Sementtisiilon lujuuslaskenta
Notko, Ari-Jaakko (2013)
Notko, Ari-Jaakko
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305097421
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305097421
Tiivistelmä
Opinnäytetyön toimeksiantajana oli Insinööritoimisto Comatec Oy. Comatec on noin 400 työntekijän insinööritoimisto, joka toimii pääasiassa Suomessa. Työn tarkoituksena oli selvittää, että kattaako siilo standardissa EN 1993-4-1 (Eurocode 3 – Design of steel structures – Part 4-1: Silos) asetetut vaatimukset.
Työ voitiin rajata neljään vaiheeseen. Ensiksi laskettiin lujuuslaskennassa käytetyt kuormat eri standardien antamien ohjeiden avulla. Kuormitustapauksia oli neljä eli sisällöstä syntyvät painekuormat, rakenteen omasta massasta syntyvät kuormat, tuuli-kuomat ja maanjäristyskuormat. Toisessa vaiheessa rakenteesta oleva 3D-malli yksinkertaistettiin, eli mallista poistettiin kaikki lujuuslaskennan kannalta epäolennainen Spaceclaim-ohjelmalla. Samalla ohjelmalla rakenteesta tehtiin laskennan kannalta kevyempi keskipintamalli. Kolmas vaihe oli rakenteen lujuusopillinen analysointi ANSYS-ohjelmalla. ANSYS-ohjelman ratkaisu perustuu elementtimenetelmään (FEM). Neljännessä vaiheessa laskennasta saatuja tuloksia analysoitiin ja tehtiin niiden avulla esim. väsymistarkasteluja.
Lujuuslaskennan perusteella rakenne voitiin hyväksyä, eli rakenne kattoi standardeissa sille asetetut lujuusvaatimukset. Työn haasteena oli eri standardien tarkka tulkitseminen, jotta rakenne olisi varmasti myös viranomaiskelpoinen.
Työ voitiin rajata neljään vaiheeseen. Ensiksi laskettiin lujuuslaskennassa käytetyt kuormat eri standardien antamien ohjeiden avulla. Kuormitustapauksia oli neljä eli sisällöstä syntyvät painekuormat, rakenteen omasta massasta syntyvät kuormat, tuuli-kuomat ja maanjäristyskuormat. Toisessa vaiheessa rakenteesta oleva 3D-malli yksinkertaistettiin, eli mallista poistettiin kaikki lujuuslaskennan kannalta epäolennainen Spaceclaim-ohjelmalla. Samalla ohjelmalla rakenteesta tehtiin laskennan kannalta kevyempi keskipintamalli. Kolmas vaihe oli rakenteen lujuusopillinen analysointi ANSYS-ohjelmalla. ANSYS-ohjelman ratkaisu perustuu elementtimenetelmään (FEM). Neljännessä vaiheessa laskennasta saatuja tuloksia analysoitiin ja tehtiin niiden avulla esim. väsymistarkasteluja.
Lujuuslaskennan perusteella rakenne voitiin hyväksyä, eli rakenne kattoi standardeissa sille asetetut lujuusvaatimukset. Työn haasteena oli eri standardien tarkka tulkitseminen, jotta rakenne olisi varmasti myös viranomaiskelpoinen.