KONSTRUKCJE METALOWE - Projektowanie
Hala stalowa bez transportu – Cz. 1
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 niŜ 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