Statical_calculation.pdf

Statical and construction planning of building- and technological steel structures

PLANNING AND DEVELOPING OF STEEL CONSTRUCTIONS

2400 Dunajvros, Kztrsasg t 12. 10/4.

e-mail: [email protected]

S-CAD work number: 15641

STATICAL CALCULATION

PROJECT: Steel structure BUILDER: Mayfran International BV Confidential and Proprietary LOCATION: CHINA CUSTOMER: ZOLEND Ltd., HUNGARY WORK NUMBER: 14W4062

10/05/2015, Dunajvros

S-CAD Ltd. H-2400 Dunajvros, Kztrsasg u. 12 X/4. E-mail: [email protected]

- 2 / 4 -

Calculation model: A detailed statical model was created of beam and truss elements. The design of steel elements was carried out by a built-in steel design module of AXIS VM 12. The method of reduction factors was applied for the design calculations.

Flow chart of calculation


- 3 / 4 -

1.) Dead load: Self weight is generated by the "AXIS VM"-program, depends on the used sections Installation approx. = 0.4 2m

kN (railing, gratings, etc.)

Grinding system loads= 10 kN / leg

G=1.35 2.) Live loads: 2.1 Imposed loads: 2.11 General: 3 2m

kN distributed on floor vertically (class C1 EC1 )

G=1.5

3.) Imperfection load for steel structure:

( )

( ) ( )

( ) kN11.61900003.0Nn,hH

003.0715.052

2001n

h2

2001n,h

715.044115.0

n115.0n

Edi

m

m

==q=

==a=q

=

+=

+=a

3.) Load combinations MSZ EN 1990:2002/A1:2006, EN 1990:2000 4.1 (ULS (a,b))

4.2 Seismic

4.3 Characteristic


- 4 / 4 -

4.4 Frequent

4.5 Quasipermanent

5.) Materials: Steel S235JRG2 (S235 EN 10025-2 according to Eurocode-3) E=20600 2cm

kN fu = 36 2cmkN fy = 23.5 2cm

kN M1=1.1

Maximum allowable stresses: 23.5/1.1 = 21.3 2cmkN

6.) Topological data See appendix: Appendix_FEM_report 7.) The statical calculations are made by "AXIS VM v.12.0" finital-element method program; the result can be found on the next pages. (see http://www.axisvm.eu) 8.) Maximum maximorum of results: Maximum negative stress= -17.55 2cm

kN < 21.3 2cmkN Thus suitable!

Maximum positive stress= +17.08 2cmkN < 21.3 2cm

kN Thus suitable!

9.) Maximum nodal displacements: e(x) = 0.025 mm < H/150 = 33 mm Thus suitable! e(y) = 8.152 mm < H/150 = 33 mm Thus suitable! e(z) = 4.089 mm < L/300 = 33 mm Thus suitable! 8.) Maximum efficiency (stability check): Beam: k(max) = 0.596 < 1 Thus suitable! Column: k(max) = 0.394 < 1 Thus suitable! 9.) Maximum reactions: Rz(max) = -236.42 kN (SLS)

Statical and construction planning of building- and technological steel structures PLANNING AND DEVELOPING OF STEEL CONSTRUCTIONS




Designers statement



2,210

5,055

4,895

4,0950,800

2,0431,7801,5561,7801,5561,5841,5561,7801,5561,7801,5561,7801,5561,7981,233

24,894

0,726 2,610

22,135

0,9642,0290,770 1,244 0,7702,1300,7702,0530,7702,0790,7702,0732,6702,1840,860

2,210

4,895

4,0950,800

[236]

[237]

[238]

[239]

[240]

[241]

[242]

[243]

[244]

[245]

[246]

[247]

[248]

[259]

[262]

[266]

[267]

[268]

[269]

[270]

[271]

[272]

[273]

[274]

[275]

[276]

[277]

[278]

[279]

[280]

[281]

[282]

[283]

[287]

[289]

[291]

