GALERIE TRANSPORTOWE I

GALERIE TRANSPORTOWE I

KOMUNIKACYJNE

KOMUNIKACYJNE

Autorzy:
Kacperska Malwina
Karolak Anna
Wojciechowska Gabriela

Bibliografia

1.

J.M. Sieczkowski,

Zagadnienia projektowania konstrukcyjno-budowlanego

zakładów przemysłowych,

OWPWr, Wrocław 2006

2.

I.Kisiel,

Budownictwo betonowe t.XII, Budowle przemysłowe,

Arkady, Warszawa

1971

3.

W.Bogucki,

Budownictwo stalowe cz.2

, Arkady, Warszawa 1977

4.

T. Sauter

, Transport wewnętrzny,

WSI Bydgoszcz 1973

5.

Praca zbiorowa pod kierunkiem Giżejowskiego M.,

Budownictwo ogólne.

Stalowe konstrukcje budynków. Projektowanie wg eurokodów

, Arkady,

Warszawa 2010

6.

PN-EN 1990 Podstawy projektowania konstrukcji.

7.

PN-EN 1991 Oddziaływania na konstrukcje

8.

PN-EN 1991-1-4 Oddziaływania wiatru

9.

PN-EN 1991-1-3 Oddziaływania śniegu

10.

PN-91S-10042 Obiekty mostowe. Konstrukcje żelbetowe i sprężone.

11.

http://www.access-steel.com/

12.

A. Biegus,

Obciążenie wg europejskiej normy wiatrowej PN-EN 1991-

1-4

Podstawy oblicze

Podstawy oblicze

ń

ń

stan

stan

ó

ó

w granicznych

w granicznych

Wyróżniamy stany graniczne nośności(ULS) i stany
graniczne użytkowalności(SLS), które to należy
odnosić do sytuacji obliczeniowych.
Sytuacje obliczeniowe (trwałe, przejściowe, wyjątkowe,
sejsmiczne) ustalane z uwzględnieniem okolicznośći w
których konstrukcja musi spełniać swoje zadanie.
ULS-dotyczą bezpieczeństwa konstrukcji i
ludzi(obciążenia obliczeniowe)
SLS-dotyczą funkcji konstrukcji, komfortu
użytkowników, wyglądu obiektu(obciążenia
charakterystyczne).

Obci

Obci

ąż

ąż

enia i oddzia

enia i oddzia

ł

ł

ywania

ywania

• Obciążenia stałe G:

Ciężar własny
-konstrukcja nośna
-elementy obudowy
-taśmociąg
Obliczany na podstawie wymiarów nominalnych
konstrukcji i wartości charakterystycznych ciężaru
objętościowego

.

Obci

Obci

ąż

ąż

enia i oddzia

enia i oddzia

ł

ł

ywania

ywania

• Obciążenia zmienne Q:

użytkowe:
-ruch pieszych
-transport materiału
Wynikają ze sposobu użytkowania obiektu.
klimatyczne:
-wiatr
-śnieg
Zależne od lokalizacji, rodzaju i wysokości terenu,
kształtu budynku.

Kombinacje oddzia

Kombinacje oddzia

ł

ł

ywa

ywa

ń

ń

• W przypadku trwałych i przejściowych sytuacji

obliczniowych
Kombinacja podstawowa:

Kombinacje oddzia

Kombinacje oddzia

ł

ł

ywa

ywa

ń

ń

• Oddziaływanie użytkowe-wiodące;

G*1,35+Q*1,50+S*1,50*0,5+W*1,50*0,6

• Oddziaływanie śniegiem-wiodące

G*1,35+S*1,50+Q*1,50*0,7+W*1,50*0,6

• Oddziaływanie wiatrem-wiodące

G*1,35+W*1,50+S*1,50*0,5+Q*1,50*0,7

• Porwanie przez wiatr

G*1,00+W*1,50

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

Obciążenie śniegiem

jest jednym z

podstawowych

uwzględnianych w

analizie statyczno-

wytrzymałościowej

konstrukcji.

Ma ono charakter

losowy i zależne jest

od wielu czynników,

dlatego jego

wyznaczenie jest dość

skomplikowane.

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

Wartość charakterystyczna s

k

obciążenia śniegiem to

podstawowa reprezentatywna wartość oddziaływania.

Aktualnie obowiązujące charakterystyczne obciążenie

śniegiem w Polsce wyznacza się wg normy

PN-EN 1991-1-3.

