilanteen mukaan. Liitoksista käydään läpi muutama maanjäristyskohtainen tapaus. Työn pääasiallinen tarkoitus on kuvata maanjäristysmitoituksen kulku. Teoriaosassa käydään läpi rakenteiden dynamiikan perusteita. Aluksi tutustutaan yhden vapausasteen systeemeihin ja sen jälkeen teoriaa laajennetaan monivapausasteiseen tapaukseen. Teoriaosuuteen liittyen esitetään kaksi laskennallista esimerkkiä. Ensimmäisessä käsitellään kuuden vapausasteen palkkia, joka redusoidaan kahden vapausasteen systeemiksi. Toisessa esimerkissä tutkitaan siilon vaakakehän värähtelyominaisuuksia. Maanjäristyslaskelmat tehtiin Robot Structural Analysis ja Mathcad- ohjelmilla. Mallinnustyöt tehtiin Tekla Structures –ohjelmalla. Maanjäristyksestä käydään läpi maanjäristyskuorma, suunnitteluperusteet ja teräskohtaiset säännöt. Jäykistysjärjestelmistä parhaaksi osoittautui keskeinen ristikkojäykistys. Myös epäkeskeinen todettiin hyväksi laskelmien, kirjallisuuden ja eurokoodin perusteella. Maanjäristys osoittautui mitoittavaksi tekijäksi lähes kaikille rakenneosille. Maanjäristyksen referenssihuippuvaakakiihtyvyys a_gR oli 0,45 g. Perustustason mitoitustilanteen vaakakuorma maanjäristystilanteessa oli n. 14 % jalustan omasta painosta ja siilojen massasta, kun tuulikuormalla osuus oli n. 6 %. Esimerkiksi V-jäykistetty jalusta painoi 1,7-kertaisesti maanjäristysmitoitettuna verrattuna murtorajatilamitoitettuun tapaukseen.This thesis deals with seismic design of silo group supporting structure according to eurocode. The structure is three-story high and it is braced with diagonals. Profiles are designed to withstand limit states and design seismic action. Few examples of earthquake-specific connections will be calculated. The main point of this thesis is to describe seismic design process. Theory part discusses about principles of dynamics of structures. First, single-Degree-Of-Freedom situation is covered. Then, theory is expanded to multi-degree-of-freedom system. First example deals with 6 DOF-system that is reduced to 2 DOFs. Second example deals with vibration properties of the silo supporting frame. Seismic design is calculated with Robot Structural Analysis and Mathcad software. Some degree of modeling is done with Tekla Structures. Seismic design process is described from seismic action and design principles to steel specific rules. Best bracing system was concentrically braced frame system. Eccentric inverted V-system was also suitable according to calculations, literature and eurocode. Earthquake was the most critical design criteria for most of the structural members. Reference Peak Ground Acceleration a_gR was 0,45 g. In foundation level design shear from earthquake action was 14 % from self-weight of silos full and the structure. This value was 6 % for wind load in ultimate limit state. For example earthquake resistant V-braced system weighed 1,7-times the ultimate limit state dimensioned counterpart.Description
Supervisor
Puttonen, JariThesis advisor
Marjamäki, PekkaKeywords
eurokoodi, maanjäristys, vastespektrianalyysi, siilo, rakennesuunnittelu, eurocode, earthquake, response spectrum analysis, silo, structural design
