Powrót do spisu tre

ś

ci

Poprzednia strona

ZAŁ

Ą

CZNIK 4

OBLICZANIE I PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI Z UWZGL

Ę

DNIENIEM PLASTYCZNEJ REZERWY NO

Ś

NO

Ś

CI

1. Zasady i wymagania ogólne. Metody i oszacowania teorii no

ś

no

ś

ci granicznej mo

ż

na stosowa

ć

przy projektowaniu

belek i ram płaskich obci

ąż

onych przewa

ż

aj

ą

co statycznie, a tak

ż

e przy ocenie no

ś

no

ś

ci konstrukcji w sytuacjach

wyj

ą

tkowych (awaryjnych), je

ś

li konstrukcja spełnia warunki niezb

ę

dne do plastycznej redystrybucji sił wewn

ę

trznych, a

w szczególno

ś

ci:

a) stal, z jakiej zaprojektowane s

ą

kształtowniki i blachy charakteryzuje si

ę

wydłu

ż

alno

ś

ci

ą

A

5

≥

15% i stopniem

wzmocnienia R

m

/R

e

≥

1,2;

b) ka

ż

dy element, w którym mog

ą

powsta

ć

przeguby plastyczne jest homogeniczny, pełno

ś

cienny i ma stały, co

najmniej monosymetryczny przekrój klasy 1 (p. 4.1.3);
c) płaszczyzna obci

ąż

enia (zginania) pokrywa si

ę

z osi

ą

symetrii przekroju (brak skr

ę

cania);

d) elementy zginane wzgl

ę

dem osi najwi

ę

kszej bezwładno

ś

ci przekroju s

ą

zabezpieczone przed zwichrzeniem (p.

4.5.1); w miejscach potencjalnych przegubów plastycznych elementy s

ą

zabezpieczone przed przemieszczeniem

(obrotem) z płaszczyzny układu;
e) w miejscach działania obci

ąż

e

ń

skupionych, w których mog

ą

powsta

ć

przeguby plastyczne elementy s

ą

usztywnione

ż

ebrami poprzecznymi;

f) poł

ą

czenia zginane (w

ę

zły sztywne) w miejscach lub bezpo

ś

rednim s

ą

siedztwie przegubów plastycznych maj

ą

no

ś

no

ść

nie mniejsz

ą

ni

ż

no

ś

no

ść

przekroju elementów ł

ą

czonych.

2. Przegub plastyczny. Współczynnik rezerwy plastycznej przekroju
a) Przegub plastyczny uto

ż

samia si

ę

ze stanem pełnego uplastycznienia przekroju w wyniku plastycznej redystrybucji

napr

ęż

e

ń

, b

ę

d

ą

cych w równowadze z dowoln

ą

kombinacj

ą

sił przekrojowych.

Tablica Z4-1

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 1

Zakres siły

poprzecznej

Warunki no

ś

no

ś

ci dla bisymetrycznego przekroju dwuteowego w stanie plastycznym

1)

M

R,V

- no

ś

no

ść

obliczeniowa zredukowana wg wzoru (45).

2)

Warto

ść

parametru c przyjmuje si

ę

stosownie do typu przekroju:

- dla dwuteowników walcowanych szerokostopowych (HEB, HEA): c = 0,1,
- dla dwuteowników walcowanych IPE i IPN: c = 0,18,
- dla dwuteowników spawanych: c = 0,5A

w

/A

≤

0,25

gdzie A

w

- pole przekroju

ś

rodnika.

3)

Dla dwuteowników zginanych wzgl

ę

dem osi najmniejszej bezwładno

ś

ci przekroju (y) mo

ż

na przyj

ąć

2c zamiast c.

b) Współczynnik rezerwy plastycznej przekroju przy zginaniu definiuje si

ę

jako stosunek momentu przenoszonego

przez przegub plastyczny M

pl

do granicznego momentu w stanie spr

ęż

ystym M

el

, a jego warto

ść

teoretyczna wynosi

(Z4-1)

gdzie:

W

pl

- wska

ź

nik oporu plastycznego przy zginaniu, równy sumie bezwzgl

ę

dnych warto

ś

ci momentów statycznych

ś

ciskanej (A

c

) i rozci

ą

ganej (A

t

) strefy przekroju wzgl

ę

dem osi oboj

ę

tnej w stanie pełnego uplastycznienia, w

którym zachodzi

W - wska

ź

nik wytrzymało

ś

ci (spr

ęż

ysty).

c) Do projektowania konstrukcji nale

ż

y przyjmowa

ć

obliczeniowy współczynnik rezerwy plastycznej przekroju, okre

ś

lony

wzorem

(Z4-2)

Dla dwuteowników walcowanych, zginanych w płaszczy

ź

nie

ś

rodnika mo

ż

na przyjmowa

ć

:

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 2

α

px

= 1,07 - dla dwuteowników IPN i IPE,

α

px

= 1,05 - dla dwuteowników szerokostopowych HEA i HEB.

d) W zło

ż

onym stanie obci

ąż

enia (M, N, V) obowi

ą

zuj

ą

interakcyjne warunki no

ś

no

ś

ci. Uproszczone (zlinearyzowane)

warunki interakcyjne dla przekroju dwuteowego podano w tabl. Z4-1. W innych przypadkach no

ś

no

ść

obliczeniow

ą

uogólnionego przegubu plastycznego mo

ż

na oblicza

ć

wg wzoru

(Z4-3)

gdzie M

R

=

α

p

Wf

d

3. No

ś

no

ść

graniczna. Współczynnik rezerwy plastycznej układu pr

ę

towego

α

u

, wynikaj

ą

cy z plastycznej

redystrybucji sił wewn

ę

trznych, oblicza si

ę

wg wzoru

(Z4-4)

gdzie:

F

pl

- warto

ść

obci

ąż

enia, wyznaczona z warunku równowagi granicznej, przy której układ (lub jego cz

ęść

) staje

si

ę

geometrycznie zmienny;

F

(1)

- warto

ść

obci

ąż

enia, przy której tworzy si

ę

pierwszy uogólniony przegub plastyczny.

