KONSTRUKCJE METALOWE - Projektowanie

Hala stalowa bez transportu – Cz. 1

Temat projektu

2012-03-04

2

Hala bez transportu - Cz. 1

Hala w układzie płatwiowym

2012-03-04

3

Hala bez transportu - Cz. 1

Omówienie głównych elementów konstrukcji nośnej hali.

Omówienie głównych elementów konstrukcji nośnej hali.

2012-03-04

4

Hala bez transportu - Cz. 1

1.0. Określenie głównych wymiarów hali.

L

H

n*a

a

TYPY KRATOWNIC

TYP 1

TYP 2

TYP 3

TYP 4

2012-03-04

5

Hala bez transportu - Cz. 1

Określenie głównych wymiarów hali – c d.

1. Rozstaw płatwi:

od 1500mm do 3000mm

2. Wiązar kratowy:

•

rozpiętość: B wg tematu projektu

•

wysokość kratownicy w środku rozpiętości:

•

nachylenie połaci wg danych producenta pokrycia lub PN-89/B-02361

nachylenie połaci przyjąć: od 5

o

do 10

o

•

rozstaw węzłów kratownicy – zależnie od rozstawu płatwi

3. Wysokość słupa: H

wg tematu projektu

4. Długość całkowita hali: L =

n x a

B

h

kratownicy



















8

1

12

1

2012-03-04

6

Hala bez transportu - Cz. 1

Eurokod 1
Oddziaływania na konstrukcje
Część 1-3: Oddziaływania ogólne
Oddziaływanie śniegiem

PN-EN 1991-1-3

Norma Europejska EN 1991-1-3:2003 ma status Polskiej Normy

2.0. Zestawienie obciążeń
2.1. Obciążenie śniegiem (S)

2012-03-04

7

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica NB.1- Wartości charakterystyczne

obciążenia śniegiem gruntu w Polsce

A. Lokalizacja obiektu

– określenie strefy obciążenia śniegiem.

2012-03-04

8

Hala bez transportu - Cz. 1

B. Obciążenie śniegiem dachu w trwałej i przejściowej sytuacji
obliczeniowej

s

=



i

C

e

C

t

s

k



i

– współczynnik kształtu dachu

S1

S2

2012-03-04

9

Hala bez transportu - Cz. 1

Wartości podane w tablicy 5.2 stosuje się wówczas, gdy nie ma zabezpieczeń

przed zsunięciem się śniegu z dachu.

Jeżeli na dachu są barierki przeciwśnieżne lub inne przeszkody,

albo jeżeli dolna krawędź dachu jest zakończona attyką,

to wówczas współczynnik kształtu dachu nie powinien być mniejszy niż 0,8.



Określenie współczynnika kształtu dachu



i

2012-03-04

10

Hala bez transportu - Cz. 1



Określenie współczynnika ekspozycji

c

e

2012-03-04

11

Hala bez transportu - Cz. 1

powinien być stosowany do oceny zmniejszenia obciążenia

śniegiem dachów o wysokim współczynniku przenikania ciepła (> 1 W/m2K),

w szczególności niektórych dachów krytych szkłem,

z powodu topienia śniegu przez uchodzące ciepło.

Dla wszystkich innych przypadków:

C

t

= 1,0



Określenie współczynnika termicznego

c

t

2012-03-04

12

Hala bez transportu - Cz. 1



Określenie wartości charakterystycznej

obciążenia śniegiem gruntu

s

k

[kN/m

2

]

2012-03-04

13

Hala bez transportu - Cz. 1



Wyznaczenie obciążenia śniegiem rozłożonego na połaci dachu:



cos





s

S

p

Wyznaczono charakterystyczne obciążenie śniegiem

rozłożone na połaci dachu w kN/m

2

.