• Obciążenie śniegiem dachu jest powszechnie traktowane

w normach jako iloczyn:

- ciężaru pokrywy śnieżnej (zmienna losowa)
- jednego lub kilku bezwymiarowych współczynników

uwzględniających parametry budowli

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

• Współczynniki uwzględniają:


wpływ kształtu dachu



wpływ oddziaływania wiatru



charakterystyki termiczne budynku (budowli)

oraz dachu i ich wpływ na rozkład śniegu na dachu

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

• Ogólnie obciążenie śniegiem dachu określa się wg wzoru:
• s = µ × c

e

× c

z

× s

k

• µ- współczynnik kształtu dachu

c

e

- współczynnik ekspozycji (zazwyczaj przyjmuje się 1,0

dla budowli na terenach, na których nie występuje
znaczne przenoszenie śniegu przez wiatr na budowę)

c

t

- współczynnik termiczny (przyjmowany jako 1,0 w

przypadku sytuacji normalnych)

s

k

- wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu

w rozpatrywanym miejscu

• Współczynniki kształtu dachu
• dachy jednopołaciowe:

dla kąta nachylenia 0°≤ α ≤30° ⇒ µ

1

= 0,8

• dachy bliskie i przylegające do innych budowli

µ

1

= 0,8

µ

2

= µ

s

+ µ

w

µ

s

- współczynnik uwzględniający efekt ześlizgu śniegu z

dachu wyższego (µ

s

= 0 dla α ≤15°)

µ

w

- współczynnik uwzględniający uwzględniający wpływ

wiatru

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

• µ

w

=(b

1

+ b

2

)/2h ≤γ h/s

k

γ- ciężar objętościowy śniegu (2kN/m

3

)

l

s

– długość zaspy (l

s

=2h)

Zalecany zakres µ

w

zawiera się

w przedziale 0,8≤ µ

w

≤ 4.

Zalecane wartości l

s

zawierają się

w przedziale 5≤ l

s

≤ 15m.

OBCIĄŻENIA ŚNIEGIEM

• Obciążenie śniegiem gruntu
• Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu

zależy od strefy klimatycznej.

OBCIĄŻENIE WIATREM

Oddziaływanie wiatru, uwzględniane w obliczeniach
konstrukcji budowlanych, wyznacza się z łańcucha
współzależności kilku wielkości: prędkość wiatru, zależnej
od warunków klimatycznych, a także od rodzaju terenu i
od wysokości nad nim oraz kształtu budowli.

Wyznaczenie wartości szczytowej prędkości wiatru
przeprowadzamy zgodnie z Załącznikiem Krajowym do PN-EN
1991-1-4

Tablica NA5, PN-EN 1991-1-4
Wrocław ( I strefa obciążenia wiatrem)
Nowy Sącz(III strefa obciążenia wiatrem)

Tablica 4.1, PN-EN 1991-1-4
Teren kategorii IV (przynajmniej 15% powierzchni pokryte
budynkami o średniej wysokości przekraczającej 15m) ⇒ z

0

= 1,0

m; z

min

=10m

Należy wyznaczyć szczytowe ciśnienie prędkości q

p

(z) na wysokości z

Wyznaczenie cisnienia prędkości wiatru q

b

Nowy Sącz

Wrocław

Wyznaczenie współczynnika ekspozycji

Parcie działające na ścianę jest różnicą algebraiczną między
wartościami ciśnienia po obu stronach przegrody. W przypadku parcia,
przyjęto wartość dodatnią obciążenia wiatrem, w przypadku ssania wartość
ujemną.

Parcie wiatru na powierzchnię

Współczynnik ciśnienia zewnętrznego
Oddziaływanie wiatru na powierzchnie zewnętrzne w

e

, wyznacza się według

wzoru:
w

e

= q

p(ze)

× c

pe

gdzie:
z

e

- wysokość odniesienia dla ciśnienia zewnętrznego

c

pe

- współczynnik ciśnienia zewnętrznego zależny od wielkości

obciążanej powierzchni A; c

pe

= c

pe,10

ponieważ pole obciążanej powierzchni

A >10 m²

Współczynnik ciśnienia wewnętrznego
Oddziaływanie wiatru na powierzchnie wewnętrzne w

i

, wyznacza się

według wzoru:
w

i

= q

p(zi)

× c

pi

Nie uwzględniamy obszarów A,B,C

Galeria transportowa

Galeria transportowa

-

-

sko

sko

ś

ś

na

na

Galeria transportowa-skośna

• Nieprzerwalny transport ładunku na terenie zakładu
• Łącznik obiektów znacznie oddalonych
• Pokonanie róznicy poziomów, wyniesienie nosiwa na

odpowiednią wysokość

• Pełna ochrona oraz kontrola parametrów

transportowanego towaru

Dane do projektowania

• Lokalizacja:

Nowy Sącz

• Grunt: żwiry drobne
• Transportowany

materiał: węgiel

• Przenośniki: 2

transportery
taśmowe

Dane do projektowania

• Schemat statyczny: belka ciągła trójprzęsłowa
• Długości przęseł: skrajne-25,0m

środkowe-30,0m

Dane do projektowania

• Przenośnik taśmowy:

Producent: Wirmel F.P.U
Szerokość: 1,00m

Materiał: węgiel

Dane do projektowania

• Przenośnik taśmowy:

Masa segmentu: 2200kg
Długość segmentu: 3,8m

Obciążenie taśmociągiem: 2200kg/3,8m=578,9kg/m=

>5,9kN/m

Obciążenie ładunkiem: 8kg/m

3*

0,43m

2

=

>3,44kN/m

Dane do projektowania

• Podpora pośrednia

-

równoległe pasy I 200

-wykratowanie L 60

-sztywno utwierdzona

Dane do projektowania

• Wariant I: galeria powłokowa

-konstrukcja stalowa, powłokowa
- poszycie z blachy stanowiący
ustrój nośny jak
i obudowę
-użebrowanie z profilów
walcowanych
-przekrój poprzeczny prostokątny
z zaokrąglonymi narożami

Galeria powłokowa

Wstępne przyjęcie
parametrów technicznych
dla galerii o rozpiętości 80m:

Typ ciężki (C):

•

Grubość poszycia: 4mm

•

Żebra podłuzne: I100 co
400mm

•

Poprzecznice: I100 co
1500mm

Galeria powłokowa

• Przekrój poprzeczny

Galeria powłokowa

• Zebranie obciążęń stałych:

poszycie 4mm:

7860kg/m3*0,004*16,28=

>5,11kN/m

żebra podłużne I100:

8,1kg/m*32szt.=

>2,59kN/m

poprzecznice I 100:

8,1kg/m*27szt.=

>2,19kN/m

przenośnik :

2*5,9=

>11,8kN/m

pomost roboczy

:

0,5kN/m

RAZEM=22,19kN/m

Galeria powłokowa-obciązenia zmienne

• Zebranie obciążeń zmiennych:

Użytkowe-człowiek:

1kN

Ładunek

2*3,44kN/m

Śnieg: III strefa śniegowa

z=300 m npm

µ

1

= 0,8

µ3=0,2+1,5/4,94=0,50

Galeria powłokowa-obciązenia zmienne

Ce=1,0

Ct=1,0

Si=0,8*1,0*1,0*2,26=1,81kN/m

2

Sii=0,5*1,0*1,0*2,26=1,13kN/m

2

Sk=2,26kN/m

2

Si=0,8*1,0*1,0*2,26=1,81kN/m

2

S=1,81kN/m2

Galeria powłokowa-obciązenia zmienne

• Wiatr III strefa wiatrowa

A Cpe=+0,3

B Cpe=-1,0

C Cpe=-0,4

Galeria powłokowa-obciązenia zmienne

-1,2

+1,0

-0,4

+0,3

-1,0

-0,4

+0,3

-1,0

qp=302,5*2,26=302,5kN/m

2

we = qp(ze) × cpe

Dane do projektowania

• Wariant II: galeria kratowa

-konstrukcja stalowa

-ustrój nośny: kratownica
przestrzenna
z kształtowników
dwuteowych,
-obudowa: blacha
trapezowa

-przekrój poprzeczy

prostokątny

Galeria kratowa

• Model kratownicy

•Schemat statyczny

Galeria kratowa

Wysokośd galerii h=3,0m

Szerokośd galerii h=4,70m

Galeria kratowa-obciążenie stałe

Element:

Przekrój:

Ciężar

Pas dolny

HEB 220

0,7 kN/m*2

Pas górny

HEB 200

0,6 kN/m*2

Słupki podporowe

HEB 140

0,33 kN/m*2

Słupki przęsłowe

IPE 180

0,184 kN/m*18

Krzyżulce podporowe

IPE 200

0,22 kN/m*4

Krzyżulce przęsłowe

HEB 100

0,2 kN/m*14

Płatwie

C 80x50x6

0,074 kN/m*10

Przenośnik

9,34kN/m

Blacha trapezowa dach

0,051kN/m2*4,63m=0,24kN/m

Blacha trapezowa ściany

0,051kN/m2*3,0m*2=0,31kN/m

Płyty betonowe

24kN/m3*0,04*4,63=4,45kN/m

RAZEM: 25,33kN/m

Galeria kratowa-obciązenia zmienne

• Zebranie obciążeń zmiennych:

