Home About Browse Search
Svenska


Beräkningsunderlag för dimensionering av plansiloväggar

Wachenfelt, Hans von and Nilsson, Christer and Östergaard, Göran and Olofsson, Anders and Karlsson, Marie (2013). Beräkningsunderlag för dimensionering av plansiloväggar. Alnarp: (LTJ, LTV) > Department of Biosystems and Technology (from 130101)
(VH) > Department of Biosystems and Technology (from 130101)
, Sveriges lantbruksuniversitet. Landskap trädgård jordbruk : rapportserie ; 2013:16
[Report]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

Det finns idag ingen gällande standard för plansiloväggar för ensilage. Nuvarande beräkningar och konstruktionsutförande baseras på tidigare framtagna anvisningar (JBR). Dessa var avsedda för användning vid konstruktion av silovägghöjder om max 3m. Det fanns anledning att tro att dessa anvisningar överskattar krafterna och trycken, i huvudsak från pressvatten, som inträffar speciellt för siloväggar högre än 3 m. Detta kan
resultera i överdimensionering, materialslöseri och ökade investeringskostnader.

Det övergripande målet med projektet var att bestämma ensilagets fysikaliska egenskaper som har betydelse för det horisontella väggtrycket och bestämma maximala
pressvattentrycket hos silor med en vägghöjd om 3 m eller högre. Dataunderlaget skulle utgöra grunden för utarbetande av nya beräknings- och konstruktionsanvisningar och en
reviderad svensk standard. Målet var att minska investeringskostnaden för ensilagesilor.

Pressvattennivån mättes med hjälp av en mätsticka i 16 mm stålrör och mätstege, vilka var placerade vertikalt längs siloväggens insida. Pressvattenmätningar utfördes
under två säsonger i 24 silor, medan tryckprofiler mot siloväggen mättes vid inläggning av 10 gräs- och majsskördar under en säsong, med ungefär 400 tryckprofiler vid varje inläggning. En tryckprofil av det horisontella väggtrycket erhölls genom att lastgivare monterades på mätstegarna. Trycket mot lastgivarna registrerades genom ett
datainsamlingssystem som visade statisk och total last (tryck utövat av ensilagemassan och packningsmaskinen). De statiska lasterna registrerades utan överfart av
packningsmaskin och totaltrycken registrerades då en packningsmaskin passerade lastgivarna på mätstegarna. Skillnaden mellan den statiska och den totala lasten
definierades som den dynamiska lasten.

Resultaten visar att pressvattennivån varierar avsevärt mellan skördar inom gården på grund av väderlek och geografisk placering i Sverige. Medelvärdet av 24 maximalt
uppmätta pressvattennivåer var 40 % av silohöjden. I en odränerad silo kvarstod pressvattennivån under lagringen. Pressvattennivån i silorna ökad väggtrycket 2 månader efter inläggning med ca 30 %, men pressvattennivåns inverkan på väggtrycket var endast statistiskt påvisbart 1 m från silobotten. Det statiska väggtrycket uppgick till 16 kPa vid inläggning respektive 22 kPa två månader efter inläggning i botten av silorna. Pressvattnet inverkade endast efter inläggning och samverkade inte med
packmaskinen. Den dynamiska lasten angrep 0,5-1 m under ensilageytan mot siloväggen med ca 17 kPa vid en däcksbredd om 0,5 m och maskinvikt om 11,2 - 14,5 ton då fordonet kördes 0,1 m från siloväggen.

I avsnittet Ny Standard redogörs för hur det nya beräkningsförfarandet har tagits fram baserat på ovanstående mätresultat och normer från Eurokod både för Brottgräns och Bruksgränstillstånd. I avsnittet jämförs dimensionerande moment baserat på äldre och nytt förslag till beräkningsförfarande. Vid inläggning i 4 m silo blir
dimensionerande moment för packningsmaskin som huvudlast medan ensilaget som huvudlast blir dimensionerande för de lägre delarna av siloväggen i bruksskedet.

Slutsats för Brottgräns- respektive Bruksgränstillstånd är att det dimensionerande momentet för 4 m plansilo beräknat enligt Eurokod blev 21 resp 15 % mindre än motsvarande beräkning enligt JBR. Det nya förslaget innehåller även krav på max sprickvidd om 0,3 mm för betongsilor. Vid dimensionering ska även hänsyn tas till grundläggning och olyckslast.