Je

ś

li konstrukcja jest zabezpieczona przed wszelkimi formami niestateczno

ś

ci, to jej no

ś

no

ść

mo

ż

na sprawdza

ć

wg

wzoru

(Z4-5)

gdzie:

F - obci

ąż

enie obliczeniowe,

F

u

- no

ś

no

ść

graniczna obliczeniowa,

α

u

- wg wzoru (Z4-4), przy czym do projektowania konstrukcji nale

ż

y przyjmowa

ć

, gdzie

-

ś

redni

(wa

ż

ony) współczynnik obci

ąż

enia,

F

u,1

- warto

ść

obci

ąż

enia, przy której pierwszy przekrój krytyczny osi

ą

ga no

ś

no

ść

obliczeniow

ą

uogólnionego

przegubu plastycznego.

4. No

ś

no

ść

ram o w

ę

złach nieprzesuwnych mo

ż

na sprawdza

ć

wg wzoru (Z4-5), je

ś

li spełnione s

ą

nast

ę

puj

ą

ce

warunki:
- dla elementów zginanych i

ś

ciskanych

(Z4-6)

gdzie:

n - wzgl

ę

dna siła podłu

ż

na od obci

ąż

e

ń

obliczeniowych F: n = N(F)/N

R

,

β

- współczynnik momentu zginaj

ą

cego w tabl. 12,

- smukło

ść

wzgl

ę

dna w płaszczy

ź

nie zginania obliczona przy zało

ż

eniu współczynnika długo

ś

ci

wyboczeniowej

µ

= 1

- dla elementów

ś

ciskanych osiowo

(Z4-7)

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 3

gdzie:

n - jak wy

ż

ej,

ϕ

- współczynnik wyboczeniowy dla najwi

ę

kszej smukło

ś

ci pr

ę

ta.

5. No

ś

no

ść

ram o w

ę

złach przesuwnych i smukło

ś

ci

mo

ż

na sprawdza

ć

wg wzoru

(Z4-8)

gdzie:

- smukło

ść

wzgl

ę

dna układu:

F

cr

- obci

ąż

enie krytyczne układu (w stanie bezmomentowym),

α

u

, F

u

,

1

- jak we wzorze (Z4-5).

Je

ś

li

, to ramy w stanie spr

ęż

ysto-plastycznym nale

ż

y oblicza

ć

wg teorii II rz

ę

du, uwzgl

ę

dniaj

ą

c stopniow

ą

redukcj

ę

ich sztywno

ś

ci w miar

ę

powstawania przegubów plastycznych.

6. Belki ci

ą

głe o bisymetrycznym przekroju klasy 1, zabezpieczone przed zwichrzeniem, mo

ż

na projektowa

ć

z

uwzgl

ę

dnieniem plastycznej redystrybucji (wyrównania) momentów, obliczaj

ą

c ich ekstremalne warto

ś

ci wg wzorów:

- przy obci

ąż

eniach równomiernie rozło

ż

onych: g-stałym, q-zmiennym

(Z4-9)

- przy obci

ąż

eniach skupionych: G - stałym, Q - zmiennym,

(Z4-10)

gdzie C

g

, C

q

, C

G

, C

Q

- wg tabl. Z4-2.

Współczynniki C mo

ż

na równie

ż

przyjmowa

ć

, gdy rozpi

ę

to

ść

i ekstremalne obci

ąż

enia prz

ę

seł ró

ż

ni

ą

si

ę

nie wi

ę

cej ni

ż

o 10%, przy czym do obliczenia momentu podporowego nale

ż

y przyjmowa

ć

warto

ś

ci

ś

rednie rozpi

ę

to

ś

ci i obci

ąż

e

ń

przyległych prz

ę

seł.

Belki o liczbie prz

ę

seł wi

ę

kszej ni

ż

5 oblicza si

ę

analogicznie jak belki pi

ę

cioprz

ę

słowe, traktuj

ą

c wszystkie prz

ę

sła poza

dwoma skrajnymi z obu stron jak prz

ę

sło

ś

rodkowe (nr 3).

Tablica Z4-2

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 4

Liczba

prz

ę

seł

Rodzaj

belki

1)

Oznaczenie
momentów

C

g

C

q

C

G

C

Q

C

G

C

Q

C

G

C

Q

2

I

M

1

M

B

0,086
-0,086

0,105
-0,105

0,167
-0,167

0,198
-0,198

0,250
-0,250

0,292
-0,292

0,334
-0,334

0,412
-0,412

3

I

II

M

1

M

B

M

2

M

1

M

B

M

2

0,086
-0,086
0,039

0,096
-0,063
0,063

0,106
-0,106
0,086

0,111
-0,096
0,096

0,167
-0,167
0,083

0,188
-0,125
0,125

0,200
-0,200
0,150

0,213
-0,175
0,175

0,250
-0,250
0,084

0,278
-0,167
0,167

0,295
-0,295
0,217

0,308
-0,256
0,256

0,334
-0,334
0,166

0,375
-0,250
0,250

0,417
-0,417
0,334

0,437
-0,375
0,375

4

I

II

M

1

M

B

M

2

M

C

M

1

M

B

M

2

M

C

0,086
-0,086
0,055
-0,055

0,096
-0,063
0,063
-0,063

0,106
-0,106
0,094
-0,094

0,110
-0,097
0,097
-0,097

0,167
-0,167
0,111
-0,111

0,188
-0,125
0,125
-0,125

0,200
-0,200
0,169
-0,169

0,212
-0,177
0,177
-0,177

0,250
-0,250
0,150
-0,150

0,278
-0,167
0,167
-0,167

0,295
-0,295
0,253
-0,253

0,306
-0,260
0,260
-0,260

0,334
-0,334
0,222
-0,222

0,375
-0,250
0,250
-0,250

0,417
-0,417
0,367
-0,367

0,436
-0,380
0,380
-0,380

5

I

II

Ia

M

1

M

B

M

2

M

C

M

3

M

1

M

B

M

2

M

C

M

3

M

1

M

B

M

2

M

C

M

3

0,086
-0,086
0,055
-0,055
0,070

0,096
-0,063
0,063
-0,063
0,063

0,086
-0,086
0,051
-0,063
0,063

0,106
-0,106
0,094
-0,094
0,102

0,110
-0,097
0,097
-0,097
0,100

0,106
-0,106
0,092
-0,098
0,098

0,167
-0,167
0,111
-0,111
0,139

0,188
-0,125
0,125
-0,125
0,125

0,167
-0,167
0,146
-0,125
0,125

0,200
-0,200
0,169
-0,169
0,189

0,212
-0,177
0,177
-0,177
0,181

0,200
-0,200
0,164
-0,179

0,179

0,250
-0,250
0,150
-0,150
0,184

0,278
-0,167
0,167
-0,167
0,167

0,250
-0,250
0,139
-0,167
0,167

0,295
-0,295
0,253
-0,253
0,272

0,307
-0,260
0,260
-0,260
0,265

0,295
-0,295
0,246
-0,263
0,263

0,334
-0,334
0,223
-0,223
0,277

0,375
-0,250
0,250
-0,250
0,250

0,334
-0,334
0,209
-0,250
0,250

0,417
-0,417
0,368
-0,368
0,401

0,436
-0,380
0,380
-0,380
0,389

0,417
-0,417
0,360
-0,385
0,385

1)

ZAŁ

Ą

CZNIK 5

BELKI PODSUWNICOWE

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 5

1. Przedmiot
a) Przedmiotem niniejszego Zał

ą

cznika s

ą

zasady obliczania i projektowania torów jezdnych d

ź

wignic, w szczególno

ś

ci

belek podsuwnicowych suwnic pomostowych - natorowych i podwieszonych.
b) Poni

ż

sze postanowienia stanowi

ą

uzupełnienie ogólnie obowi

ą

zuj

ą

cych zasad i przepisów podanych w normie.

2. Obci

ąż

enia

a) Przy wymiarowaniu torów jezdnych (oraz ich konstrukcji wsporczych) nale

ż

y uwzgl

ę

dnia

ć

:

- obci

ąż

enia zwi

ą

zane z eksploatacj

ą

d

ź

wignic,

- inne obci

ąż

enia bezpo

ś

rednie (stałe i zmienne),

- oddziaływania wewn

ę

trzne (po

ś

rednie) wynikaj

ą

ce ze współpracy belki z konstrukcj

ą

wsporcz

ą

.

b) Obci

ąż

enia zwi

ą

zane z eksploatacj

ą

d

ź

wignic (technologiczne i inne) nale

ż

y ustala

ć

na podstawie charakterystyki

d

ź

wignicy - zgodnie z

PN-86/B-02005

.

c) Obci

ąż

enie technologiczne pomostów remontowych i chodników nale

ż

y przyjmowa

ć

odpowiednio do wymaga

ń

szczegółowych, lecz nie mniejsze ni

ż

1,5 kN/m

2

.

d) Jako obci

ąż

enie wielokrotnie zmienne torów jezdnych przyjmuje si

ę

obci

ąż

enia technologiczne od d

ź

wignic

(ruchowe); w przypadku d

ź

wignic natorowych i podwieszonych - wył

ą

cznie siły pionowe, natomiast w przypadku suwnic

wspornikowych - siły pionowe i/lub poziome.
e) Obci

ąż

enie wyj

ą

tkowe (sił

ę

uderzenia o odbój H

u

) przyjmuje wg danych producenta suwnicy lub ustala indywidualnie

wg wzoru

(Z5-1)

gdzie:

m - masa (kg) przypadaj

ą

ca na odbój, wyznaczona z uwzgl

ę

dnieniem niesymetrycznego poło

ż

enia

ś

rodka masy

wzgl

ę

dem odbojów; przy sztywnym podwieszeniu ładunku uwzgl

ę

dnia si

ę

cał

ą

mas

ę

ruchom

ą

, natomiast przy

podwieszeniu wiotkim - wył

ą

cznie mas

ę

suwnicy;

v

u

- pr

ę

dko

ść

uderzenia [m/s], któr

ą

przyjmuje si

ę

w granicach od 0,5 ÷ 1,0 nominalnej pr

ę

dko

ś

ci jazdy suwnicy,

zale

ż

nie od systemu hamowania - patrz PN-86/M-06514 - p. 4.3.1;

c - sztywno

ść

sprowadzona [N/m]: c = 1/(1/c

1

+ 1/c

2

), gdzie c

1

, c

2

- stałe spr

ęż

ynowe [N/m] zderzaka suwnicy i

odboju; w przypadku tzw. odboju twardego: c = c

1

.