2012-03-04

14

Hala bez transportu - Cz. 1

Eurokod 1
Oddziaływania na konstrukcje
Część 1-4: Oddziaływania ogólne
Oddziaływania wiatru

PN-EN 1991-1-4

Zastępuje
PN-EN 1991-1-4:2005

Norma Europejska EN 1991-1-4:2005 ma status Polskiej Normy

2.2. Obciążenie wiatrem (W)

2012-03-04

15

Hala bez transportu - Cz. 1

A. Lokalizacja obiektu – określenie strefy obciążenia wiatrem.

2012-03-04

16

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica NA.1

– Wartości podstawowe (

z indeksem „0”

)

bazowej prędkości wiatru

i

ciśnienia prędkości wiatru

w strefach



Określenie wartości podstawowej bazowej prędkości wiatru

2012-03-04

17

Hala bez transportu - Cz. 1

v

b

= c

dir



c

season

. v

b,0

gdzie:

v

b

- bazowa prędkość wiatru określona jako funkcja

kierunku wiatru i pory roku na wysokości 10 m nad

poziomem gruntu w terenie kategorii II;

v

b,0

- wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru

(Tabl.NA.1)

c

season

- współczynnik sezonowy

(wartość zalecana 1,0),

c

dir

- współczynnik kierunkowy

(Tabl. NA.2)



Określenie bazowej prędkości wiatru

2012-03-04

18

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica NA.2 – Wartości współczynnika kierunkowego

2012-03-04

19

Hala bez transportu - Cz. 1



Określenie ustawienia obiektu względem stron świata

2012-03-04

20

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica 4.1 – Kategorie i parametry terenu



Określenie kategorii terenu

2012-03-04

21

Hala bez transportu - Cz. 1

Kategoria terenu II

Obszary z niską roślinnością,

taką jak trawa, oraz

pojedynczymi

przeszkodami (drzewa,

budynki) oddalonymi od

siebie na odległość

nie mniejszą niż 20 ich

wysokości.

Kategoria terenu IV

Obszary, na których

przynajmniej 15 %

powierzchni pokrywają

budynki o średniej wysokości

przekraczającej 15 m

2012-03-04

22

Hala bez transportu - Cz. 1

budynek, którego wysokość h jest mniejsza niż b, należy traktować jako jedną część.

Dla nawietrznych ścian budynków na rzucie prostokąta z

e

zależy od stosunku h/b i jest zawsze przyjmowane jako górna
Wysokość różnych części (obszarów) ścian.

Wysokości odniesienia

z

e

dla

h



b

oraz odpowiadający mu rozkład ciśnienia prędkości



określenie wysokości odniesienia

z

e

2012-03-04

23

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica NA.3

– Współczynnik chropowatości i współczynnik ekspozycji oraz z

min

i z

max



Określenie współczynnika ekspozycji c

e

(z

e

)

2012-03-04

24

Hala bez transportu - Cz. 1

q

b

= 0,5



v

b

2

- średnie (bazowe) ciśnienie prędkości

gdzie:



= 1,25 kg/m

3

gęstość powietrza

v

b

– bazowa prędkość wiatru

gdzie:

c

e

(z

e

)

- współczynnik ekspozycji wg Tabl. NA.3



Określenie wartości szczytowej ciśnienia prędkości wiatru q

p

(z

e

)

q

p

(

z

e

) =

c

e

(

z

e

)

q

b

2012-03-04

25

Hala bez transportu - Cz. 1



Określenie ciśnienia wiatru na powierzchni dachu:

w

e

=

q

p

(

z

e

)

c

pe

c

pe

- współczynnik ciśnienia zewnętrznego

C

pe,1

- dla powierzchni A = 1 m

2

(

współczynnik lokalny)

C

pe,10

- dla powierzchni A = 10 m

2 (

współczynnik globalny)

w

e

=

q

p

(

z

e

)

c

pe,10

2012-03-04

26

Hala bez transportu - Cz. 1



Oznaczenia ścian pionowych

e=min (b; 2h)

b

– wymiar poprzeczny do kierunku wiatru

2012-03-04

27

Hala bez transportu - Cz. 1



Oznaczenia ścian pionowych

e=min (b; 2h)

b

– wymiar poprzeczny do kierunku wiatru

obliczyć:

e

e/4

e/10

e/5

e



4/5

2012-03-04

28

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

29

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica 7.1

— Zalecane wartości współczynnika ciśnienia zewnętrznego

dla ścian pionowych budynków na rzucie prostokąta

Wartości c

pe,10

i c

pe,1

podane w Tablicach od 7.1 do 7.5 należy stosować

przy ortogonalnych kierunkach wiatru 0°, 90° i 180°.