Authors/Creators:Wachenfelt, Hans von and Nilsson, Christer and Östergaard, Göran and Olofsson, Anders and Karlsson, Marie
Title:Beräkningsunderlag för dimensionering av plansiloväggar
Alternative abstract:
LanguageAbstract
English

The national guidelines for design of silage bunker silo walls are not available today. The present calculation and design is based on previously issued guidelines (JBR).
These were elaborated to be used in designing silo wall heights of maximum 3 m. There are reasons to believe that these guidelines overestimate the forces and pressures, mainly from silage juice, that are occurring especially for silo walls more than 3 m high. This could result in over-sizing, material waste and increased investment costs.
The aim of the project was to determine silage physical properties of importance for the horizontal wall pressure and evaluate maximum silage juice level of silos with a wall
height of 3 m or more. The data should form a basis for new national design guidelines and a revised Swedish Standard. The ultimate goal was to lower the investment costs for
silage bunker silos.

A pressure profile was acquired by means of transducers mounted on a steel ladder rack placed vertically along the inside silo wall. The pressure on the transducers was
recorded by a data acquisition system displaying static and total load (pressures imposed by silage matter and compacting tractor respectively). The silage juice levels were determined by a measuring stick measuring the juice level inside slotted 16 mm steel pipes placed vertically along the silo walls. Additionally the juice level was recorded in the leg of the ladder rack.

Silage juice levels were measured during two seasons, all together in 24 silos, while pressure profiles were established during 10 grass and maize harvests in one season, resulting in approx. 400 pressure profiles at each harvest. The static loads were recorded with no tractor present and total loads as a tractor was passing in front of the transducer racks. The difference between the total and static load was defined as the dynamic load.

The results show that the silage juice level can vary between harvests within the farm due to weather conditions and geographic location. The mean of 24 measured peak
levels was approx. 40 % of the silage height. A direct relation was found between grass silage juice level and silage dry matter. The silage juice level remained stable during the storage in undrained silos but could be radically redistributed between layers within the silo. The silo wall pressure increased by approx. 30% due to the silage juice level 2 months after harvest, but the juice level increase was only significant at 1 m from the silo bottom.

The static silo wall (4m height) pressure was 16 kPa during filling and compaction and 22 kPa at silo bottom 2 months after filling. The silage juice only had an effect after
filling and was not interacting with compaction. The dynamic load was approx. 17 kPa when the vehicle passed 0.1 m from the silo wall. The load acting towards the silo wall
was placed 0.5-1 m under the silage surface with a tyre width of the compacting tractor of 0.5 m and a machine weight of 11.2 - 14.5 ton.

The new guideline chapter describes the basis of calculation based on the above presented results and the Eurocode for both Ultimate limit states and Serviceability limit states. The design bending moment for Ultimate limit states and Serviceability limit states is 21 and 15 % less respectively compared to previus calculations according to
JBR. The guideline demands a maximum crack width for concrete silos of 0.3 mm, additionally foundation and accident load are to be considered.

Series/Journal:Landskap trädgård jordbruk : rapportserie (1654-5427)
Year of publishing :12 September 2013
Number:2013:16
Number of Pages:32
Place of Publication:Alnarp
Publisher:Fakulteten för landskapsplanering, trädgårds- och jordbruksvetenskap, Sveriges lantbruksuniversitet
Associated Programs and Other Stakeholders:SLU/LTJ - Partnership Alnarp
ISBN for printed version:978-91-87117-47-3
ISBN for electronic version:978-91-87117-47-3
ISSN:1654-5427
Language:Swedish
Additional Information:
Publication Type:Report
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:E Economics, development, and rural sociology > E10 Agricultural economics and policies
N Machinery and buildings > N20 Agricultural machinery and equipment
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Agricultural Science
Keywords:plansilo, vägg, ensilage, tryck, kraft, bunker silo, wall, silage, pressure, force
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1654
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1654
ID Code:10830
Department:(LTJ, LTV) > Department of Biosystems and Technology (from 130101)
(VH) > Department of Biosystems and Technology (from 130101)
External funders:Royal Swedish Academy of Agriculture and Forestry and Stiftelsen Lantbruksforskning
Deposited By: Hans von Wachenfelt
Deposited On:04 Oct 2013 14:24
Metadata Last Modified:20 May 2015 07:28

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits