MPDJX--5S0012 Drsna zapornica na vtoku v Mlinscico - Staticni … DOKUMENTACIJA... · RS, MOP Dunajska 47, 1000 Ljubljana Objekt: UREDITEV VODNE INFRASTRUKTURE ZA ZAGOTAVLJANJE POPLAVNE

Št. projekta: H52/15 1/18 Št. mape: MPDJ---5S/M01

Id. oznaka: MPDJX--5S0012

Datoteka: MPDJX--5S0012_ Drsna zapornica na vtoku v Mlinscico - Staticni izracun Datum: September 2016

Sprememba:

Opis spremembe:

Datum:

Podpis:

Investitor:

RS, MOP Dunajska 47, 1000 Ljubljana

Objekt:

UREDITEV VODNE INFRASTRUKTURE ZA ZAGOTAVLJANJE POPLAVNE VARNOSTI

ŽELEZNIKOV – I.FAZA Projektant:

Del objekta:

DERMOTOV JEZ

ID oznaka dokumenta izdelovalca:

Vrta načrta/prikaza:

5.2 Načrt hidromehanske opreme – Dermotov jez

Ime in priimek: (Podpis)

Identifikacijska št.:

Vsebina dokumenta/risbe:

Drsna zapornica na vtoku v Mlinsčico

Statični izračun

Odgovorni projektant: Martin Cmrekar u.d.i.g G-3884

Odgovorni vodja projekta: mag.Rok Fazarinc u.d.i.g. G-0644

Sodelavec - Projektant: Vrsta projekta

PGD Št. proj.: H52/15

Obdelal: Martin Cmrekar u.d.i.g G-3884 Klasifikacijska

oznaka C X - - - - - - - Stran/Št.strani:

1/18

Datum izdelave: September 2016 Merilo:

Indefikacijska oznaka: M P D J X - - 5 S 0 0 1 2 Rev.:




KAZALO

1.0 UVOD .................................................................................................................................................. 3

2.0 MATERIAL IN DOPUSTNE NAPETOSTI .................................................................................................. 4

2.1 DOPUSTNE NAPETOSTI ZA JEKLENE DELE .......................................................................................................... 4

2.2 DOPUSTNE NAPETOSTI ZA BETON ................................................................................................................... 7

3.0 HIDROSTATIČNI PRITISKI ...................................................................................................................... 8

4.0 NAPETOSTI .......................................................................................................................................... 9

4.1 GLAVNI NOSILEC ZAPORNICE ......................................................................................................................... 9

4.2 ZAJEZNA PLOČEVINA .................................................................................................................................. 11

4.3 PRIMERJALNE NAPETOSTI ........................................................................................................................... 12

4.4 NAPETOSTI V BETONU ................................................................................................................................ 13

4.4.1 Prag zapornice ................................................................................................................................. 13

4.4.2 Vodila .............................................................................................................................................. 14

5.0 DVIŽNA SILA ...................................................................................................................................... 15

5.1 DVIGOVANJE............................................................................................................................................ 15

5.1.1 Lastna teža zapornice ...................................................................................................................... 15

5.1.2 Sile trenja ......................................................................................................................................... 15

5.2 SPUŠČANJE .............................................................................................................................................. 15

6.0 NOSILEC POGONA .............................................................................................................................. 16

6.1.1 Notranje sile in momenti ................................................................................................................. 16

6.1.2 Kontrola napetosti ........................................................................................................................... 17

7.0 LITERATURA ....................................................................................................................................... 18




1.0 UVOD

Zapornica ki zapira vtok v Mlinščico je z glavnimi geometrijskimi podatki prikazana na sliki 1. Zapornica je drsne izvedbe in opremljena z ročnim pogonom z dvostransko nameščeno zobato letvijo. Zapira čisto odprtino dimenzij BxH=3,00x1,64 m Telo zapornice je varjena jeklena konstrukcija z gorvodno zajezno steno izdelana iz jeklenih pločevin in valjanih profilov kvalitete S235J2. Tesnenje zapornice je dolvodno in sicer na nožu zapornice je izvedeno s ploščato gumo, bočno tesnenje zapornice je izvedeno z notno gumo.

=Tes

niln

a ši

rina

3120

=

=R

azda

lja m

ed p

odpo

ram

i 320

0=

=Tesnilna širina 3120=

=Čis

ta o

dprt

ina

3000

=

=Čista odprtina 3000=

=Razdalja med podporami 3200=

Zapornica na vtoku v Mlinščico

Zapornica na prodnem izpustu

TOK VODEPRI ODPLAKOVANJU

SELŠKA SORA

4,5

TOK VODE

500

VTOK V MLINŠČICO

4

550

500

B

700

pred

nape

tje 4

462,00

B

pred

nape

tje 4

461,26

2000

Tab

last

a za

porn

ica

B/H

= 3

,0 /

2,0

mna

roč

ni p

ogon

na p

rodn

em iz

pust

u

prodni izpust .

naklonskibetonC18/20

vrh zapornice na vtoku v Mlinščico 462,00

vtok v Mlinščico

=3000=

463,00

Montažni nosilec pohod.podesta HEB 180,vroče cinkano(dobava drugih)

Tab

last

a za

porn

ica

B/H

= 3

,0 /

1,64

mna

roč

ni p

ogon

na

vtok

u v

Mlin

ščic

oz

mož

nost

jo a

vtom

atiz

acije

Pohodna vročecinkanarešetka h=40 mm,(dobava drugih)

1340

460,36

460,00

Sl. 1




2.0 MATERIAL IN DOPUSTNE NAPETOSTI

2.1 Dopustne napetosti za jeklene dele

Dopustne napetosti so vzete po DIN 19704. Za materiale St 37, St44 in St 52 po DIN 17100 so dopustne napetosti prikazane v tabeli 1 v skladu z DIN 19704 Tb 3. Dopustne napetosti so podane v N/mm2 ter velja:

10 daN/cm2 = 1 N/mm2

Tabela 1. Dopustne napetosti v N/mm2 za osnovni material

DIN 19704 Tb 3 Konstrukcija iz 7) izdelana iz materiala

Vrsta napetosti

St 37 N/mm2

St 42 N/mm2

St 52 N/mm2

Obtežbeni primer

NB BB AL NB BB AL NB BB AL Tlak in upogibni tlak, če je potreben dokaz stabilnosti po odstavku 6.4.2

140

160

185

151

173

200

210

240

280

Nateg in upogibni nateg, če ni potreben dokaz stabilnosti po odstavku 6.4.2

160

180

210

173

195

228

240

270

315

Strig 92 104 121 100 113 131 139 156 182 Primerjalna napetost 180 192 216 195 209 235 270 288 324 Primerjalna napetost v zajezni pločevini

204 204 216 222 222 235 306 306 324

7) Za druga jekla in jekleno litino lahko dopustne napetosti menjamo v razmerju z mejo plastičnosti. Za vezne elemente, vijake, zakovice, zvarjene spoje so dopustne napetosti podane v tabeli 2 v skladu z DIN 19704 Tb 4. Dopustne napetosti za strojne elemente bodo v skladu z DIN 19704 prikazane v točkah, kjer se le ti elementi računajo. Oznake v načrtih in statičnih izračunih za materiale se bodo uporabljale po slovenskem standardu SIST in evropskih normah EN ter nemškem standardu DIN (SIST EN 10025, SIST EN 10083 in EN 10088-1) zato podajamo v tabeli 3 še primerjalne oznake za glavne materiale. Za ostale materiale bodo primerjalne oznake navedene v točkah, kjer se elementi računajo.




Tabela 2. Dopustne napetosti v N/mm2 za spojna sredstva DIN 19704 Tb 4

Spojno sredstvo

Vrsta napetosti Konstrukcijski deli iz

St 37 in St 42 Konstrukcijski deli iz

St 52 Merodajni premer

Obtežbeni primer Obtežbeni primer NB BB AL NB BB AL Kovice po DIN 124 iz jekla St 36– 2 oziroma St 44 in Strig 140 160 185 210 240 28 Luknja prilagodni vijaki po DIN 7969, trdnostni razred 4.6 odn. 5.68) Naleganje - pritisk 280 320 350 420 480 500 Luknja za konstrukcijske dele iz jekla St 37/44 oziroma St 52 Vzdolžni nateg - kovica9) 48 54 63 72 81 94 Luknja Vzdolžni nateg - -vijak 100 114 133 150 171 200 Jedro Strig 112 128 148 168 192 226 Steblo Sidra z navojem10), sidrni vijaki, vijaki po DIN 7990, trdnostni razred 4.6 Naleganje -pritisk 224 256 296 336 384 452 Steblo oziroma 5.6 za konstruk. dele iz St 37/42 oziroma St 52 Vzdolžni vlek 100 114 133 150 171 200 Jedro

Varilni šivi Vrsta napetosti Oblika vara11) Kvaliteta vara

Čelni var (1) Var z dvojnim kotnim varom (2)

Vse kvalitete varov

Tlak in upogibni tlak

N n a a

160 180 210 240 270 315

HV var s kotnim varo (3 in 4)

Dokazana kvaliteta vara12)

Nateg in upogibni

p e s

160 180 210 240 270 315

Nedokazana kvaliteta vara

nateg t m o e

135 150 175 170 190 220

K in HV var stojine z dvojnim kotnim varom (5 in 6)


s r t

160

180

210

240

270

315

Vse kvalitete varov š

Nateg in upogibni nateg

p i r v e a

135

150

175

150

170

197


č n

135

150

175

150

170

197

HV var stojine s kotnim varom (7) Vse kvalitete varov o Kotni vari (8-11) Nateg in upogibni nateg

.

135

150

175

150

170

197

Vsi vari (1-11) Vse kvalitete varov Strig 135 150 175 150 170 197 HV var stojine s kotnim varom (7) Kotni var (8-11)

Vse kvalitete varov

Primerjalna napetost

135

150

175

150

150

197

Opozorilo: Pri uporabi visoko trdnostnih vijakov je potrebno upoštevati: 10) Za sidra brez navojev iz St 37, St 44 in St 52 veljajo napetosti iz tabele 3 DAST-Richtlinie 010 (Direction), January 1974 edition (application of high-strength screws and bolts for steel constructions) 11) Oznake vrst spojev z varilnim šivom odgovarjajo tabeli 1 v DIN 4101, July 1974 edition. issued by Deutscher Ausshuss fur Stahlbau, Eberplatz 1, 5000 Koln. 12) Z Rtg in ultrazvočno kontrolo je potrebno dokazati var brez razpok, veznih in korenskih napak _______ ter vključkov razen posameznih neznatnih vključkov žlindre in por. 8) Trdnostni razred vijakov v skladu z DIN 267, Part 3 9) Vzdolžno obremenjene zakovice samo v izjemnem slučaju




Tabela 3 PRIMERJALNE OZNAKE NAJPOGOSTEJE UPORABLJENIH SPLOŠNIH KONSTRUKCIJSKIH IN NERJAVNIH JEKEL SIST EN - DIN Splošna konstrukcijska jekla ( EN ) S − jeklo ... − št. oznaka meje tečenja JR − žilavost 27 kJ pri 20° C J0 − žilavost 27 kJ pri 0° C J2 − žilavost 27 kJ pri -20° C K2 − žilavost 40 kJ pri -20° C G1 − nepomirjeno G2 − pomirjeno G3,G4 − različni nabavni pogoji

Primerjava EN - DIN EN DIN

S235JR St 37-2

S235JRG1 USt 37-2

S235JRG2 RSt 37-2

S235J0 St 37-3 U

SPLOŠNA S235J2G3 St 37-3 N

KONSTRUKCIJSKA S275JR St 44-2

JEKLA S275J0 St 44-3 U

SIST EN 10025 S275J2G3 St 44-3 N

S355JR −

S355J0 St 52-3 U

S355J2G3 St 52-3 N

EN 10088

MARTENZITNO NERJAVNO X17CrNi16-2 X 20 CrNi 17 2

AVSTENITNO NERJAVNO X5CrNi18-10 X 5 CrNi 18 10

X6CrNiTi18-10 X6CrNiTi1810




2.2 Dopustne napetosti za beton

Vbetonirani deli se vgradijo v sekundarni beton C20/25 z računsko tlačno trdnostjo: 2

/20 mmNf ck = po EN 1992-1.

Normalni obremenitveni primer (NB):

2

,,

, /95,15,1

20mmN

f

NBcNBf

ckNBdop =

⋅=

⋅=

γγσ

5,1,

=NBfγ varnostni faktor za NB primer

5,1,

=NBcγ varnostni faktor za material za NB primer

Izredni obremenitveni primer (AL):

2

,

, /181,1

20mmN

f

ALf

ckALdop ===

γσ

1,1,

=ALfγ varnostni faktor za AL primer

2,1,

=ALcγ varnostni faktor za material za AL primer




3.0 HIDROSTATIČNI PRITISKI

- čista višina mmH 1640=

- čista širina mmB 3000=

- tesnilna višina mmH t 1640=

- tesnilna širina mmBt 3120=

- razmak med podporami mmBp 3200=

- max. kota vode mnmKV .462=

- max. kota praga mnmKP .36,460=

sp

2

p

p

1p

p

p4

p

3

zg

Sl.2

2/0164,0..64,136,46000,462 mmNsvmKPKVpsp ==−=−=

2

1 /01546,0..546,1094,064,1 mmNsvmp ==−=

2

2 /01106,0..106,144,0546,1 mmNsvmp ==−=

2

3 /00606,0..606,05,0106,1 mmNsvmp ==−=

2

4 /00106,0..106,05,0606,0 mmNsvmp ==−=

0=zgp




4.0 NAPETOSTI

4.1 Glavni nosilec zapornice

Geometrijske karakteristike prereza:

w 21 w Sl.3

mmB 4702 =

97,06,13470

32002=→=

⋅= I

p

B

Bν

mmBŠ I 45647097,02 =⋅=⋅=ν

- površina prereza:

2651828704568 mmA =+⋅=

- položaj težišča prereza:

mmA

Se x

T 3,506518

1,109287048456=

⋅+⋅⋅==

- vztrajnostni moment prereza:

4724210424,28,582870106503,468456 mmI ⋅=⋅+⋅+⋅⋅=

- odpornostni moment prereza:

357

1 1082,43,50

10424,2mmW ⋅−=

⋅=

357

2 1025,27,107

10424,2mmW ⋅=

⋅=

- strižna površina prereza

( ) 2108012302150 mmAstr =⋅⋅−=




Statične količine:

QB

T

Qp

q

B

Sl.4

mmNpBq sp /71,70164,04702 =⋅=⋅=

( ) ( )N

BBQ

BqM tpt 6

22

max 10863,92

3120320012028

8

312071,7

28⋅=

−⋅+

⋅=

−+

⋅=

NBq

Q t 120282

312071,7

2=

⋅=

⋅=

Kontrola napetosti:

2

5

6

1

max

1 /5,201082,4

10863,9mmN

W

M−=

⋅

⋅−=−=σ

2

5

6

2

max

2 /8,431025,2

10863,9mmN

W

M=

⋅

⋅==σ

2/1,11

1080

12028mmN

A

Q

str

===τ

Kontrola povesa:

mmB

fmmIE

Bqf p

dopp

0,4800

3200

8001,2

10424,2101,2384

320071,75

384

5

75

44

===<=⋅⋅⋅⋅

⋅⋅=

⋅⋅

⋅⋅=




4.2 Zajezna pločevina

Zajezna pločevina je razdeljena na pločevinska polja po sl.5.

Zajezna pločevina je polno vpeta na vseh štirih straneh.

pločevinsko polje

1x

3y

4x

4

b=1200

a=44

0

1y

3x

4y

t=8 mm3

Sl. 5

2

2

100 t

apk sp

⋅

⋅⋅=σ

7,2440

1200==

a

b

( ) 251 m=xk σ

( ) 8,71 m=yk σ

( ) 3,344 ±=yk σ

( ) 503 ±=xk σ

2

2

2

1 /4,128100

4400164,025mmNx m

m=

⋅

⋅⋅=σ

2

2

2

1 /9,38100

4400164,08,7mmNy m

m=

⋅

⋅⋅=σ

2

2

2

3 /8,248100

4400164,050mmNx ±=

⋅

⋅⋅±=σ

2

3 /5,78,243,0 mmNy ±=⋅=σ

2

2

2

4 /178100

4400164,03,34mmNy ±=

⋅

⋅⋅±=σ

2

4 /1,5173,0 mmNx ±=⋅±=σ




4.3 Primerjalne napetosti

2

,

22/204 mmNdoppryxyxpr =<−+= σσσσσσ

Točka 3

2

3 /8,24 mmNxx ±== σσ

( ) 2

31 /0,280,135,75,20 mmNyy −−=±−=+= σσσ

2

,

222

3, /204/3,33138,24138,24 mmNmmN dopprpr =<=⋅++= σσ

Točka 4

2

4 /1,5 mmNxx ±== σσ

( ) 2

41 /5,375,3175,20 mmNyy −−=±−=+= σσσ

2

,

222

4, /204/2,355,371,55,371,5 mmNmmN dopprpr =<=⋅−+= σσ




4.4 Napetosti v betonu

4.4.1 Prag zapornice

t

21 bb

q qp,1

e

p,2

b,p2

e p,2p,1

b,p1

Sl.6

mmNB

Gq

t

zp /02,2

3120

63001,

1, ===

NGz 63001,148

)1,441,148(90001, =

−⋅=

2

,

2

1,

1,

1, /0,9/1,046

02,2mmNmmN

e

qdopb

p

ppb =<≈== σσ

mmtbep 461928211, =⋅+=⋅+=

mmb 81 =

mmt 19=

mmNB

Gq

t

zp /0,1

3120

27002,

2, ≈==

NGz 2700630090002, =−=

2

,

2

2,

2,

1, /0,9/1,044

0,1mmNmmN

e

qdopb

p

ppb =<≈== σσ

mmtbep 441926221, =⋅+=⋅+=

mmb 62 =




4.4.2 Vodila

t

v,1

v

2

b,v

e

q

t1

Sl.7

mmNpB

q sptv /6,25

2

0164,03120

2=

⋅=

⋅=

( ) ( ) mmttbev 8819102302 211, =+⋅+=+⋅+=

2

,

2

1,

, /0,9/3,088

6,25mmNmmN

e

qdopb

v

vvb =<=== σσ




5.0 DVIŽNA SILA

Zapornico dvigujemo in spuščamo z ročnim pogonom z dvostransko nameščeno zobato letvijo.