Użytkowe-człowiek:

1kN/1,0m=1kN/m

Ładunek

2*3,44kN/m

Śnieg: III strefa śniegowa

z=350 m npm

µ

1

= 0,8

Ce=1,0

Ct=1,0

Sk=2,26kN/m

2

Si=0,8*1,0*1,0*2,26=1,81kN/m

2

S=1,81kN/m

2

Galeria kratowa

•

Wiatr III strefa

vb,0 = 22 m/s

qb=0,5x1,25x222=302,5 kN/m2
c

r

(z)=0,94

v

m

(z)=0,94*1,0*22=20,33

c

e

(z)=2,26

q

p

=302,5*2,26=302,5

we = qp(ze) × cpe

Galeria kratowa

c

pe

+1,0

-0,5

-1,2

-1,2

qp=302,5*2,26=302,5

we = qp(ze) × cpe

GALERIA KOMUNIKACYJNA

Łączniki służące do komunikacji

między określonymi obiektami

m.in. nad różnego rodzaju

przeszkodami

(drogami, liniami kolejowymi)

DANE DO PROJEKTOWANIA

Lokalizacja:
Nowy Sącz
III strefa obciążenia śniegiem
III strefa obciążenia wiatrem

Konstrukcja:
kratowa obudowana

Parametry:
stalowa
pozioma
prosta

DANE DO PROJEKTOWANIA

• Dane geometryczne:
Długość całkowita łącznika L

c

= 40,0m

przęsła skrajne L

s

= 10,0m

przęsło środkowe L

2

= 20,0 m

kratownice o wysokości H

K

= 4,0 m

podpory o wysokości H = 6,0 m
• Grunt: piaski średnie

przekrój poprzeczny

KONSTRUKCJA

Konstrukcja:
Zasadniczą część ustroju nośnego stanowi
stalowy szkielet kratownicowy.

Obudowę można wykonać

ze szkła wzmacnianego
lub też płyt z poliwęglanu.

KONSTRUKCJA

• Ustrój nośny galerii stanowić będą 2 równoległe

kratownice o pasach z kształtowników stalowych
(wstępnie przyjęto kształtowniki HEB), stanowiących
ściany boczne.

• Na górze będą one połączone ryglami (przykładowo

dwuteowniki IPE 180),
na dole natomiast poprzecznicami (przykładowo z
dwuteowników IPE 240).

• Podłogę galerii stanowić będzie płyta żelbetowa na

blasze fałdowej (wstępnie o grubości 300 mm).

SCHEMAT STATYCZNY

• belka ciągła trójprzęsłowa 40,0 m
• przęsła skrajne 10,0 m
• przęsło środkowe 20,0 m

WARIANTY ROZWIĄZANIA

• Rozstaw węzłów kratownicy:

5 m;

• Wariant 1

• Wariant 2

PODPORA POŚREDNIA

• Konstrukcja podpory pośredniej


sztywne utwierdzenie w podłożu



pasy równoległe (np. IPE 180)



wykratowanie przegubowe

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Obciążenia stałe
- ciężar własny: ustrój nośny+ elementy obudowy

Element:

Przekrój:

Ciężar

Pas dolny

HEB 220

0,7 kN/m*2

Pas górny

HEB 200

0,6 kN/m*2

Słupki podporowe i
słupki przęsłowe HEB 140

0,33 kN/m*9

Krzyżulce IPE 200

0,22 kN/m*8

Podłużnice

UPE 100

0,11 kN/m*4

Rygle

IPE 180

0,3 kN/m*21

Poprzecznice

IPE 240

0,184 kN/m*9

Obudowa szklana dachu

2*0,005m*3,0m*26kN/m3=0,78kN/m

Obudowa szklana ścian

2*0,005m*4,0m*26kN/m3=1,04kN/m

Płyta żelbetowa

24kN/m3*0,03*3,0m=2,16kN/m

RAZEM: 19,706kN/m

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Obciążenia użytkowe

- ruch pieszych

Z normy PN-91S-10042: 2,5 kN/m

2

,

czyli obciążenie użytkowe/mb= 3,0m*2,5kN/m

2

= 7,5 kN/m

-klimatyczne



od śniegu



od wiatru

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Obciążenie śniegiem

strefa III (z= 3)
wys. n.p.m. 300m (A= 300 m)
s = µ × c

e

× c

z

× s

k

µ

1

= 0,8

µ

2

= µ

s

+ µ

w

= 1,0

c

e

= 1,0

c

t

= 1,0

s

k

= 1,87

s = 1,496 kN/m

2

Obciążenie śniegiem/ mb = 4,488 kN/m

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Obciążenie wiatrem

strefa III
wys. n.p.m. 300m (A= 300 m)
kategoria terenu IV

szczytowe ciśnienie prędkości wiatru q

p

(z)= 0,41 kN/m

2

oddziaływanie wiatru na powierzchnie zewnętrzne
w

e

= q

p(ze)

×

c

pe

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Obciążenie wiatrem
współczynniki dla ścian współczynniki dla dachu

Dla uproszczenia obliczeń dla dachu przyjęto jeden
współczynnik -1,8 (wariant bardziej niekorzystny).

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ

• Oddziaływanie wiatrem

współczynniki przyjęte wartości oddziaływań

ŁĄCZNIKI KOMUNIKACYJNE

• Przejścia te konstruowane są razem z obiektami, które łączą lub

projektowane są dla sąsiednich budynków już istniejących
(pierwotnie nie połączonych ze sobą).

• Jeśli chodzi o łączniki o stalowej konstrukcji nośnej, to kratowe

dźwigary nośne zazwyczaj w całości wykonane są w wytwórni
konstrukcji metalowych (jako spawane), następnie przywiezione na
miejsce budowy (w całości lub częściach- zależnie od wielkości).
Płyta żelbetowa stanowiąca podłogę oparta jest na poprzecznicach.
Stanowić może ona dodatkowe usztywnienie konstrukcji i
zabezpieczenie belek stalowych przed zwichrzeniem. Szklaną lub
poliwęglanową obudowę mocuje w sposób zależny od wymagań
systemu rozwiązania na stalowym szkielecie po wykonaniu całej
konstrukcji.

GALERIA

GALERIA

KOMUNIKACYJNA

KOMUNIKACYJNA

O KONSTRUKCJI

O KONSTRUKCJI

KRATOWEJ

KRATOWEJ

1. Lokalizacja

pl.Grunwaldzki

WROCŁAW

•I strefa śniegowa

•I strefa wiatrowa

Łącznik pomiędzy Pasażem
Grunwaldzkim a Manhattanem

2. Dane do projektu

• szerokość łącznika b=4m
• wysokość łącznika l=4,5m
• długość łącznika l=38,4m

Galeria komunikacyjna znajduje się 6,5m p.p.t.

3.Warianty

WARIANT I

WARIANT II

Konstrukcja galerii

Konstrukcja nośna galerii składać się będzie z 2

równoległych kratownic o pasach z

kształtowników zamkniętych prostokątnych.

Wstępne przyjęcie wymiarów elementów

nośnych

Dolny pas kratownicy będzie wykonany z

kształtowników o wymiarach 450x250x16

Wszystkie pozostałe elementy zaprojektowane

z kształtowników 250x150 i grubości zależnej

od wytężenia danego elementu.

Konstrukcja galerii

•

Podłogę galerii stanowić będzie płyta żelbetowa o gr.100mm

na blasze fałdowej wykończona warstwą posadzki z żywicy

epoksydowej.

•

Obudowa galerii będzie wykonana ze szkła laminowanego oraz

płyt elewacyjnych z włóknocementu.

•

Tafle szkła o wymiarach 3200x4000 (2750x4000) mocowane do

pasów kratownicy

E

•Ściany poziome

Obciążenie wiatrem

D: c

pe

= 0,7

E: c

pe

= - 0,3

q(z)=0,45 kN/m

2

D

•dach

F: c

pi

= -1,8

G: c

pi

= - 1,2

H: c

pi

= -0,7

I: c

pi

= - 0,2

I

F

F

H

G

Obciążenie śniegiem

strefa I obciążenia śniegiem → z= 1
wys.120m n.p.m. → A= 120 m
s = µ × c

e

× c

z

× s

k

s

k

= 0,32 kN/m

2

µ

1

= 0,8

c

e

= 1,0

c

t

= 1,0

s = 0,257 kN/m

2

Obciążenie śniegiem/ mb = 0,82 kN/m

•Dziękujemy za uwagę!