Terässiilojen mitoitusohjelman kehittäminen

Abstract

Siiloja käytetään jauhemaisten ja rakeisten aineiden varastointiin ja annosteluun maataloudessa sekä mm. lasi-, laasti- ja tasoiteteollisuudessa. Tällaiset laitokset toimitetaan usein kokonaistoimituksina, joissa tavanomaisten teräsrakenteiden kustannusvaikutus voi olla jopa 30 % koko toimituksen arvosta. Niinpä osaltaan siilojen tehokkaalla mitoituksella ja erilaisiarakenneratkaisuja vertailemalla voidaan alentaa toimitusten kokonaiskustannuksia.

Tässä diplomityössä perehdyttiin siilojen rakenteisiin ja niiden lujuustekniseen mitoitukseen etenkin tuentaratkaisujen osalta. Mitoituksen osalta työssä perehdyttiin pääasiassa uusiin Eurooppalaisiin standardeihin SFS-EN 1991-4 ja SFS-EN 1993-4-1. Niiden mukaan määritetään mitoituskuormat sekä tehdään lujuustekninen mitoitus.

Työn tuloksena laadittiin Microsoft Excel -pohjainen mitoitusohjelma, jolla voidaan nopeasti mitoittaa siilojen olennaisimmat teräsrakenteet. Ohjelmalla voidaan määrittää mitoitus koskien siilon lieriön ja kartion seinämiä sekä tuentaratkaisuja. Ohjelma nopeuttaa erityisesti tarjousvaiheen suunnittelua ja antaa pohjan varsinaiselle siilojen yksityiskohtaiselle mitoittamiselle ja suunnittelulle.

Silos are used to store and feed powders and granular solids in agriculture and, for example, in glass, mortar and filler industries. These kinds of plants are often supplied as all-inclusive turnkey-based contracts. The cost element of steel structures can be up to 30% of the whole value of delivery. Efficient dimensioning and selection of different structural options in silos can reduce the amount of steel and thus reduce costs significantly.

The structureand strength based dimensioning of silo structures was the main topic of this thesis focused specifically on circular steel silos with conical hoppers and different supporting structures. Concerning the dimensioning, mainly new European standards SFS-EN 1991-4 and SFS-EN 1993-4-1 were studied. By adopting these standards, it is possible to determine the load and perform the structural dimensioning.

Based on the result of this thesis, a Microsoft Excel -based dimensioning program was prepared. With the program it is possible to dimension the most essential structural parts of the silo. This program quickens the design process in the bidding phase of projects and also gives a basis for detailed strength analyses and design.