Są to najbardziej niekorzystne wartości w zakresie kierunków wiatru



= ± 45°, z każdej strony rozważanych kierunków ortogonalnych.

Dla pośrednich wartości h/d można zastosować interpolację liniową.



Określenie współczynników ciśnienia zewnętrznego dla ścian

2012-03-04

30

Hala bez transportu - Cz. 1



Oznaczenie dachów dwuspadowych

e=min (b; 2h)

b – wymiar poprzeczny do kierunku wiatru

2012-03-04

31

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

32

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

33

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica 7.4a

— Współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla dachów dwuspadowych



Określenie współczynników ciśnienia zewnętrznego dla połaci dachu

2012-03-04

34

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica 7.4a

— Współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla dachów dwuspadowych

2012-03-04

35

Hala bez transportu - Cz. 1

Tablica 7.4b

— Współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla dachów dwuspadowych

2012-03-04

36

Hala bez transportu - Cz. 1

6. Wyznaczenie obciążenia wiatrem:

Obciążenie wyznaczono w kN/m

2

.

6.1. Wyznaczenie obciążenia wiatrem dla połaci dachu:

strona zawietrzna ……

strona nawietrzna ……

6.2. Wyznaczenie obciążenia wiatrem dla ścian hali:

strona zawietrzna …..

strona nawietrzna ……

2012-03-04

37

Hala bez transportu - Cz. 1

2.3. Obciążenie stałe połaci dachu (G1)

1. Obciążenie stałe zależnie od rodzaju pokrycia wg tematu projektu.
2. Obciążenie użytkowe połaci założono w temacie projektu.
3. Zebranie obciążeń w tabeli.

Lp.

Rodzaj obciążenia

g

k

[kN/m

2

]

1

Blacha wierzchniego krycia TR35/207-0,63mm

2

Wełna mineralna półtwarda gr. 150mm

3

Blacha trapezowa TR50/255-0,75mm

4

Obciążenie stałe wyposażeniem dodatkowym *

RAZEM:

Σ

* - instalacje oświetleniowe, wentylacyjne, przeciwpożarowe, itp.

2012-03-04

38

Hala bez transportu - Cz. 1

2.4. Obciążenie ciężarem własnym ścian hali (G2)

1. Obciążenie stałe zależnie od rodzaju poszycia ścian.
2. Zebranie obciążeń w tabeli.

Lp.

Rodzaj obciążenia

g

k

[kN/m

2

]

1

Blacha wierzchniego krycia TR35/207-

0,63mm

2

Wełna mineralna półtwarda gr. 120mm

3

Kasety ścienne 500/120-0,75mm

RAZEM:

Σ

2012-03-04

39

Hala bez transportu - Cz. 1

3.0. Zestawienie obciążeń połaci dachu hali.

1. Rozłożenie obciążenia na równoległe i prostopadłe do połaci dachu.

Obciążenie prostopadłe do połaci :

Obciążenie równoległe do połaci :



cos







q

q



sin





q

q

II

q

q

q

q

y

z

y

y

z

z

TEN RYSUNEK

TRZEBA ZMIENIĆ

2012-03-04

40

Hala bez transportu - Cz. 1

2. Tabela zestawienia obciążeń połaci dachu.

Lp.

