根据EN 1991-1-4加载和圆形钢瓶翻转的安全性

技术文章

本文讨论了风荷载对力系数的确定以及倾斜引起的稳定系数的计算。

倾斜安全系数<1:倾覆部件的危险。
倾斜安全系数= 1:静态扭矩和倾覆力矩相同。该模型不稳定,不能排除它倾斜。
倾斜安全系数> 1:模型没有翻倒的风险。

例子

该实例中的圆柱体的直径为2.5米,高度为6米。该场地位于风荷载区2,地形类别为3。

图01 - 风荷载

基本速度的基本值:
b0 = 25.0 m / s 

定向因素:
c dir = 1

Jahreszeitenbeiwert:
c season = 1

空气密度为1,013 hPa气压,T = 10°C:
ρ= 1.25 kg /m³

空气运动韧性:
ν= 15∙10 -6

基本费率
b = c dir ∙c season ∙v b0 = 25.0 m / s 

基地高速打印:
q b = 1/ 2 ∙∙∙v b 2 = 0.391 kN /m²

阵风速度压力:
q p = 1.5∙q b = 0.586 kN /m²

阵风速度:
$$ {\ mathrm v} _ \ mathrm {ze} \; = \; \ sqrt {\ frac {2 \; \ cdot \; {\ mathrm q} _ \ mathrm p} {\ mathrm \ rho}} \; = \; 30.619 \; \ mathrm m / \ mathrm s $$

等效粗糙度:
k = 0.2 mm(镀锌钢)

等效粗糙度和宽度比:
k / b = 8∙10 -5

雷诺数:
$$ {\ mathrm R} _ \ mathrm e \; = \; \ frac {\ mathrm b \; \ cdot \; {\ mathrm v} _ \ mathrm {ze}} {\ mathrm v} \; = \; 5.1 \; \倍\; 10 ^ 6 $$

具有无限细长度的圆柱体的基本力:
$$ {\ mathrm c} _ {\ mathrm f0} \; = \; 1,2 \; + \; \ frac {0,18 \; \ cdot \; \ log \;({\ displaystyle \ frac {10 \; \ cdot \; \ mathrm k} {\ mathrm b}})} {1 \; + \ 0,4 \; \ cdot \; \ log \;({\ displaystyle \ frac {{\ \ mathrm R} _ \ mathrm e} {10 ^ 6}})} \; = \; 0,7666 $$

有效减肥:
λ= 1 / b = 2.4

折减系数:
ψλ= 0.65

Strukturbeiwert:
c s c d = 1

参考面:
答案 = l∙b = 15平方米

Kraftbeiwert:
全称 = C f0的 ∙ψλ= 0.498

风力发电:
F w = c s c d ∙c f ∙q p ∙A ref = 5.807 kN

风的面积负荷:
F w = F w / A ref = 0.387 kN /m²

由于倾斜导致的稳定性因素

圆柱高度:
h = 6米

支撑距离:
a = 1.35米

净重:
F G = 18.495 kN

倾刻:
M K = F w h / 2 = 11.614kNm

站在时刻:
M S = F G ∙a / 2 = 11.097 kNm

倾斜安全系数:
η= M S / M K = 0.955

当通过RFEM计算时,可以从结果产生的位置看出它在其延伸部分中位于圆柱体的倾斜边缘的后面。因此,如果没有额外地固定支撑件以拉出,则该模型将是不稳定的。

图02 - 结果的位置

文学

[1] 欧洲规范1:对结构的作用 - 第1-4部分:一般作用 - 风荷载; EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 + AC:2010
[2] 国家附录 - 国家确定的参数 - 欧洲规范1:对结构的作用 - 第1-4部分:一般作用 - 风荷载

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