Εναλλακτικοί τρόποι σχεδιασμού υπόστεγου συντήρησης αεροσκαφών

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι μελέτη και η διαστασιολόγηση εναλλακτικών τρόπων σχεδιασμού ενός υπόστεγου συντήρησης αεροσκαφών. Το υπόστεγο προβλέπεται να έχει τη δυνατότητα ταυτόχρονης φιλοξενίας και συντήρησης δύο αεροσκαφών τύπου ATR72. Ο σχεδιασμός των εναλλακτικών προτάσεων έγινε βάσει των γενικών αρχών που διέπουν την σχεδίαση υπόστεγων και των προδιαγραφών του Ευρωκώδικα 3. Σε κάθε σύγχρονο αεροδρόμιο είναι εγκατεστημένοι χώροι για τη στάθμευση και τη φύλαξη των αεροσκαφών. Αυτοί οι χώροι συνήθως έχουν την μορφή υπόστεγων μεγάλων ανοιγμάτων. Ανήκουν ως επί το πλείστον σε αεροπορικές εταιρίες ή σε δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς που διαχειρίζονται το εκάστοτε αεροδρόμιο. Πέρα από τη στάθμευση και τη φύλαξη των αεροσκαφών, σε αυτούς τους χώρους γίνεται επισταμένος έλεγχος της πτητικής δυνατότητας των αεροσκαφών, επισκευές τυχόν βλαβών τους και γενικά διεργασίες συντήρησης τους. Οι κατασκευές αυτές είναι συνήθως ογκώδεις και δαπανηρές, ενώ απαιτούν εκτεταμένες μελέτες και αυξημένες αντοχές σε οριζόντια φορτία, που κυρίως προέρχονται από τον άνεμο. Στα πλαίσια λοιπόν αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας σχεδιάστηκαν και μελετήθηκαν τρείς διαφορετικής λογικής εναλλακτικές προτάσεις για την κατασκευή ενός τέτοιου υπόστεγου. Αρχικά εντοπίστηκαν κάποιοι γενικοί κατασκευαστικοί περιορισμοί και λειτουργικές προδιαγραφές που αφορούν τα υπόστεγα συντήρησης αεροσκαφών. Κατόπιν βάσει των απαιτήσεων που είχαν τεθεί από τον αριθμό των αεροσκαφών που επρόκειτο να φιλοξενηθούν, υπολογίστηκαν οι πραγματικές απαιτήσεις διαστάσεων των υπόστεγων. Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάστηκαν εκτενώς οι επιβαλλόμενες στατικές, δυναμικές και παροδικές φορτίσεις, βάσει των Ευρωκωδίκων 0 & 1 και οι συνδυασμοί φορτίσεων στις οριακές καταστάσεις σχεδιασμού. Τα επόμενα τρία κεφάλαια αναλώθηκαν στην περιγραφή των εναλλακτικών προτάσεων υπόστεγου (ένα κεφάλαιο για κάθε πρόταση), στα φορτία που τα επιβαρύνουν και τέλος στα αποτελέσματα της διαστασιολόγησης τους βάσει των κανονισμών του Ευρωκώδικα 3, που αφορά τις μεταλλικές κατασκευές. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάστηκε η διάταξη της θύρας που προτείνεται για τα τρία υπόστεγα και συγκεκριμένα πως αυτή θα σχεδιαστεί στο υπόστεγο 2. Τέλος στο έβδομο κεφάλαιο έγινε σύγκριση των παραπάνω προτάσεων βάσει ποσοτικών, οικονομικών και λειτουργικών κριτηρίων. Από τη σύγκριση αυτή προέκυψε το συμπέρασμα του μελετητή για το πιο υπόστεγο αποτελεί την λύση που προσφέρει τον καλύτερο συνδυασμό οικονομίας και τήρησης των απαιτήσεων. Στα παρατήματα που συμπληρώνουν την εργασία παρουσιάζονται τα πάνελ που χρησιμοποιήθηκαν για την στέγαση και την πλαγιοκάλυψη των υπόστεγων, στοιχεία που διαστασιολογήθηκαν και ελέγχτηκαν ενδεικτικά για κάθε υπόστεγο με το πακέτο λογισμικού SAP2000v.14, οι ιδιοπερίοδοι του κάθε υπόστεγου, αναλυτικοί υπολογισμοί των ανεμοπιέσεων ενδεικτικά για το υπόστεγο 1, στοιχεία για το χωροδικτύωμα τύπου MERO και τα καλώδια που χρησιμοποιήθηκαν.

The purpose of this thesis is the design and sizing of alternative ways of designing an aircraft hangar. The hangar should be capable of simultaneous hosting and maintenance of two, type ATR72, aircrafts. The design of the alternative proposals was based on the general principles governing the design of aircraft hangars and specifications of Eurocode 3. In any modern airport, they are located spaces for parking and safekeeping of aircrafts. These places usually have the form of large opening hangars. They mostly belong to airline companies or to public or private organizations that manage the airport. Beyond parking and safekeeping of aircrafts, in these areas they closely monitoring the flight ability of aircrafts, repair any possible damage and generally maintain aircrafts. These constructions are usually massive and expensive and require extensive studies and increased resistance to horizontal loads, mainly from the wind. So in the context of this thesis, three different logic alternatives were designed and sized for the construction of such a hangar. In the beginning, some general construction restrictions related to aircraft hangars and functional requirements were identified. Then based on the requirements that were set by the number of aircrafts that would be accommodated, we calculated the actual dimensional requirements of the hangars. In the next chapter presented extensively imposed static, dynamic and transient loads, based on Eurocodes 0 and 1, and the combinations of loads in limit states design. The next three chapters have been used to describe alternatives hangars (one chapter for each proposal), their loads and the results of the dimensioning on the basis of regulations of Eurocode 3, relating to steel constructions. In the sixth chapter presented the provision of gate proposed for the three hangars and specifically how it will be designed to hangar 2. Finally, in the seventh chapter we compared the above proposals based on quantitative, financial and operational criteria. From this comparison it was concluded by the scholar which is the solution that offers the best combination of economy and compliance requirements. At last annexes completing the paper, present the panels used for roofing and side covering, the elements were tested indicative of each hangar with the software package SAP2000v.14, the natural frequencies of each hangar, analytical calculations for wind cases of hangar 1, data for type MERO space frame and data for the cables used.