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

HE240B

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

U120

HE240B

U120

U120

GG

G

G

G

G

G

G

GG

GG

GG

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-10,00

-3,00

GG

G G

G G

-0,350

-0,721

-0,051

-0,230

-0,417

0,167

-3,947

-3,036

-2,982

-5,487

-3,191

-0,355

-0,439

-2,861

-0,568

-1,470

-0,330

-0,079

0,039

-5,395

-0,035

-0,022

-5,775

-0,255

-4,034

-0,158

-4,733

-0,156

-0,100

-4,321

-1,146

-3,044

-0,796

-0,006

0,021

-0,524

-0,348

-0,300

-0,098

-0,651

-0,274

0,093

0,150

-6,463

-0,255

-4,385

-0,046

-0,649

-0,107

-0,145

0,090

0,356

-3,951

-5,836

-0,194

-0,039

-1,362

-0,100

-0,037

-0,038

-0,017

-0,771

0,235

0,252

0,238

1,240

-6,764

0,503

0,446

1,656

1,592

-4,968

0,629

0,492

2,252

-1,364

-0,201

-1,210

-0,217

-1,773

-0,171

-0,394

-0,033

-0,568

-0,008

-0,847

-0,134

-0,862

-0,150

-1,261

-0,127

-0,278

-0,025

-0,361

0,151

-2,597

-1,779

0,095

-2,685

-2,857

-2,103

-8,258

-6,002

-9,025

-6,548

-7,455

-5,283

-0,392

-0,432

-0,338

-1,345

-1,234

-0,955

-0,911

0,480

0,494

-8,888

-2,494

-3,842

-0,119

-6,498

-1,819

-2,741

-0,060

-0,045

0,210

-1,117

-0,550

-2,096

-0,975

-1,634

-0,618

-2,023

-0,834

-2,278

-0,998

-3,218

-0,001 -0,001

0,051 0,068

-0,287 -0,200

-0,007 -0,007 -0,007 -0,007

0,228 0,310

-0,012

0,002

-0,685

-0,308

-0,013

-0,061

-0,015

-0,252

-0,026

-0,151

-0,020

-0,151

-0,021

-0,212

-0,003

-0,022

-0,014

-0,091

0,006

-0,702

-0,009

-0,040

-0,011

-0,116

-0,015

-0,094

-0,012

-0,084

-0,012

-0,122

-0,001

-0,010

-0,006

-0,052

0,012

-0,397

-3,215

-1,703

-3,634

-1,865

-2,585

-0,147

-0,574

-0,566

-0,699

-0,577

-0,671

-0,596

-0,776

-0,250

-0,520

-1,308

-0,026

-0,181

-0,181

-0,229

-0,185

-0,216

-0,210

-0,330

-0,080

-0,225

-0,664

-0,328

-0,151

-0,941

-0,428

-0,045

-0,008

-0,020

-0,006

0,226

0,396

-0,083

-0,035

0,383

-0,684

0,626

-0,275

0,031

0,042

-0,060

-0,045

-0,021

-0,022

-0,011

-0,009

-0,159

-0,004

-0,065

-0,091

-0,061

-0,024

-0,051

-0,058

-0,058

-0,020

-0,022

-0,022

-0,052

-0,022

0,008

0,001 0,001

-0,037

-0,013

-0,053

-0,022

-0,023

-0,012

-0,052

-0,058

-0,057

-0,021

-0,022

-0,022

-0,021

-0,052

-0,022

-0,023

-0,010

-0,052

-0,058

-0,058

-0,020

-0,022

-0,022

-0,052

-0,052

-0,022

-3,18

-0,13

-1,79

-0,42

-2,65

-0,24

-0,38

-0,05

-0,15

3,11

0,14

1,80

0,45

2,76

0,24

0,34

0,

0,07

-1,17

-1,23

-0,20

-2,73

-0,79

-1,48

-0,06

1,23

1,21

1,31

0,41

2,70

1,18

1,19

0,14

1,10

0,15

-1,46

-0,97

2,29

1,32

-0,29

-1,37

-1,28

-1,30

-2,07

-1,19

0,27

1,37

1,35

1,91

1,56

-2,52

-1,77

0,97

2,01

-0,66

-0,73

-2,04

-2,97

2,61

2,73

-0,79

-1,04

-0,32

-1,02

-2,37

0,82

0,89

0,22

1,72

2,04

-4,21

-4,47

-4,72

-2,23

4,20

5,89

1,24

-0,68

-3,19

-1,64

-5,38

1,39

2,87 2,73

4,51

-0,90

-1,07

-0,64

-3,77

-3,81

0,65 0,85

0,54

5,56

1,91

-1,31

-2,07

-4,96

1,64 2,02

1,38

2,10

3,29

-0,32

-0,74

-0,40

-4,04

-2,47

0,22

1,17

0,44

2,01

3,24

-1,08 -1,64

-0,42

-2,23

-1,99

1,00

0,92 1,12

