Kominy stalowe

Projekt koncepcyjny

Wykonała: Patrycja Pułaniak

-

Wolno stojące, jedno- lub wieloprzewodowe,

- Jednoprzewodowe z odciągami,

- Jedno- lub wieloprzewodowe z konstrukcją
wsporczą,

- Jedno- lub wieloprzewodowe w wieży kratowej,

1. Systemy konstrukcyjne kominów

KOMINY WOLNO STOJĄCE

•

Najczęściej stosuje się wolno stojące kominy jednoprzewodowe dla

których iloraz H/D zawiera się w przedziale 20-50, zależnie od strefy
wiatrowej i przyjętych naddatków na korozję.

• Kominy wolno stojące podwójne i potrójne stosuje się wtedy, gdy
trzeba odprowadzić gazy z kotłowni mającej kilka kotłów.

•Kominy dwuprzewodowe łączy się ze sobą za pomocą pomostów
roboczych, kominy trójprzewodowe za pomocą skratowania.

1. Systemy konstrukcyjne kominów

1. Systemy konstrukcyjne kominów

KOMINY Z ODCIĄGAMI

•

Stosuje się wtedy, gdy iloraz H/D jest na tyle duży, że komin wolno

stojący nie spełniałby warunku nośności i użytkowalności. Odciągi w
miejscu połączenia z trzonem stanowią przytrzymanie sprężyste w
kierunku poziomym.

• Ze względu na zmniejszenie placu zabudowy oraz kosztów
inwestycji stosuje się po trzy odciągi w planie, ułożone pod kątem
120

0

. Kąt nachylenia do płaszczyzny poziomej cięciwy odciągu

powinien wynosić od 45

0

do 60

0

,

• Odciąg jest zamocowany u dołu w żelbetowym bloku kotwiącym. W
pobliżu bloku kotwiącego w każdą linę musi być wpięta śruba
rzymska, służąca do wprowadzenia siły naciągu wstępnego.

1. Systemy konstrukcyjne kominów

KOMINY Z KONSTRUKCJĄ WSPORCZĄ

•

Konstrukcją wsporczą może być: trójnóg pełnościenny,

kratownicowy lub budynek,

• Elementami trójnogu są zastrzały, które są korzystniejsze od
odciągów ponieważ ich kąt nachylenia może dochodzić do 75

0

(mniejsza powierzchnia zabudowy i brak potrzeby wprowadzania sił
naciągu wstępnego)

• Podparcie trzonu na trójnogu w kierunku poziomym odbywa się za
pomocą pierścienia o przekroju skrzynkowym zamkniętym.
Przekazanie obciążenia poziomego z trzonu na pierścień odbywa się
bezpośrednio lub pośrednio.

• Pierwszy przypadek wymaga dużej dokładności wykonawstwa , a
zwłaszcza zminimalizowania owalności rury.

1. Systemy konstrukcyjne kominów

KOMINY W WIEŻY KRATOWEJ

• Wysokość kraty H

1

może wynosić 0,5-0,95H, w zależności od

nośności na zginanie samego trzonu i momentu wywracającego od
działania wiatru na trzon na odcinku (H-H

1

) i na galerię komina.

• Profil pionowy wieży może być: równoległościenny z poszerzeniem w
strefie dolnej, jednostajnie zbieżny lub wielokrotnie załamany.

• Kraty typu b i c mają dużą liczbę węzłów różnorodnych oraz rosnącą
ku dołowi długość wyboczeniową krzyżulców, co wymaga
zastosowania wykratowania drugorzędnego w strefach dolnych tych
krat.