3. Ugi

ę

cia i przemieszczenia graniczne

Je

ż

eli specjalne wymagania nie stanowi

ą

inaczej, to warto

ś

ci graniczne ugi

ęć

i przemieszcze

ń

nale

ż

y przyjmowa

ć

, jak

nast

ę

puje:

a) ugi

ę

cia pionowe belek podsuwnicowych (o rozpi

ę

to

ś

ci 1):

1/400 - przy suwnicach o nap

ę

dzie r

ę

cznym i wci

ą

gnikach jednoszynowych,

1/500 - przy suwnicach o ud

ź

wigu do 50 Mg,

1/600 - przy suwnicach o ud

ź

wigu ponad 50 Mg;

b) ugi

ę

cia poziome belek podsuwnicowych (mi

ę

dzy podporami):

1/600 - przy suwnicach natorowych o nap

ę

dzie r

ę

cznym oraz przy d

ź

wignicach podwieszonych,

1/1000 - w pozostałych przypadkach;

c) przemieszczenia poziome podpór belek podsuwnicowych (na poziomie jezdni):
- w kierunku poprzecznym do osi belki:

h/500 - w estakadach oraz w budynkach przy obudowie wra

ż

liwej na p

ę

kanie,

h/300 - w budynkach przy obudowie niewra

ż

liwej na p

ę

kanie,

przy czym w obu przypadkach wzajemne przemieszczenie podpór (zmiana prze

ś

witu torów) nie powinno przekracza

ć

20 mm;
- w kierunku podłu

ż

nym: h/1000,

gdzie h - poziom jezdni wzgl

ę

dem podstawy podpory (słupa).

4. No

ś

no

ść

belek (statyczna)

4.1. Uwaga ogólna
Przy wymiarowaniu belek, oprócz warunków sztywno

ś

ci (p. 3) i trwało

ś

ci (p. 5) obowi

ą

zuj

ą

podane w normie (patrz

rozdziały 4 i 6) ogólne i lokalne warunki no

ś

no

ś

ci elementów i poł

ą

cze

ń

, przy czym w obliczeniach nie uwzgl

ę

dnia si

ę

nadkrytycznej i plastycznej rezerwy no

ś

no

ś

ci.

4.2. Belki suwnic natorowych

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 6

a) Belki suwnic natorowych mo

ż

na oblicza

ć

przy zało

ż

eniu,

ż

e oddziaływania poziome suwnic (H

⊥

i H

||

) s

ą

przenoszone

bez skr

ę

cania przez pas górny belki lub t

ęż

nik podłu

ż

ny (z udziałem pasa górnego).

b) Je

ż

eli poł

ą

czenie szyny z belk

ą

(patrz 6.3d) obliczono na działanie sił rozwarstwiaj

ą

cych, to przy wyznaczaniu cech

geometrycznych przekroju belki mo

ż

na uwzgl

ę

dnia

ć

przekrój szyny, zredukowany odpowiednio o 25% wysoko

ś

ci

główki szyny lub wysoko

ś

ci szyny prostok

ą

tnej.

c) W przypadku belek dwuteowych (rys. Z5-1), z pasem

ś

ciskanym o przekroju co najwy

ż

ej klasy 3, sprawdzenie

no

ś

no

ś

ci (stateczno

ś

ci ogólnej) mo

ż

na przeprowadza

ć

wg wzorów:

- napr

ęż

enia w pasie górnym (1)

(Z5-2)

(Z5-3)

- napr

ęż

enia w pasie dolnym (2)

(Z5-4)

W powy

ż

szych wzorach:

M

x

, M

y

- momenty zginaj

ą

ce: w płaszczy

ź

nie

ś

rodnika belki oraz płaszczy

ź

nie do niej prostopadłej;

N

1

- siła podłu

ż

na przypadaj

ą

ca na pas górny belki;

W

x(1)

, W

x(2)

- wska

ź

niki wytrzymało

ś

ci przekroju belki dla kraw

ę

dzi pasa górnego i dolnego;

W

y(1)

- wska

ź

nik wytrzymało

ś

ci przekroju pasa górnego belki lub t

ęż

nika pełno

ś

ciennego;

A

1

- obliczeniowe pole przekroju pasa górnego belki, z uwzgl

ę

dnieniem cz

ęś

ci

ś

rodnika o szeroko

ś

ci 15 t

w

i

ewentualnie szyny (patrz poz. b));

ϕ

L

- współczynnik zwichrzenia - wg normy (4.5);

ϕ

y1

- współczynnik wyboczeniowy pasa górnego belki przy wyboczeniu gi

ę

tym wzgl

ę

dem osi Y

1

- wg normy (4.4);

w przypadku t

ęż

nika pełno

ś

ciennego przyjmuje si

ę

ϕ

y1

= 1;

f

d

- wytrzymało

ść

obliczeniowa stali - wg normy (3.1.4).