0,55

0,94

3,42

-0,46

-0,50

-2,12

0,18

2,30

-0,54

-2,64

-1,98

0,61

2,67

-3,10

-0,78

2,79

1,50

-2,21

-2,83

1,74

-4,28

-0,46

-6,75

-0,24

4,27

0,45

6,74

0,24

-0,65

-10,35

-0,17

0,61

10,29

0,17

-0,42

-0,70 -0,51

-9,25

-6,76

-0,11

0,43

0,71 0,53

9,26

6,75

0,12

-0,41

-9,62

-6,80

-0,11

0,38

9,59

6,79

0,11

-0,65

-1,26 -0,68

-9,80

-6,28

-0,21

0,71

1,31 0,76

9,89

6,29

0,21

-0,47

-1,02 -0,76

-9,60

-5,19

-0,39

0,40

0,95 0,65

9,50

5,17

0,39

-9,83

-2,31

-2,41 -1,55

-3,87

-0,19

-2,11

-0,47

9,71

2,41

2,52 1,72

4,03

0,20

2,00

0,48

-0,74

-1,86 -1,32

-11,57

-7,26

-0,67

0,59

1,71 1,11

11,35

7,18

0,66

-0,28

-11,35

-5,64

-0,74

0,36

11,48

0,74

-0,66

-1,11 -0,34

-8,32

-5,20

-0,17

1,11

1,56 0,73

8,71

5,70

0,17

-0,62

-0,96 -0,75

-10,12

-5,87

-0,74

0,59

0,93 0,66

10,04

5,91

0,74

-0,18

-8,60

-8,31

-0,45

0,13

8,56

0,44

-2,402,35

-1,71

-0,22

-0,40

-0,09

-0,14

1,71

0,20

1,11

2,23

0,14

-0,07

-0,34

-0,28

0,07

0,33

0,27

-0,07

-0,34

-0,36

0,07

0,34

0,36

-0,07

-0,32

-0,28

0,08

0,34

0,29

-0,52

-0,77

-0,52

-0,57

-0,57

0,53

0,77

0,53

0,58

0,57

-0,58

-0,76

-0,59

-0,66

-0,67

0,58

0,76

0,59

0,66

0,67

-0,54

-0,78

-0,51

-0,58

-0,56

0,53

0,77

0,50

0,57

0,55

-0,79

-0,76

-0,83

-0,47

-0,52

0,81

0,78

0,85

0,49

0,54

-0,84

-0,77

-0,82

-0,60

-0,58

0,84

0,77

0,82

0,61

0,58

-0,80

-0,79

-0,85

-0,48

-0,53

0,77

0,76

0,83

0,46

0,51

-0,77

-1,57

-1,62

0,79

1,59

1,64

-0,77

-1,87

-1,85

0,77

1,87

1,85

-0,79

-1,56

-1,60

0,76

1,53

1,57

-0,64

-2,84

-2,63

0,67

2,86

2,65

-0,55

-3,60

-3,15

0,55

3,59

3,15

-0,81

-2,62

-2,67

0,78

2,60

2,65

-0,90

-2,51

-2,23

0,77

2,38

2,10

-0,82

-2,44

-2,56

0,82

2,44

2,56

-0,77

-2,28

-2,03

0,89

2,42

2,16

-0,78

-2,25

-2,15

0,82

2,30

2,20

-0,78

-2,51

-2,55

0,78

2,51

2,55

-0,80

-2,29

-2,16

0,76

2,25

2,12

-0,65

-0,57 -0,69

-0,24

-0,09

-0,30

0,66

0,58 0,71

0,25

0,08

0,32

-0,10

-0,28

-1,34

0,09

0,27

1,33

-0,62

-3,82

-0,21

-0,81 -0,12

-1,65

-0,16

-7,08

-0,46

-0,85 -0,79

-3,72

-0,93

-7,19

0,68

4,61

1,10

1,92 1,47

3,02

2,12

7,34

0,72

1,02 0,91

3,84 3,64

7,28

-1,08

-7,28

-0,66

-0,96

-0,18

-5,08

-8,18

-0,37

0,97

7,15

2,54

3,25 0,97

5,07

8,05

0,35

-0,36

-15,25

-0,51

-13,27

-10,40 -11,61

-7,22

-10,88

-0,74

-17,55

-0,89

-6,22

-1,08

-3,82

-0,71

-1,79

-0,45

-2,85

-0,35

-1,07

-0,21

-2,04

-0,51

-0,96

-0,41

-0,53

-0,41 -0,56

-0,22

-0,36

-0,05

0,54

14,22

1,08

5,75

17,08

10,0315,95

7,30 7,87

1,60

16,01

0,62

6,62

0,81

2,96

0,56

1,70

0,50

2,33

0,25

0,93

0,14

1,91

0,53

0,79

0,32

0,68

0,22

0,5

0,0

0,66

0,

-0,21

-0,42

0,23

0,43

-0,17

-0,50 -0,45

-0,74

-0,73

-0,17

-0,88

0,17

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0,054

0,350

0,394

0,320

0,123

0,241

0,389

0,121

0,099

0,178

0,286

0,242

0,368

0,190

0,314

0,429

0,231

0,288

(0,186)

(0,214)

(0,532)

(0,443)

(0,480)

(0,426)

0,269

0,176

0,111

0,186

0,108

(0,129)

(0,129)

(0,104)

(0,092)

(0,092)

0,025

0,025

0,011

0,011

0,016