Rodzaj obciążenia

g

k

[

kN/m

2

]

Obciążenie

charakterystyczne

Symbol



II

1

Równomierne obciążenie

śniegiem rozłożone na

połaci dachu

S1

2

Nierównomierne obciążenie

śniegiem rozłożone na

połaci dachu

S2

3

Obciążenie wiatrem

---

W

4

Ciężar własny pokrycia

dachu

– wariant max

G1

2012-03-04

41

Hala bez transportu - Cz. 1

4.0. Dobór blachy pokrycia dachu.

1. Określenie ekstremalnych obciążeń prostopadłych do połaci dachu:

Obciążenie max:
q

max, y

k

= …. [kN/m

2

] dla (G1) + (S1)

q

max, y

o

= …. [kN/m2] dla 1,35 x (G1) + 1,5 x (S1)

Pominięto obciążenie wiatrem (ssanie).

Obciążenie min:

q

min, y

k

= …. [kN/m

2

] dla (G1) + (W)

q

min, y

o

= …. [kN/m

2

] dla 1,0 x (G1) + 1,5 x (W)

Obciążenie wiatrem dla strony nawietrznej – większe ssanie.

2. Określenie rozstawu podpór płyt (blachy) pokrycia dachu.

3. Określenie schematów statycznych płyt (blachy) pokrycia dachu.

2012-03-04

42

Hala bez transportu - Cz. 1

4. Sprawdzenie warunków nośności i ugięcia pokrycia z blach trapezowych.

2012-03-04

43

Hala bez transportu - Cz. 1

Należy zwrócić uwagę na strony blach pokrycia.

Blachę można mocować w układzie : pozytyw lub negatyw.

pozytyw

W obliczeniach statycznych należy sprawdzić możliwość odrywania blach.

Przy lekkim pokryciu i obciążeniu ssącym wiatru blachę należy sprawdzić
także dla układu negatyw.

kierunek obciążenia

2012-03-04

44

Hala bez transportu - Cz. 1

5. Sprawdzenie warunków nośności i ugięcia pokrycia z płyt warstwowych.

Maksymalne rozpiętości przęseł (m) płyt warstwowych

ISOTHERM Dw stosowanych jako jedno- i

wieloprzęsłowe elementy dachowe.

Rodzaj płyty

dachowej

Maksymalne rozpiętości dla stref

obciążenia śniegiem w [m]

I strefa

II strefa

III strefa

ISOTHERM Dw140

3,3

3,0

2,7

ISOTHERM Dw190

3,9

3,6

3,3

ISOTHERM Dw140

ISOTHERM Ds140

ISOTHERM D140

2012-03-04

45

Hala bez transportu - Cz. 1

5.0. Wymiarowanie płatwi dachowej.

1. Wstępny dobór przekroju płatwi.

Przyjąć płatew: z kształtownika I, IPE, HEA

Założyć wysokość przekroju płatwi:

o

platwi

l

h



















20

1

25

1

, gdzie l

o

= a wg projektu

2. Określić pasmo zbierania obciążenia na jedną płatew.

e – pasmo odpowiada rozstawowi płatwi na połaci.

2012-03-04

46

Hala bez transportu - Cz. 1

3. Odczytać parametry przekroju wstępnie dobranego

h =

b

f

=

t

f

=

t

w

=

R =

Przyjęto IPE … ze stali ……… (S235JR lub S355JR)

I

y

=

I

z

=

W

y,el

=

W

z,el

=

W

y,pl

=

W

z,pl

=

4. Zebranie obciążeń. Ciężar własny płatwi. Symbol (G3)

m

k

= [kN/mb]

f

y

=

„Tablice do projektowania konstrukcji metalowych”
W. Bogucki M. Żyburtowicz
ARKADY, Warszawa 1996 lub późniejsze wydania

2012-03-04

47

Hala bez transportu - Cz. 1

5. Założenie schematu statycznego płatwi dachowej.

Przykładowe schematy statyczne:

W projekcie przyjąć schemat belki swobodnie podpartej wg rys. a.