Ponadto nale

ż

y sprawdzi

ć

no

ś

no

ść

(stateczno

ść

)

ś

rodnika belki pod obci

ąż

eniem skupionym oraz (gdy V

≥

V

0

)

no

ś

no

ść

przekroju przy zginaniu ze

ś

cinaniem - wg normy (4.5.5).

Rys. Z5-1

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 7

4.3. Belki suwnic podwieszonych i wci

ą

gników nale

ż

y oblicza

ć

jako elementy dwukierunkowo zginane z

uwzgl

ę

dnieniem zwichrzenia - wg normy (4.5.6) oraz jako elementy dwukierunkowo zginane z uwzgl

ę

dnieniem wpływu

skr

ę

cania i lokalnego zginania pasa - wg wzorów:

- napr

ęż

enia w pasie górnym (1)

(Z5-5)

- napr

ęż

enia w pasie dolnym (2)

(Z5-6)

(Z5-7)

W powy

ż

szych wzorach:

B - bimoment od obci

ąż

enia d

ź

wignic

ą

,

I

ω

- wycinkowy moment bezwładno

ś

ci - patrz tabl. Z1-1,

ω

- współrz

ę

dna wycinkowa,

P - siła skupiona przekazywana przez par

ę

kół,

t

f

- grubo

ść

pasa dolnego;

Pozostałe oznaczenia - analogiczne jak w 4.2.

5. No

ś

no

ść

belek ze wzgl

ę

du na zm

ę

czenie

5.1. Postanowienia ogólne
a) No

ś

no

ść

belek ze wzgl

ę

du na zm

ę

czenie nale

ż

y sprawdza

ć

wg Zał

ą

cznika 3, bior

ą

c pod uwag

ę

poni

ż

sze

postanowienia.
b) Grupy nat

ęż

enia pracy d

ź

wignic (klasy obci

ąż

enia i wykorzystania) nale

ż

y przyjmowa

ć

wg PN-91/M-06503.

c) Szczegółowa ocena zm

ę

czenia nie jest wymagana:

- przy obci

ąż

eniu suwnicami grupy nat

ęż

enia pracy nie wy

ż

szej ni

ż

A3, gdy w konstrukcji belek nie wyst

ę

puj

ą

karby

kategorii zm

ę

czeniowej ni

ż

szej ni

ż

∆σ

c

= 57 MPa,

- przy obci

ąż

eniu suwnicami grupy nat

ęż

enia pracy nie wy

ż

szej ni

ż

A4, gdy w konstrukcji belek nie wyst

ę

puj

ą

karby

kategorii zm

ę

czeniowej ni

ż

szej ni

ż

∆σ

c

= 80 MPa.

d) Je

ś

li w specyfikacji technicznej nie okre

ś

lono inaczej, to okres eksploatacji torów jezdnych nale

ż

y przyjmowa

ć

nie

krótszy ni

ż

35 lat.

5.2. Widmo obci

ąż

enia belki podsuwnicowej

a) Widmo obci

ąż

enia (grup

ę

nat

ęż

enia pracy belki) charakteryzuje si

ę

za pomoc

ą

współczynnika (klasy) obci

ąż

enia

oraz maksymalnej liczby cykli obci

ąż

enia (klasy wykorzystania). Znormalizowane parametry widma odpowiadaj

ą

ce

okre

ś

lonym grupom nat

ęż

enia pracy belek podano w tabl. Z5-1. Parametry widma mo

ż

na ustala

ć

wg poz. b) i c) lub

przyjmowa

ć

na podstawie grupy nat

ęż

enia pracy - wg poz. d).

b) Współczynnik obci

ąż

enia belki K

b

jest okre

ś

lony ogólnym wzorem

(Z5-8)

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 8

gdzie: P - nacisk koła suwnicy,

N

i

- liczba cykli obci

ąż

enia wywołuj

ą

cego nacisk P

i

,

N

T

- liczba cykli obci

ąż

enia w okresie eksploatacji belki.

Gdy brak jest szczegółowych danych eksploatacyjnych, to K

b

mo

ż

na wyznacza

ć

na podstawie współczynnika

obci

ąż

enia suwnicy K

p

- wg wzoru

(Z5-9)

c) Klas

ę

wykorzystania belki (H

0

÷ H

9

) obci

ąż

onej jedn

ą

suwnic

ą

mo

ż

na przyjmowa

ć

na podstawie klasy wykorzystania

suwnicy (U

0

÷ U

9

), modyfikuj

ą

c liczb

ę

cykli stosownie do okresu eksploatacji belki (w porównaniu z zakładanym

20-letnim okresem eksploatacji suwnicy) oraz do liczby cykli obci

ąż

enia przypadaj

ą

cej na jeden cykl pracy suwnicy.

