Störabspannungen für Stahlschornsteine

According to EN 1998‐4:2006 3.4 (4), elevated silos may be designed considering medium or high ductility class for the support structure, abbreviated DCM and DCH respectively, for which an overall behaviour factor q greater than 1,5 may be assumed. Undoubtedly, when a silo or tank supported by a sway frame or a vessel with integrated legs is considered, it is expected that plasticity will be induced due to the overall system's performance and thus, motion amplitudes will be reduced due to energy dissipation. However, the shell upper‐structure is a very thin‐walled class 4 cross section. Hence, it might fail due to buckling at much smaller motion amplitudes (corresponding to acceleration amplitudes) than those, which the support structure can follow without failing. Therefore, from the authors' point of view it is not sufficient to settle with a single behaviour factor for the overall structural system. Alternatively, a two‐step approach is recommended: With this two‐step approach it can be verified, that (sudden) buckling of the shell does not happen prior to the introduction of plasticity at the sub‐structure and in extension to the desired energy dissipation. The proposed two‐step approach is demonstrated by suitable examples with a different range of parameters. Therewith, it will be shown that the assumption of q = 1,5 for elevated silos or tanks can be unsafe. An improvement of the current EC8‐4 rules is proposed in order to enable a practical, safer and more efficient design procedure.

show abstract

“…Note, that with progressive stiffness, as is the case e.g. with masts or chimneys with guy ropes, the peaks fold to the right [27].…”

Section: Seismic Response Of An Sdof Oscillatormentioning

confidence: 86%

Seismic Design of Elevated Silos and Tanks – a Study on Behaviour Factors

Knoedel¹,

Gkatzogiannis²,

Holtschoppen³

et al. 2022

ce papers

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

On the dynamics of steel structures with X‐type bracing

Knoedel¹

2011

Stahlbau

View full text Add to dashboard Cite

In steel construction X‐type bracings are very often designed under the assumption that the compression diagonal will go slack and only the tension diagonal is accounted for in the structural analysis. With higher horizontal loads, when heavier diagonal sections are required, this assumption does not hold because the compression diagonal develops a considerable buckling load and thus will contribute to the horizontal stiffness of the bracing. If we look at the dynamic behaviour of such a bracing we will find, that we cannot define a natural frequency in the classical sense, since the stiffness of the system is switching during its cyclic motion. This has also implications on the maximum amplitude which will develop under harmonic excitation. These effects are investigated with realistic cross section of a steel structure; conclusions for practical design are given. Dynamisches Verhalten von Stahlbauten mit Kreuzverbäden. Kreuzverbände in Stahlbauten werden häufig unter der Annahme bemessen, dass die Druckdiagonale schon bei kleinsten Lasten ausfällt. Verschiebungen und Eigenfrequenzen werden dann unter ausschließlichem Ansatz der Zugdiagonalen ermittelt. Dieser Ansatz kann für Diagonalen mit Rund‐ oder Flach‐Querschnitten realitätsnahe sein. Wenn größere Horizontallasten abzutragen sind, wie dies häufig im Anlagenbau der Fall ist, werden z. B. Diagonalen aus Doppelwinkeln gewählt. Deren aufnehmbare Drucknormalkraft ist nicht mehr vernachlässigbar, so dass der oben beschriebene Ansatz nicht mehr realitätsnah ist. Im folgenden Artikel wird das dynamische Verhalten dieser Verbände genauer untersucht. Anhand eines stahlbautypischen Beispiels, welches einer Veröffentlichung von Çeltikçi et al. [1] entnommen ist, wird die tatsächliche Arbeitslinie eines Verbandsfeldes mit einem Schaltpunkt und unterschiedlichen inkrementellen Steifigkeiten entwickelt. Die Abschätzungen nach den üblichen ingenieurmäßigen Berechnungsverfahren werden einer numerischen Simulation gegenübergestellt. Als Ergebnis wird festgestellt, dass die vereinfachende Abschätzung, bei der nur die Zugdiagonalen angesetzt werden, hinsichtlich der dynamischen Amplituden auf der sicheren Seite liegt.

show abstract

Erdbebenbemessung von Tanks – Erfahrungen aus der Praxis

Knödel

Heß²

2011

Stahlbau

View full text Add to dashboard Cite

Bei der Erdbebenbemessung im Hoch-und Anlagenbau werden die Massen des Tragwerks und der Ausrüstung meistens auf den Deckenebenen zusammengezogen. Gemeinsam mit den horizontalen Geschosssteifigkeiten, die man aus dem Aussteifungssystem ableitet, verfügt man über alle Informationen, die man zum Formulieren eines Feder-Masse-Schwingers benötigt. Die Antworten dieses dynamischen Systems werden dann entweder instationär durch Aufbringen unterschiedlicher Beschleunigungs-Zeitverläufe ermittelt oder stationär durch Verwendung eines Antwortspektrums. Bei Tanks ist es etwas schwieriger, zu hand-tauglichen Rechenmodellen zu kommen, da die Flüssigkeit statt der Kragarmschwingung auch noch eine Schwappbewegung ausführt und Kräfte zwischen Tank und Flüssigkeit nur durch Druckkontakt übertragen werden können. Die Tankwand selbst kann als dünnwandige Membran dehnungslose Verformungen in Form von Fourier-Harmonischen ausführen. Im vorliegenden Beitrag werden die Grundlagen der Erdbebenbemessung bei Tanks beleuchtet und anschließend Beispiele aus der Bemessungspraxis genannt.Seismic design of tanks -Practical experience. When designing skeletal structures for plants in seismic hazard areas you consider the masses of the structure and the equipment, the stiffnesses of the bracing systems and thus model your structure into a springmass-oscillator. Depending on the desired degree of accuracy the actual masses are condensed in many or only a few mass lumps, the bracing systems are considered to have linear restoring forces or non-linear features are included. The response of this dynamic model is then calculated transiently by applying several different artificial ground acceleration time histories or steady state by using a given peak ground acceleration spectrum. With tanks it is much more difficult to extract easy-to-handle calculation models: the liquid may perform a sloshing motion rather than a cantilever oscillation; accelerations can be transferred into the liquid by compression between the tank wall and the liquid only, while the tank wall itself is a thin-walled membrane which may undergo strainless deformation modes in the shape of Fourierharmonics. In the present paper we well have a short look on the basics of seismic design and report on some tanks of different sizes, where we were involved in the seismic design.

show abstract

Störabspannungen für Stahlschornsteine

Cited by 6 publications

References 2 publications

Seismic Design of Elevated Silos and Tanks – a Study on Behaviour Factors

Seismic Design of Elevated Silos and Tanks – a Study on Behaviour Factors

On the dynamics of steel structures with X‐type bracing

Erdbebenbemessung von Tanks – Erfahrungen aus der Praxis

Contact Info

Product

Resources

About