2012-03-04

48

Hala bez transportu - Cz. 1

5.1. Wyznaczenie ekstremalnych obciążeń płatwi.

1. Obciążenie maksymalne – kombinacja (S)+(G1 max)+(G3)

Rodzaj obciążenia

g

k

[

kN/m

2

]

Obciążenie charakt.
q

k

= g

k

x e [kN/mb]

g

f

Obciążenie oblicz.

q

O

[kN/mb]

Symbol



II



II

Obciążenie śniegiem

rozłożone na połaci

dachu

1,5

S1

Ciężar własny pokrycia

dachu

1,35

G1

Ciężar własny płatwi

-----

1,35

G3

RAZEM:

-----

Σ

Σ

----

Σ

Σ

Pominięto kombinacje uwzględniające działanie wiatru – odciążenie (ssanie).

2012-03-04

49

Hala bez transportu - Cz. 1

5.2. Wyznaczenie ekstremalnych sił wewnętrznych.

1. Obliczenia sił wewnętrznych dla belki wolnopodpartej.
2. Obliczenia dla kombinacji obciążenia: (S)+(G1)+(G3)
3. Siły obliczane są w dwóch płaszczyznach analogicznie do płaszczyzn obciążeń.

Siły wewnętrzne

Wartości obliczeniowe

[kNm] lub [kN]

q



q

II

Momenty zginające

M

max

M

y,Ed

= ....

M

z,Ed

= ....

Siły tnące

V

max

V

y,Ed

= ....

V

z,Ed

= ....

2012-03-04

50

Hala bez transportu - Cz. 1

5.3. Klasa przekroju

płatwi

2012-03-04

51

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

52

Hala bez transportu - Cz. 1

Warunek nośności:

,

1, 0

Ed

c Rd

V

V



(6.18)

.

0

3

V

y

pl Rd

M

A

f

V

g







(6.17)

gdzie:

V

Ed

=

V

max

– maksymalna siła poprzeczna w przekroju

V

c,Rd

=V

pl,Rd

– nośność obliczeniowa (plastyczna) przekroju przy ścinaniu

A

v

– pole przekroju czynnego przy ścinaniu, dla dwuteowników:

f

y

– granica plastyczności

γ

M0

=1,00 – współczynnik częściowy nośności przekroju

,

2

(

2 )

V y

f

w

f

A

A

b

t

r t

   

  

lecz nie mniej niż

w

w

t

h



,

V z

w

w

A

A h t

  

ścinanie



y-y:

ścinanie



z-z:

5.4. Sprawdzenie SGN

płatwi

5.4.1 Sprawdzenie nośności belki na ścinanie (punkt 6.2.6. normy)

2012-03-04

53

Hala bez transportu - Cz. 1

5.4.1 Sprawdzenie nośności belki na zginanie dwukierunkowe

(wg załącznika krajowego do PN-EN 1993-1-1)

2012-03-04

54

Hala bez transportu - Cz. 1

gdzie:

N

ed

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– siła osiowa oraz momenty zginające działające na płatew

N

Rd

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– charakterystyczne nośności przekrojowe

C

my

,

C

mz

– współczynniki momentu wg Tablicy B.3



y

,



z

– odpowiednie współczynniki wyboczeniowe



LT

– współczynnik zwichrzenia

Δ

0

– składnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

0

,

,

,

,

1























Rd

z

Ed

z

mz

Rd

y

LT

Ed

y

my

Rd

y

Ed

M

M

C

M

M

C

N

N

0

,

,

,

,

1























Rd

z

Ed

z

mz

Rd

y

LT

Ed

y

my

Rd

z

Ed

M

M

C

M

M

C

N

N

2012-03-04

55

Hala bez transportu - Cz. 1

Pomijając siły osiowe działające w płatwi

gdzie:

N

ed

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– siła osiowa oraz momenty zginające działające na płatew

N

Rd

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– charakterystyczne nośności przekrojowe

C

my

,

C

mz

– współczynniki momentu wg Tablicy B.3



y

,



z

– odpowiednie współczynniki wyboczeniowe



LT

– współczynnik zwichrzenia

Δ

0

– składnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

0

,

,

,

,

1























Rd

z

Ed

z

mz

Rd

y

LT

Ed

y

my

Rd

y

Ed

M

M

C

M

M

C

N

N

0

,

,

,

,

1























Rd

z

Ed

z

mz

Rd

y

LT

Ed

y

my

Rd

z

Ed

M

M

C

M

M

C

N

N

2012-03-04

56

Hala bez transportu - Cz. 1

Pomijając siły osiowe działające w płatwi

gdzie:

N

ed

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– siła osiowa oraz momenty zginające działające na płatew

N

Rd

, M

y,Rd

, M

z,Rd

– charakterystyczne nośności przekrojowe

C

my

,

C

mz

– współczynniki momentu wg Tablicy B.3



y

,



z

– odpowiednie współczynniki wyboczeniowe



LT

– współczynnik zwichrzenia

Δ

0

– składnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

,

,

0

,

,

1

my

y Ed

mz

z Ed

LT

y Rd

z Rd

C

M

C

M

M

M









  



,

,

0

,

,

1

my

y Ed

mz

z Ed

LT

y Rd

z Rd

C

M

C

M

M

M









  



2012-03-04

57

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

58

Hala bez transportu - Cz. 1

Współczynniki równoważnego momentu stałego

0,95 0, 05 0 0,95

my

C





 

0,95 0,05 0 0,95

mz

C





 

2012-03-04

59

Hala bez transportu - Cz. 1

Wyznaczenie współczynnika zwichrzenia (punkt6.3.2.3)

W przypadku dwuteowników walcowanych oraz ich spawanych

odpowiedników, wartość współczynnika zwichrzenia



LT

można

wyznaczyć wg wzorów:

2

2

1

LT

LT

LT

LT



 



  

 

(6.57)

2

1, 0

1

LT

LT

LT































lecz





2

,0

0,5 1

LT

LT

LT

LT

LT







 





 

 





 









gdzie:

,0

0, 4

LT





- parametr (wartość maksymalna)

0, 75





- parametr (wartość minimalna)

LT



- parametr imperfekcji wg Tablicy 6.3 i Tablicy 6.5

2012-03-04

60

Hala bez transportu - Cz. 1

y

y

LT

cr

W

f

M







M

cr

– moment krytyczny przy zwichrzeniu sprężystym ustalany

na podstawie cech przekroju brutto, biorąc pod uwagę warunki

obciążenia, rozkład momentów i stężenia boczne.

- smukłość względna przy

zwichrzeniu

2012-03-04

61

Hala bez transportu - Cz. 1

Wartość współczynnika zwichrzenia



LT

można wyznaczyć też wg Rysunku 6.4.

2012-03-04

62

Hala bez transportu - Cz. 1

Wyznaczenie momentu krytycznego

Moment krytyczny można wyznaczyć korzystając z procedury zamieszczonej

w normie PN-90/B-03200 lub korzystając z zaleceń zamieszczonych w artykule

Sz. Pałkowski, K. Popiołek „

Zwichrzenie belek stalowych w ujęciu

PN-EN 1993-1-1

”,

Inżynieria i Budownictwo

6/2008.





2

2

0, 25

0,5

cr

z

g

g

M

k N

c

z

z

 











gdzie:

2

2

z

z

E J

N

l



 



2

2

0, 039

T

z

J

l

J

c

J





 



2012-03-04

63

Hala bez transportu - Cz. 1

2

1

4

z

J

J h



  





3

3

1

2

3

T

f

f

w

w

J

b t

h t

   

 

- wycinkowy moment bezwładności

- moment bezwładności czystego

skręcania

l

– rozpiętość belki,

z

g

– miejsce działania obciążenia (w przypadku obciążenia belki momentem

zginającym należy przyjąć

z

g

=0

k

– współczynnik zależny od rozkładu momentów (wg Tablicy 1)

2012-03-04

64

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

65

Hala bez transportu - Cz. 1

Składnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

,

0

,

0,1 0, 2

...

i pl

i el

W

W





 



















2012-03-04

66

Hala bez transportu - Cz. 1

W nawiązaniu do EN 1990/Załącznik A1.4, graniczne ugięcia pionowe,

powinny być podane w specyfikacji projektowej i uzgodnione z

inwestorem.

Uwaga B: Ograniczenia te mogą być określone w Załączniku krajowym.

5.5 Sprawdzenie SGU płatwi

2012-03-04

67

Hala bez transportu - Cz. 1

Sprawdzenie warunku:

max

200

rz

L

w

w





gdzie:

Do obliczeń przyjmuje się wartości charakterystyczne obciążeń (

g

f

= 1,0).

E

– współczynnik sprężystości podłużnej, E=210 [GPa]

J

y

,

J

z

– momenty bezwładności przekroju

2

2

,

,

rz

rz y

rz z

w

w

w





4

,

,

,

(

)

5

384

k y

k y

rz y

y

G

Q

L

w

E J











4

,

,

,

(

)

5

384

k z

k z

rz z

z

G

Q

L

w

E J











2012-03-04

68

Hala bez transportu - Cz. 1

6.0. Zebranie obciążeń na główny układ nośny hali.

6.1. Ciężar własny wiązara (G4)

( na podstawie PN-82/B-

02001 załącznik 2 pkt.4.2 - zastępczy ciężar wiązara)

G

w

– zastępczy ciężar własny wiązara odniesiony do 1m

2

rzutu poziomego.

2

10

)

(

12

,

0

0

,

2























B

Qp

Gp

a

G

W

[ kN/m

2

]

G

p

– charakterystyczne obciążenie stałe połaci dachu (G1).

Q

p

– charakterystyczne obciążenie zmienne połaci dachu (S).

B, a

– odpowiednio rozpiętość i rozstaw wiązarów dachowych w [m].

2012-03-04

69

Hala bez transportu - Cz. 1

6.2. Wyznaczenie reakcji z płatwi na wiązar kratowy.

Rodzaj obciążenia

obc. połaci

Płatwie

pośrednie

Płatwie

kalenicowe i

okapowe

Symbol

2R

k

2Rp

k

[kN/m

2

]

[kN/m]

[kN/m]

Śnieg (symetryczne)

S1

Śnieg (niesymetryczne)

S2

Wiatr strona nawietrzna

W

Wiatr strona zawietrzna

W

Ciężar własny pokrycia

G1

Ciężar własny płatwi

-

G3

Ciężar własny wiązara

G4

2012-03-04

70

Hala bez transportu - Cz. 1

Reakcje w tabeli oblicza się wg wzoru: 2R = 2R

1

; R

1

- reakcja z jednej płatwi.

2012-03-04

71

Hala bez transportu - Cz. 1

6.3. Wyznaczenie obciążenia na słupy hali.

Rodzaj obciążenia

obc.

rozłożone

q

k

Symbol

[kN/m

2

]

[kN/m]

Wiatr strona nawietrzna

W

Wiatr strona zawietrzna

W

Ciężar własny poszycia ścian

G2

Ciężar słupa hali

-

G5

1.

Pasmo zbierania obciążeń ze słupa = rozstaw słupów z tematu.

2.

Ciężar własny słupów można założyć m

k

= 1 kN/mb

2012-03-04

72

Hala bez transportu - Cz. 1













1

0

1

1

0

1

1

i

i,

k

i,

i,

Q

,

k

,

,

Q

j

j

,

k

j

,

G

Q

Q

G



g



g

g













1

0

1

1

1

i

i,

k

i,

i,

Q

,

k

,

Q

j

j

,

k

j

,

G

j

Q

Q

G



g

g

g



6.4. Wyznaczenie kombinacji obciążeń do obliczeń statycznych

6.4.1. Kombinacje SGN

Zgodnie z zaleceniem zamieszczonym w Załączniku krajowym przyjęto,

jako miarodajne, kombinacje oddziaływań mniej korzystne z:

γ

Gj,sup

= 1,35,

γ

Gj,inf

=1,00,

γ

Q,1

= 1,50 (lub 0, jeśli niekorzystne)

γ

Q,i

= 1,50 (lub 0, jeśli niekorzystne)

ξ

= 0,85

Ψ

0

= 0,5 – dla obciążenia śniegiem

Ψ

0

= 0,6 – dla obciążenia wiatrem

2012-03-04

73

Hala bez transportu - Cz. 1

Kombinacje SGN

Lp.