Gdy rozstaw kół suwnicy (lub osi zestawów kół) nie przekracza połowy rozpi

ę

to

ś

ci belki, to mo

ż

na przyj

ąć

,

ż

e na jeden

cykl pracy przypada jeden cykl obci

ąż

enia. Przy wi

ę

kszej liczbie suwnic, w obliczeniach uwzgl

ę

dnia si

ę

obci

ąż

enia od

dwóch najniekorzystniej oddziaływuj

ą

cych suwnic - patrz 5.4.

d) Gdy znana (ustalona) jest wył

ą

cznie grupa nat

ęż

enia pracy suwnicy (A(i)), to zaleca si

ę

przyjmowa

ć

(wg tabl. Z5-1)

grup

ę

nat

ęż

enia pracy belki o jeden wy

ż

sz

ą

(B(i+1)) oraz klas

ę

wykorzystania (H) odpowiadaj

ą

c

ą

klasie obci

ąż

enia K4.

5.3. Współczynnik niejednorodno

ś

ci widma napr

ęż

e

ń

mo

ż

na wyznacza

ć

na podstawie współczynnika obci

ąż

enia

belki K

b

, przyjmuj

ą

c we wzorze (Z3-4): K = K

b

oraz m = 3.

5.4. Belki obci

ąż

one dwiema suwnicami

a) Belki obci

ąż

one dwiema suwnicami sprz

ęż

onymi nale

ż

y traktowa

ć

w obliczeniach analogicznie jak belki obci

ąż

one

jedn

ą

suwnic

ą

o zwi

ę

kszonej liczbie kół.

b) W przypadku belek obci

ąż

onych dwiema suwnicami, które nie pracuj

ą

jako sprz

ęż

one, oprócz warunków no

ś

no

ś

ci

dla poszczególnych suwnic nale

ż

y dodatkowo spełni

ć

warunek

(Z5-10)

gdzie:

∆σ

e1

,

∆σ

e2

,

∆σ

e1

,

2

, oraz

∆σ

R1

,

∆σ

R2

,

∆σ

R1,2

- równowa

ż

ne zakresy zmienno

ś

ci napr

ęż

e

ń

oraz odpowiadaj

ą

ce im

(zale

ż

ne od liczby cykli napr

ęż

e

ń

) warto

ś

ci wytrzymało

ś

ci zm

ę

czeniowej w rozpatrywanym punkcie belki,

obci

ąż

onej odpowiednio suwnic

ą

1, suwnic

ą

2 oraz jednocze

ś

nie suwnicami 1 i 2;

∆σ

e1,2

nale

ż

y wyznaczy

ć

jak w przypadku sprz

ęż

enia suwnic; je

ś

li jednocze

ś

ne obci

ąż

enie belki dwiema

suwnicami jest mało prawdopodobne (nie jest zdeterminowane procesem technologicznym), to mo

ż

na przyj

ąć

∆σ

e1,2

= 0.

6. Zalecenia konstrukcyjne

6.1. Belki
a) Belki podsuwnicowe zaleca si

ę

projektowa

ć

jako pełno

ś

cienne dwuteowe (walcowane lub spawane), a w

uzasadnionych przypadkach - jako kratowe lub skrzynkowe.
b) W blachownicach pasy ze

ś

rodnikiem powinny by

ć

poł

ą

czone spoin

ą

czołow

ą

lub dwustronn

ą

spoin

ą

pachwinow

ą

o

grubo

ś

ci nie mniejszej ni

ż

4 mm.

c) Zale

ż

nie od obci

ąż

enia i rozpi

ę

to

ś

ci, usztywnienie belki w kierunku poziomym uzyskuje si

ę

przez poszerzenie pasa

ś

ciskanego lub przez zastosowanie t

ęż

nika podłu

ż

nego - pełno

ś

ciennego lub kratowego.

d) Poł

ą

czenia belek na podporach powinny umo

ż

liwia

ć

regulacj

ę

(rektyfikacj

ę

) jezdni podczas monta

ż

u i eksploatacji.

6.2. St

ęż

enia

a) Szeroko

ść

t

ęż

nika podłu

ż

nego powinna by

ć

nie mniejsza ni

ż

1/15 rozpi

ę

to

ś

ci belki. K

ą

t pochylenia (wzgl

ę

dem pionu)

zastrzałów podpieraj

ą

cych pas zewn

ę

trzny t

ęż

nika nie powinien by

ć

wi

ę

kszy ni

ż

45°.

b)

Ś

rodniki pełno

ś

ciennych t

ęż

ników podłu

ż

nych usztywnia si

ę

ż

ebrami jednostronnymi przy smukło

ś

ci (h/t) wi

ę

kszej

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 9

ni

ż

140 oraz w przypadkach uzasadnionych obliczeniowo.

c) St

ęż

enia poprzeczne belek zaleca si

ę

stosowa

ć

w odst

ę

pach nie wi

ę

kszych ni

ż

6 m.

6.3. Szyny
a) Rodzaj szyny, typ oraz gatunek stali, przyjmuje si

ę

wg zalece

ń

producenta suwnicy.

b) O

ś

szyny powinna le

ż

e

ć

w płaszczy

ź

nie symetrii belki lub

ś

rodnika belki.

c) Ł

ą

czniki szyny z belk

ą

(łapki,

ś

ruby, nity, spoiny) rozmieszcza si

ę

po obu stronach szyny w odst

ę

pach nie wi

ę

kszych

ni

ż

700 mm, przy czym zaleca si

ę

stosowa

ć

ś

ruby i nity o

ś

rednicy 16 ÷ 24 mm, a odcinki spoin co najmniej o długo

ś

ci

100 mm i grubo

ś

ci 4 mm.

d) Gdy w obliczeniach przekroju belki uwzgl

ę

dnia si

ę

przekrój szyny, to poł

ą

czenie szyny z belk

ą

powinno by

ć

spawane

spoinami ci

ą

głymi,

ś

rubowe cierne lub nitowe. Poł

ą

czenia spawane zaleca si

ę

stosowa

ć

tylko do szyn prostok

ą

tnych

dla suwnic grupy nat

ęż

enia nie wy

ż

szej ni

ż

A4.

e) Styki odcinków szyn (ze szczelin

ą

do 2 mm) rozmieszcza si

ę

w odległo

ś

ci nie mniejszej ni

ż

600 mm od styków

podporowych belki. Styki szyn w s

ą

siedztwie poł

ą

cze

ń

elementów monta

ż

owych zaleca si

ę

projektowa

ć

jako uko

ś

ne

(pod k

ą

tem 45°) z odpowiednimi ogranicznikami przemieszcze

ń

bocznych.

6.4. Kozły odbojowe
a) Kozły odbojowe instalowane na ko

ń

cach torów jezdnych powinny mie

ć

zdolno

ść

amortyzacji siły uderzenia suwnicy.

Tablica Z5-1

Klasa

obci

ąż

enia

belki

Nominalna

warto

ść

współczynnika

obci

ąż

enia

belki K

b

Klasa wykorzystania belki (max liczba cykli obci

ąż

e

ń

)

H

0

H

1

H

2

H

3

H

4

H

5

H

6

H

7

H

8

H

9

≤

1,6×10

4

3,2×10

4

6,3×10

4

1,25×10

5

2,5×10

5

5×10

5

1×10

6

2×10

6

4×10

6

>4×10

6

Grupa nat

ęż

enia pracy belki

K1

0,125

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

K2

0,25

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

K3

0,50

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

K4

1,0

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

b) W przypadku odbojów twardych, w strefie rozci

ą

ganej poł

ą

czenia kozła odbojowego z belk

ą

zaleca si

ę

stosowa

ć

ś

ruby długie (1

≥

5d) kl. 4.6 lub 5.6.

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowuj

ą

ca norm

ę

- Centralny O

ś

rodek Badawczo-Projektowy Konstrukcji Metalowych MOSTOSTAL,

Warszawa.
2. Istotne zmiany w stosunku do PN-80/B-03200
a) zmieniono podział tematyczny normy, a tak

ż

e niektóre oznaczenia, dostosowuj

ą

c je do zalece

ń

ISO; wprowadzono

poj

ę

cie no

ś

no

ś

ci obliczeniowej przekroju;

b) wprowadzono klasyfikacj

ę

przekrojów w aspekcie odporno

ś

ci elementów na miejscow

ą

utrat

ę

stateczno

ś

ci w stanie

spr

ęż

ystym i plastycznym;

c) rozszerzono problematyk

ę

stateczno

ś

ci miejscowej o zagadnienie no

ś

no

ś

ci elementów w stanie nadkrytycznym oraz

stateczno

ś

ci

ś

rodników pod obci

ąż

eniem skupionym;

d) zmieniono zasady obliczania elementów osłabionych otworami, uzale

ż

niaj

ą

c ich no

ś

no

ść

od gatunku stali i stopnia

osłabienia przekroju;
e) wprowadzono uogólnion

ą

definicj

ę

smukło

ś

ci wzgl

ę

dnej oraz cztery (zamiast jak dot

ą

d jednej) krzywe

niestateczno

ś

ci ogólnej;

f) zmieniono warunki no

ś

no

ś

ci elementów w zło

ż

onych stanach obci

ąż

enia, wprowadzono m.in. składnik poprawkowy

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 10

(uwzgl

ę

dniaj

ą

cy efekty II rz

ę

du) przy sprawdzaniu stateczno

ś

ci elementów

ś

ciskanych i zginanych;

g) rozszerzono postanowienia dotycz

ą

ce st

ęż

e

ń

układów konstrukcyjnych;

h) podano zasady obliczania układów ramowych wg teorii II rz

ę

du;

i) wprowadzono klasyfikacj

ę

poł

ą

cze

ń

ś

rubowych oraz podano szczegółowe zasady wymiarowania poł

ą

cze

ń

doczołowych na

ś

ruby o wysokiej wytrzymało

ś

ci;

j) nawi

ą

zuj

ą

c do przepisów mi

ę

dzynarodowych (ISO i ECCS) zmieniono uj

ę

cie zagadnienia no

ś

no

ś

ci konstrukcji ze

wzgl

ę

du na zm

ę

czenie materiału;

h) podano ogólne zasady obliczania konstrukcji z uwzgl

ę

dnieniem plastycznej rezerwy no

ś

no

ś

ci.