Na dvižno silo vplivajo lastna teža zapornice in sile trenja.

5.1 Dvigovanje

Dvižna sila:

( ) kNFGfF trzdv 30)3,100,9(5,1.. =+⋅=Σ+⋅= → Dvižna sila: 50 kN (2x25 kN)

5,1=f varnostni faktor

5.1.1 Lastna teža zapornice

Teža zapornice:

kNkgGz 0,9900 ==

5.1.2 Sile trenja

kNFFF ttrdltrtr 3,100,43,6.,.,. =+=+=Σ

- trenje v drsnih letvah

kNRF ldltr 3,64215,0., =⋅=⋅= µ

15,0=lµ koef. trenja drsna letev (teflon) – jeklo

kNNBHpR tt 4241957312016400082,0 ≈=⋅⋅=⋅⋅= rezultanta hidr. sila na zapornico

2/0082,0

2

0164,0

2mmN

pp sp

=== povprečni hidrostatični pritisk

- trenje v tesnilih

kNNHfbpF tprgttr 0,4395216402)0,1250082,0(0,12)(. ≈=⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅= µ

5.2 Spuščanje

Potisna sila:

( ) kNFGfF trzp 0,2)3,100,9(5,1.. −=−⋅=Σ−⋅= → Potisna sila: 10 kN (2x5 kN)




6.0 NOSILEC POGONA

Nosilec pogona je okvirna konstrukcija obremenjena s silo .dvF oz. .spF , ki jo razvije ročni pogon

HAACON.

kNFdv 50. = dvigovanje (glej točko 5.0)

kNFsp 10. = spuščanje (glej točko 5.0)

6.1.1 Notranje sile in momenti

Notranje sile in momenti su določeni s pomočjo programa Tower 6.

Maksimalne statične količine se pojavljajo pri sili kNFdv 50. = . Rezultati izračuna so podani

spodaj.

2,36

-26,83

kN

kNm

2,36

kN

kNm

kN

2,36 2,36

kN

13,8

N

F /2

M

f

13,8

13,8

-13,8

9,37

26,83

25,83

(kN)(kNm)

(mm)

R

9,37

26,83

13,8

0,39

dv

-26,83

2xU200

HEB 300

2,57 25,83

HEB 300

dvF /2

(kN)

T

Sl.8




6.1.2 Kontrola napetosti

Prečni nosilec 2xUNP200

22

6

/140/251910002

1037,9

32202

13800mmNmmN

W

M

A

Ndop =<≈

⋅

⋅+

⋅=+= σσ

22/92/9

5,81682

25830mmNmmN

A

Tdop

str

=<=⋅⋅

== ττ

Steber HEB 300

22

6

6

/140/5,71068,1

1037,9

14900

26830mmNmmN

W

M

A

Ndop =<≈

⋅

⋅+=+= σσ

22/92/7,4

11269

13800mmNmmN

A

Tdop

str

=<=⋅

== ττ




7.0 LITERATURA

(1) Strojniški priročnik, B. Kraut, Ljubljana 1987

(2) DIN 19704, 19705, September 1976

DIN 19704-1, DIN 19704-2, DIN 19704-3, Avgust 1996

(3) SIST EN 10025, SIST EN 10088, SIST EN 10083

MONTAVAR PROJEKT LJ d.o.o.,

Družba za projektiranje, inženiring in svetovanje

SI-1000 LJUBLJANA, Valjhunova ulica 11

Tel.: 01-4345672, Tel. 01-4345673, Tel.: 01-4345674, Tel. 01-4345675, Fax.: 01-4345621

Izdelal: Cmrekar Martin univ.dipl.inž.grad.

Čistopis: Cmrekar Martin univ.dipl.inž.grad.

Ljubljana, September 2016

Documents

MPDJX--5S0012 Drsna zapornica na vtoku v Mlinscico - Staticni … DOKUMENTACIJA... · RS, MOP Dunajska 47, 1000 Ljubljana Objekt: UREDITEV VODNE INFRASTRUKTURE ZA ZAGOTAVLJANJE POPLAVNE