Kombinacja

obciążenia

Współczynniki obciążeń aktywnych

Obciążenia stałe (γ x ξ)

Obciążenia zmienne (γ x ψ)

Obciążenia stałe

Obciążenia zmienne

G

S1

S2

W

1

Komb1 (SGN)

1,35 x 0,85

1,5

-

-

2

Komb2 (SGN)

1,35

1,5 x 0,5

-

1,5 x 0,6

3

Komb3 (SGN)

1,35 x 0,85

1,5

-

1,5 x 0,6

4

Komb4 (SGN)

1,35

-

1,5 x 0,5

1,5 x 0,6

5

Komb5 (SGN)

1,35 x 0,85

-

1,5

1,5 x 0,6

6

Komb6 (SGN)

1,35 x 0,85

1,5 x 0,5

-

1,5

7

Komb7 (SGN)

1,35 x 0,85

-

1,5 x 0,5

1,5

8

Komb8 (SGN)

1,0

-

-

1,5

2012-03-04

74

Hala bez transportu - Cz. 1

6.4.2. Kombinacje SGU

Lp.

Kombinacja

obciążenia

Współczynniki obciążeń aktywnych

Obciążenia stałe (1,00)

Obciążenia zmienne (1,00 x ψ)

Obciążenia stałe

Obciążenia zmienne

G

S1

S2

W

1

Komb1 (SGU)

1,0

1,0

-

-

2

Komb2 (SGU)

1,0

1,0

-

1,0 x 0,6

3

Komb3 (SGU)

1,0

-

-

1,0













1

,

,

0

1

,

1

,

i

i

k

i

k

j

j

k

Q

Q

G



2012-03-04

75

Hala bez transportu - Cz. 1

7.0. Obliczenia statyczne głównego układu nośnego hali.

7.1. Geometria głównego układu nośnego.

2012-03-04

76

Hala bez transportu - Cz. 1

7.2. Obliczenia statyczne układu w programie RM-WIN – geometria układu

2012-03-04

77

Hala bez transportu - Cz. 1

7.3. Zadawanie obciążeń w programie RM-WIN

1. Obciążenie śniegiem – symbol (S)

2012-03-04

78

Hala bez transportu - Cz. 1

2. Obciążenie wiatrem (W)

2012-03-04

79

Hala bez transportu - Cz. 1

3. Obciążenie ciężarem własnym pokrycia (G1)

2012-03-04

80

Hala bez transportu - Cz. 1

4. Obciążenie ciężarem własnym płatwi (G3)

2012-03-04

81

Hala bez transportu - Cz. 1

5. Obciążenie ciężarem własnym wiązara (G4), słupa (G5) i obudowy (G2)

2012-03-04

82

Hala bez transportu - Cz. 1

7.4. Odczytanie wartości sił wewnętrznych

1. Kombinacja obciążeń: np. Komb 1 (SGN)

2012-03-04

83

Hala bez transportu - Cz. 1

7.5. Zestawienie sił wewnętrznych w prętach wiązara

.

typ i nr

pręta

komb

1

komb

2

komb

3

komb

…

Nmax

[kN]

komb

ścisk /

rozci

ąg

Nmin

[kN]

komb

ścisk

/

rozciąg

N [kN]

N [kN]

N [kN]

N [kN]

P

as

g

ór

ny

1

250

220

180

20

250

komb

1

ściskanie

20

komb

4

ściskani

e

2

ściskanie

ściskani

e

3

350

240

150

-10

350

komb

1

ściskanie

-10

komb

3

rozciąg.

...

…

15

…

1. Przykładowa tabela zestawiania sił :

2012-03-04

84

Hala bez transportu - Cz. 1

2012-03-04

85

Hala bez transportu - Cz. 1

Arkusz obliczeń

2012-03-04

86

Hala bez transportu - Cz. 1

LITERATURA

2012-03-04

87

Hala bez transportu - Cz. 1