0,016

0,023

0,023

0,009

0,009

0,008

0,008

0,003

0,003

0,006

0,006

0,003

0,003

0,016

0,016

0,017

0,017

0,003

0,003

0,011

0,011

0,004

0,004

(0,104)

(0,104)

0,020

0,020

0,011

0,011

(0,049)

(0,049)

0,020

0,020

0,009

0,009

0,008

0,008

0,003

0,003

0,005

0,005

0,003

0,003

(0,098)

(0,098)

0,019

0,019

0,011

0,011

(0,046)

(0,046)

0,020

0,020

0,009

0,009

0,008

0,008

0,003

0,003

0,005

0,005

0,003

0,003

0,013

0,012

(0,270)

(0,274)

(0,175)

(0,166)

(0,034)

(0,070)

(0,097)

0,101

0,029

0,074

0,059

0,057

0,026

0,114

0,082

0,076

0,144

0,152

0,243

0,250

0,036

0,143

0,343

0,349

0,143

0,131

0,333

0,342

0,140

0,276

0,353

0,364

0,158

0,190

0,310

0,319

0,166

0,175

0,125

0,135

0,097

0,367

0,362

0,369

0,123

0,311

0,371

0,406

0,197

0,197

0,305

0,310

0,157

0,320

0,314

0,322

0,101

0,184

0,292

0,300

0,065

0,225

0,185

0,064

0,248

0,201

0,047

0,254

0,206

0,031

0,217

0,185

0,052

0,183

0,100

0,213

0,383

0,428

0,213

0,256

0,230

0,154

0,202

0,223

0,254

0,170

0,083

0,254

0,208

0,127

0,139

0,137

0,281

0,549

(0,112)

(0,111)

0,051

0,153

(0,107)

(0,107)

0,014

0,014

(0,051)

(0,051)

0,010

0,010

0,009

0,009

(0,088)

0,025

0,025

0,021

0,021

(0,163)

(0,099)

(0,099)

(0,026)

(0,026)

(0,042)

(0,042)

0,009

0,009

0,008

0,008

(0,313)

(0,249)

(0,249)

(0,136)

(0,084)

(0,084)

Statical and construction planning of building- and technological steel structures PLANNING AND DEVELOPING OF STEEL CONSTRUCTIONS




TECHNICAL DESCRIPTION




- 2 / 5 -

1. General description This welded and site bolted contruction is developed by S-CAD Ltd based on source data files received from costumer. During the process of planning, the requirements had to be fulfilled in accordance of full list of statical criterias as well as the requirement of the producing/assembling processes such as: - commonly used sections - optimization for facilities for factory pre-production - assuring of hot zinc galvanising - simplifying of site contruction - assuring of within narrow limits of elements - avoiding of arise of local corrosion points In case of opposing requirements, priorities have to be set; and in accordance with those the possible the compromised solutions has to be revised. However in those cases the structure will not fulfil all and every requirements, for example some inspection and maintenance works could be performed with additional restrictions and relevant occupational health and safety regulation must be followed. 2. Structural specifications: Used standards: MSZ EN 1990 Eurocode 0: Basis of Structural Design MSZ EN 1991 Eurocode 1: Actions on structures MSZ EN 1993 Eurocode3: Design of steel structures MSZ EN 10025 European structural steel standard MSZ EN ISO 898 Mechanical and physical properties for metric fasteners MSZ EN ISO 5817 Welding. Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium

and their alloys MSZ EN ISO 1461 Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and

steel articles Steel materials: Grade S235 (EN10025) Properties: Modulus of elasticy E = 210000 N/mm2 Shear modulus G = 81000 N/mm2 Yield strength (t