Kombinacja podstawowa SGN w I sytuacji obliczeniowej

• Obciążenie stałe – ciężar własny trzonu zwiększony o połowę
naddatku korozyjnego,

• Obciążenie wiatrem – w linii jego działania dla 3-letniego okresu
eksploatacji,

• Obciążenie technologiczne – z pominięciem pomostów i drabin,

• Obciążenie różnicą temperatury komina z odciągami

Kombinacja podstawowa SGN w II sytuacji obliczeniowej

• Obciążenie stałe,

• Obciążenie wiatrem – w linii jego działania dla całkowitego czasu
eksploatacji,

• Obciążenie technologiczne – z pominięciem pomostów i drabin,

• Obciążenie różnicą temperatury komina z odciągami

8. OBCIĄŻENIA STATYCZNE

Kombinacja podstawowa SGU w I sytuacji obliczeniowej

• Obciążenie stałe – ciężar własny trzonu zwiększony o połowę
naddatku korozyjnego,

• Obciążenie wiatrem – w płaszczyźnie prostopadłej do linii jego
działania wywołane wzbudzeniem wirowym,

• Obciążenie technologiczne – z pominięciem pomostów i drabin,

Kombinacja wyjątkowa SGN w I sytuacji obliczeniowej

• Obciążenia stałe

• Obciążenie wiatrem – w linii jego działania dla 3-letniego okresu
eksploatacji,

• jedno, najbardziej niekorzystne, dla rozpatrywanego elementu
konstrukcji, obciążenie wyjątkowe jak: siły parasejsmiczne, siły
wywołane deformacją podłoża.

8. OBCIĄŻENIA STATYCZNE

Występują w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku działania wiatru i
są wywołane wzbudzaniem wirowym od regularnego odrywania się
wirów Bernarda-Karmana.

Obciążenie można pominąć, gdy:

• komin ma odciągi, turbulizatory lub mechaniczne tłumiki drgań,

• prędkość krytyczna jest większa niż

• liczba Scrutona Sc jest większa niż 15

9. OBCIĄŻENIA ZMĘCZENIOWE

kr

v

te

k

C

v

Efektywne oddziaływanie wiatru na konstrukcję

10. OBCIĄŻENIA WIATREM

wg PN-77/B-02011

wg PN-EN1991-1-4

C

C

q

p

e

k

k











pe

p

e

c

q

w





p

k

– obciążenie charakterystyczne wywołane działaniem wiatru

w

e

– zewnętrzne ciśnienie wiatru

q

p

– wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru

q

k

– charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru

C

e

– współczynnik ekspozycji

– współczynnik działania porywów wiatru
C – współczynnik aerodynamiczny
c

pe

– współczynnik ciśnienia zewnętrznego

2. Dane wyjściowe

Obiekt: Komin stalowy

Lokalizacja: Katowice
(I strefa wiatrowa i śniegowa)

Wysokość: 120m

Dane gruntowe: Żwiry średnie

Przyjęto:

Średnicę wylotową: 2m

2. Dane wyjściowe

• Komin projektuje się jako wolnostojący, jednoprzewodowy,

• Zakłada się, że:

- ciąg zostanie wymuszony poprzez wentylator,
- temperatura wlotowa gazów wynosić będzie 250

o

C,

- komin ocieplony zostanie wełną mineralną Rockwool

gr. 5cm,

umieszczoną na zewnątrz komina, osłoniętą blachą
ocynkowaną grubości 5mm.

Wyznaczenie prędkości przepływu spalin:

Prędkość empiryczna, dla której nie występuje cofanie

spalin do wnętrza komina:

gdzie: H – wysokość komina

]

/

[

84

,

8

120

5

.

0

5

.

0

6

.

0

6

.

0

s

m

H

v

w









2. Dane wyjściowe

Potrzebna prędkość gwarantująca odprowadzenie

zadanej ilości gazów:

Przyjęto ciąg sztuczny, utrzymujący przepływ spalin na
poziomie:

v=13m/s.

]

/

[

12

0

.

2

3600

140000

4

3600

4

2

2

s

m

D

V

v

w

w

















3. Wariant I

Komin z odciągami na dwóch
poziomach

-I poziom odciągów zlokalizowany jest na
wysokości
H

1

= 50m

-II poziom odciągów zlokalizowany jest na
wysokości
H

2

= 100m

-Każdy z poziomów składa się z trzech odciągów,
rozmieszczonych względem siebie co 120

o

(w

rzucie)

4. Wariant II

Komin z konstrukcją wsporczą

- Konstrukcja wsporcza: trójnóg, który
stanowią pełnościenne kształtowniki
walcowane,

- Miejsce przyłożenia podparcia znajduje się
na wysokości 48m i realizuje się pośrednio
poprzez obwodowy pierścień skrzynkowy.