3. Normy zwi

ą

zane

PN-64/B-01043

Rysunek konstrukcyjny budowlany. Konstrukcje stalowe

PN-82/B-02000

Obci

ąż

enia budowli. Zasady ustalania warto

ś

ci

PN-86/B-02015

Obci

ąż

enia budowli. Obci

ąż

enia zmienne

ś

rodowiskowe. Obci

ąż

enie temperatur

ą

PN-85/B-02170

Ocena szkodliwo

ś

ci drga

ń

przekazywanych przez podło

ż

e na budynki

PN-90/B-03000

Projekty budowlane. Obliczenia statyczne

PN-76/B-03001

Konstrukcje i podło

ż

a budowli. Ogólne zasady oblicze

ń

PN-85/B-03215

Konstrukcje stalowe. Zakotwienie słupów i kominów

PN-85/H-83152 Staliwo w

ę

glowe konstrukcyjne. Gatunki

PN-83/H-84017 Stal niskostopowa konstrukcyjna trudno rdzewiej

ą

ca. Gatunki

PN-86/H-84018

Stal niskostopowa o podwy

ż

szonej wytrzymało

ś

ci. Gatunki

PN-88/H-84020

Stal niestopowa konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia. Gatunki

PN-89/H-84023/07

Stal okre

ś

lonego zastosowania. Stal na rury. Gatunki

PN-75/M-69014 Spawanie łukowe elektrodami otulonymi stali w

ę

glowych i niskostopowych. Przygotowanie brzegów do

spawania
PN-73/M-69015 Spawanie łukiem krytym stali w

ę

glowych i niskostopowych. Przygotowanie brzegów do spawania

PN-87/M-69772 Spawalnictwo. Klasyfikacja wadliwo

ś

ci zł

ą

czy spawanych na podstawie radiogramów

PN-76/M-69774 Spawalnictwo. Ci

ę

cie gazowe stali w

ę

glowych o grubo

ś

ci 5 ÷ 100 mm. Jako

ść

powierzchni ci

ę

cia

PN-71/M-80014 Druty stalowe gładkie do konstrukcji spr

ęż

onych

PN-68/M-80200 Liny stalowe. Podział i zasada budowy oznaczenia
PN-92/M-80201 Liny stalowe z drutu okr

ą

głego. Wymagania i badania

PN-71/M-80236 Liny do konstrukcji spr

ęż

onych

PN-82/M-82054/03

Ś

ruby, wkr

ę

ty i nakr

ę

tki. Własno

ś

ci mechaniczne

ś

rub i wkr

ę

tów

PN-85/M-82101

Ś

ruby ze łbem sze

ś

ciok

ą

tnym

PN-85/M-82105

Ś

ruby z łbem sze

ś

ciok

ą

tnym z gwintem na całej długo

ś

ci

PN-79/M-82903 Nity. Wymagania i badania
4. Normy mi

ę

dzynarodowe i zagraniczne

ENV 1993-1-1:1992 Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings
(przednorma europejska)
ISO/DIS 10721 (1994): Steel structures - Materials and design (projekt normy mi

ę

dzynarodowej)

RFN DIN 18800:1990 Stahlbauten
Teil 1: Bemessung und Konstruktion
Teil 2: Stabilitätsfälle. Knicken von Staben und Stahlwerke
Teil 3: Stabilitätsfälle. Plattenbeulen
Wielka Brytania BS 5950 Structural use of steelwork in building.
Part 1:1990 Code of practice for design in simple and continuous construction: hot rolled sections
5. Autorzy projektu normy
Zespół autorski:
przewodnicz

ą

cy prof. dr in

ż

. Mieczysław Łubi

ń

ski - Politechnika Warszawska, z-ca przewodnicz

ą

cego prof. dr in

ż

.

Janusz Murzewski - Politechnika Krakowska, prof. dr in

ż

. Jan Augustyn - Politechnika Cz

ę

stochowska, prof. dr in

ż

. Jan

Bródka - Politechnika Łódzka, dr in

ż

. Andrzej Czechowski - COBPKM MOSTOSTAL, dr in

ż

. Marian Gi

ż

ejowski -

Politechnika Warszawska, prof. dr in

ż

. Wiesław Jankowiak - Politechnika Pozna

ń

ska, prof. dr in

ż

. Zbigniew Kowal -

Politechnika

Ś

wi

ę

tokrzyska, dr in

ż

. Jan Łaguna - COBPKM MOSTOSTAL.

Współpraca:
prof. dr in

ż

. Władysław Bogucki; dr in

ż

. Rafał Garncarek, dr in

ż

. Aleksandra Kociatkiewicz, mgr in

ż

. Michał Kwa

ś

niewski

- COBPKM MOSTOSTAL.
6. Dokumenty mi

ę

dzynarodowe wykorzystane przy opracowaniu normy

Eurocode Nr 3 (1988) Design of Steel Structures. Part 1 - General Rules and Rules for Buildings (projekt)
ISO/TC 167/SC1; N 219; N 220 Steel Structures - Materials and Design; Fatigue (dokumenty robocze).
Postanowienia tych dokumentów w maksymalnym stopniu wprowadzono do

PN-90/B-03200

.

7. Deskryptory

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 11

0054768 konstrukcje budowlane; 0580417 konstrukcje metalowe; 0863732 konstrukcje ł

ą

czone

ś

rubami; 0580669

konstrukcje spawane; 0260740 projektowanie; 0000000 obliczenia statyczne.
8. Wydanie 2 - stan aktualny: grudzie

ń

1993 - wprowadzono zmiany:

zmiana 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 10/1992,
zmiana 2 - Biuletyn PKNMiJ nr 13/1993. Tre

ść

zmiany nie publikowana. Wydaniem 1 nie nale

ż

y si

ę

posługiwa

ć

.

Powrót do spisu tre

ś

ci

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

ż

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść

9 Strona 12