KOMINY

Norma:
PN-93/B-03201 „Konstrukcje stalowe. Kominy. Projektowanie i wykonanie”

Źródło [4]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

29

KOMIN JAKO ELEMENT CIĄGU TECHNOLOGICZNEGO

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

30

RODZAJE KOMINÓW:

Źródło [2]

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

31

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

32

KOMINY

Komin jednopowłokowy – komin którego przewód gazowy pełni
równocześnie funkcję trzonu

Komin dwupowłokowy – komin, którego jeden lub więcej przewodów
gazowych znajduje się wewnątrz trzonu o przekroju rurowym

Przekroje trzonów kominów
jednoprzewodowych:
a) jednopowłokowych,
b) c) dwupowłokowych

RODZAJE KOMINÓW:

Źródło [2]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

33

KOMINY

WYKŁADZINY WEWNĘTRZNE

–

materiał

żaroodporny

zabezpieczający przewód gazowy
od wewnątrz przed termicznym i
niekiedy również

chemicznym

działaniem gazów. Stosuje się
beton

żaroodporny, kształtki

szamotowe, cegły kominówki itp.)

Źródło [2]

KOMINY WOLNOSTOJĄCE

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

34

KOMINY Z KONSTRUKCJĄ WSPORCZĄ

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

35

Źródło [1]

POŁĄCZENIE TRZONU Z KONSTRUKCJĄ WSPORCZĄ

Źródło [2]

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

36

KOMINY W WIEŻY KRATOWEJ

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

37

OBCIĄŻENIA – OBCIĄŻENIE TEMPERATURĄ

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

38

Jeżeli temperatura eksploatacyjna konstrukcji T przekracza 70

o

C, to do

obliczeń należy przyjmować zredukowaną wytrzymałość obliczeniową
f

dT

, zredukowany początkowy współczynnik sprężystości E

T

oraz

zredukowane współczynniki niestateczności

ϕ

T

. Wartości te dla

70

o

< T < 600

o

C można obliczać wg wzorów [3]:

3

6

2

(1, 022 0,197 10

1,590 10

)

dT

d

f

f

T

T

−

−

=

⋅

−

⋅

⋅ −

⋅

⋅

(2)

3

6

2

(0,987 0,300 10

1,857 10

)

T

E

E

T

T

−

−

= ⋅

+

⋅

⋅ −

⋅

⋅

(3)

1

1

1

1

T

T

E

E

ϕ

ϕ

−

⎡

⎤

⎛

⎞

= +

− ⋅

⎢

⎥

⎜

⎟

⎝

⎠

⎣

⎦

(4)

gdzie:

ϕ

=

ϕ

(

λ

) - odpowiedni współczynnik niestateczności dla

smukłości względnej, ustalonej przy niezmienionych wartościach f

d

i E.

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

39

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0

100

200

300

400

500

600

T [C]

fd(T) / fd

WPŁYW TEMPERATURY NA WYTRZYMAŁOŚĆ OBLICZENIOWĄ

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

40

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0

100

200

300

400

500

600 T [C]

E (T) / E

WPŁYW TEMPERATURY NA MODUŁ YOUNGA

E

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

41

10-10-28

42

OBCIĄŻENIE WIATREM

-obciążenie w linii wiatru,

- obciążenie działające prostopadle do linii wiatru (wynika ze zjawisk
niestateczności

aeroelastycznej

komina) np. galopowanie,

wzbudzenie wirowe

WIATR

Źródło [2]

KOMINY

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

10-10-28

43

OBCIĄŻENIE WIATREM

Turbulizatory stosowane na trzonach kominów

Źródło [2]

KOMINY

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

44

OBLICZENIA KOMINÓW – SYTUACJE OBLICZENIOWE [6]

I SYTUACJA OBLICZENIOWA

Zakłada się, że komin znajduje się w końcowej fazie użytkowania, a
jego trzon uległ wpływowi korozji w stopniu odpowiadającym
zagrożeniu korozyjnemu w ciągu planowanego czasu użytkowania.
Jeśli komin podlegał obciążeniu wiatrem wywołanemu przez
wzbudzenie wirowe, to materiał trzonu był poddany procesowi
zmęczenia w stopniu odpowiadającym temu zagrożeniu w ciągu
planowanego czasu użytkowania.
Wymagana dalsza trwałość komina w tej sytuacji wynosi 3 lata.

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

45

OBLICZENIA KOMINÓW – SYTUACJE OBLICZENIOWE [6]

II SYTUACJA OBLICZENIOWA

Zakłada się, że komin znajduje się w początkowej fazie użytkowania.
Jego trzon nie był poddany wpływowi korozji i procesowi zmęczenia.
Trwałość komina w tej sytuacji musi odpowiadać planowanemu
czasowi użytkowania.

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

46

KOMINY

OBLICZENIA KOMINÓW - STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI [6]

Nośność kominów z trzonem rurowym należy sprawdzać z warunku:

gdzie:

Wymiarowanie kominów z odciągami wg p. 5.6.3.

1

≤

+

⋅

R

Rc

M

M

N

N

ϕ

(20)

dT

kor

p

Rc

f

A

N

⋅

⋅

⋅

=

α

ϕ

dT

dT

kor

p

R

f

W

f

W

M

⋅

≤

⋅

⋅

⋅

⋅

=

α

ϕ

2

,

1

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

47

OBLICZENIA KOMINÓW - STAN GRANICZNY UŻYTKOWANIA [6]

Przemieszczenie wierzchołka komina należy sprawdzać w I sytuacji
projektowej wg wzoru:

KOMINY

p

m

s

u

u

u

u

+

+

=

(28)

gdzie:
u

m

– umowne przemieszczenie montażowe, u

m

=H/300

u

p

- przemieszczenie wywołane ewentualnym odkształceniem

podłoża,
u

s

– przemieszczenie sprężyste w I sytuacji projektowej pod

obciążeniem wiatrem w linii wiatru,
H – wysokość komina nad fundamentem.

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

48

OBLICZENIA KOMINÓW - STAN GRANICZNY UŻYTKOWANIA [6]

Przemieszczenie określone wzorem (28) powinno spełniać warunek:

- w kominach jednopowłokowych:

- w kominach dwupowłokowych:

- w kominach z wykładziną ceramiczną:

KOMINY

75

H

u

≤

100

H

u

≤

150

H

u

≤

Ubytki korozyjne ścianek kominów stalowych [mm/rok]

Źródło [2]

PROCES KOROZJI

KOROZJA CHEMICZNA

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

49

1

1 0, 04

kor

e

t

t

α

=

+

⋅ ⋅+

0,1

i

i

t

S

=

⋅

∑

+

Wg PN-93/B-03201 działanie korozji na kominy stalowe należy
uwzględniać przez:

- zmniejszenie grubości ścianek o prognozowane ubytki korozyjne,

a następnie sprawdzenie ich nośności

- zmniejszenie wytrzymałości obliczeniowej stali przez zastosowanie

współczynnika określonego wzorem:

gdzie:
t

e

- planowany czas użytkowania komina w latach,

- ubytek korozyjny grubości ścianek w mm/rok

i

i

S

∑

powinna zawierać się w granicach od 0 do10.

PROCES KOROZJI

KOROZJA CHEMICZNA

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

50

Stopnie zagrożenia korozyjnego S

i

Źródło [6]

PROCES KOROZJI

KOROZJA CHEMICZNA

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

51

Źródło [2]

KOMINY

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

52

POŁĄCZENIA KOŁNIERZOWE

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

53

KOMINY

POŁĄCZENIA KOŁNIERZOWE

Połączenia kołnierzowe na śruby powinny być obliczane przy
założeniu sprężystego modelu rozkładu sił jako niesprężane kategorii
D lub sprężane kategorii E, a przy obciążeniu wzbudzeniem wirowym
jako sprężane kategorii F.

Obliczenia nośności śrub i grubość kołnierza przeprowadza się wg
PN-90/B-03200. Minimalna grubość kołnierza wynosi 15 mm.

WYPOSAŻENIE:

- drabina wejściowa,

- pomosty,

- urządzenia odgromowe,

- znaki ostrzegawcze lotnicze,

- urządzenia zapobiegające drganiom,

- urządzenia pomiarowo-kontrolne

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

54

WYPOSAŻENIE - DRABINKA

KOMINY

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

55

KOMINY

WYPOSAŻENIE - POMOST

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

56

Przyjmuje się obciążenie
technologiczne pomostów:
2,0 kN/m

2

lub skupione

3,0 kN.
Poręcze pomostów: 0,3 kN/m

KOMINY

POŁĄCZENIE KOMINA Z FUNDAMENTEM

Źródło [1]

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

57

Zakotwienia trzonów rurowych wymiaruje się wg PN-B-03215.

10-10-28

Konstrukcje metalowe - Wykład 21 b

58

BIBLIOGRAFIA

1. K. Rykaluk „Konstrukcje stalowe. Kominy, wieże, maszty” Oficyna Wydawnicza PWr,

Wrocław 2004

2. M. Łubiński, W. Żółtowski „Konstrukcje metalowe. Część II” Wydawnictwo Arkady,

Warszawa 2007

3. PN-90/B-03200 „Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i wymiarowanie
4. Materiały edukacyjne ESDEP
5. PN-B-03204:2002 „Konstrukcje stalowe. Wieże i maszty. Projektowanie i wykonanie”
6. PN-93/B-03201 „Konstrukcje stalowe. Kominy. Obliczenia i projektowanie”