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Partial factors for resistance for steel elements: general yM0= 1,1 instability yM1= 1 connections yM2= 1,25 Materials: S235 plates, cold formed channels and hollow sections and hot rolled profiles. Bolts are always 8.8 grades. 2.1 Grinding system support structure - Columns: made of UNP and HEB hot rolled profiles. HILTI anchor bolts are used

for fix the columns and they are connected to the beams via head-plates with bolts.. Oversized holes in the base plates allow some horizontal settings of columns.

- Beams: made of UNP and HEB hot rolled profiles constructed by welding. Beams

connect to columns and other beams via end-plates with bolted joints. - Walkways: made of 30*3 steel grating. In case of through-passing pipe joints the

gratings have to be cut on the place of assembly. Places of optional machines is covered by checkerplates fixed to beams by 6.3 self-driving bolt.

- Railings, ladders and stairs: planned by the requirements of Eurocode. Ladders

are applied with openable gates in accordance with safety regulations. - Bracing system: horizontal stability is provided by 45 degrees angle HEA rods To

avoid of loosing of nuts a second nuts to be applied. They have to be checked during regular inspections.

2.2 Lagertank support strucure - Beams: made of UNP and HEB hot rolled profiles constructed by welding. Beams

connect to columns and other beams via end-plates with bolted joints. - Walkways: made of 30*3 steel grating. In case of through-passing pipe joints the

gratings have to be cut on the place of assembly. Over the lagertanks openable checkerplates are used. Before opening bolts are to be removed according to chapter 5.

- Railings, ladders and stairs: planned by the requirements of Eurocode. Ladders

are applied with openable gates in accordance with safety regulations. The lagertanks have to equipped with welded plates on site to support stage by bolts. Right positions of plates are to be checked before mounting.


- 4 / 5 -

2.3 Cutting system support structure - Beams: made of UNP and HEB hot rolled profiles constructed by welding. Beams

connect to columns and other beams via end-plates with bolted joints. - Railings, ladders and stairs: planned by the requirements of Eurocode. Ladders

are applied with openable gates in accordance with safety regulations. Railings and ladders are to be mounted onto filters in site. The filters have to equipped with welded L sections on site to support stage by bolts. Right positions of L-profiles are to be checked before mounting.

3. Transport and storage The prepared parts must be stored and transported in a layed-down position. Prior delivery the parts must be fixed to each other and to the vehicle as well. In case of multi-layer storage, wooden sleepers must be applied between parts. Forklifts or cranes must be used when parts are moved . Parts which are damaged or deformed during transports are must be identified and segregated, they must not used! 4. Mounting on site: Before the begining of fabrication of steel structure, the measures are to be checked on site! First step of on-site assembly is checking the altitude of base, denotation of anchor bolts. Columns are to be positioned onto bases then must adjust both their right location and vertical position. Columns are to be fixed by HILTI fasteners. Columns and beams have to be placed on temporary holders at the site of construction; they have to be tied down to prevent falling or tilting. In the case of the Beam delivered by multi-parts, they have to assembled and bolted to each other with 8.8 grade bolts as per the provided plan. To avoid too big deflections, fully assembled beams have to be sustained at approx L/5 from the ends. Holders must be positioned at a node! The fully assembled beam must be lifted by crane, grasped at L/5 from the ends (see above). They have to be positioned on the beams; column-beam joints have to be bolted with 8.8 grade bolts, torque wrench must be used. The crane must hold the beam till its properly fixed. Electric shock protection and Earth Grounding has to be done as per the relevant chapter of the plan. Joints of construction are to be checked annually, integrity of coating must be checked at least in every five years. If any damage, error or missing parts observed they must be corrected.


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5 Maintenance and Repair Prior the maintenance the approved personnel must recieve an occupational health and safety training. In the case of a task must be performed which is outside of the limits of regular maintenance (such as replacing extanding or modifying the main parts of the structure) the work must be supervised by a properly trained person. During any maintenance or repair work the relevant Occupational Health and Safety regulations must be followed!

basic_data.docstatement.docAppendix_FEM_report.pdftechnical_description.doc

Documents

Statical_calculation.pdf