Mathcad PROJEKT drewno 2

background image

SPIS TREŚCI

1.Opis techniczny

2.Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe

2.1.Płyty dachowe
2.1.1. Zestawienie obciążeń

2.1.2. Dobór płyt z katalogu

2.2.Płatewie dachowe:

2.2.1. Zestawienie obciążeń

2.2.2. SGN - zginanie

2.2.3. SGN - ścinanie

2.2.4. SGU - ugięcia

2.3.Dźwigar jednotrapezowy

2.3.1. Zestawienie obciążeń

2.3.2. SGN - zginanie

2.3.3. SGN - ścinanie

2.3.4. SGU - ugięcia

2.4.Stężenia dachowe

2.4.1. Zestawienie obciążeń

2.4.2. SGN - ściskanie

2.5.Połączenie płatwi z ryglem

1.Opis techniczny:

Przekrycie hali stanową dzwigary z drewna klejonego klasy GL32h. Zastosowano
dźwigary jednotrapezowe o wysokości do 120cm do 240cm, szerokości 20cm. Dźwigary
oparte są na słupach żelbetowych. Na dźwigarach dachowych oparto płatwie z drewna
klejonego klasy GL32h o wymiarach 10x22cm w rozstawie 225cm. Płatwie mocowane
do dźwigarów za pomocą złączy kątowych. Steżenia dachowe wykonano z drewna klasy
C27, przekrój stężenia 12x12cm. Na płatwiach dachowych ułożono płyty warstwowe
GORLICKA D1000 grubości 10cm. Obudowę hali stanowią płyty warstwowe ścienne
GORLICKA U1000.

1

background image

2.Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe:
2.1.Płyty dachowe:

lpłyt

4.5m

:=

α

3deg

:=

Przyjęto płyty warstwowe GORLICKA D1000 (grubość płyty 100mm) :

mD1000.k

0.13

kN

m

2

:=

mD1000.d

mD1000.k 1.1

:=

mD1000.d

0.14

kN

m

2

=

2.1.1. Zestawienie obciążeń:
Obciążenie śniegiem (PN-80/B-02010/Az1:2006):

Qk

0.9

kN

m

2

:=

- II strefa (Gryfice)

C

0.8

:=

Sm2.k

Qk C

:=

Sm2.k

720 Pa

=

Sm2.k

0.72

kN

m

2

=

- obciążenie char.
na m2 rzutu dachu

Spłyta.k

0.72

cos

α

( )

kN

m

2

:=

Spłyta.k 0.7

kN

m

2

=

Spłyta.d

0.72

cos

α

( )

kN

m

2

1.5

:=

Spłyta.d 1.1

kN

m

2

=

- obciążenie obliczeniowe
na m2 dachu

Obciążenie wiatrem (PN-77/B-02011/Az1:2009):

qk

0.42

kN

m

2

:=

(strefa II -Gryfice)

z

4.0

:=

Ce

0.5

0.05 z

+

:=

Ce

0.7

=

- rodzaj terenu A, h=od2do10m

β

1.8

:=

Cz1

0.9

:=

Cz2

0.4

:=

pk1

qk Ce

Cz1

β

:=

pk1

0.48

kN

m

2

=

- obciążenie wiatrem (strona nawietrzna)
DACH

pk2

qk Ce

Cz2

β

:=

pk2

0.21

kN

m

2

=

- obciążenie wiatrem (strona zawietrzna)
DACH

pd1

pk1 1.5

:=

pd1

0.71

kN

m

2

=

pd2

pk2 1.5

:=

pd2

0.32

kN

m

2

=

Obciążenie montażowe (PN-82/B-02003):

qmont.k

0.5

kN

m

2

:=

qmont.d

qmont.k 1.2

:=

qmont.d

0.6

kN

m

2

=

Obciążenie wiatrem pominięto.

2.1.2. Dobór płyt z katalogu:

rpł

2.25m

:=

- rozstaw płatwi

qdop

2.6

kN

m

2

:=

- dopuszczalne obciążenie płyt z uwzględnieniem SGU dla rozstawu 3.0m

qpłyt

Spłyta.d mD1000.d

+

qmont.d

+

:=

qpłyt 1.8

kN

m

2

=

qpłyt
qdop

70 %

=

qpłyt
qdop

1

1

=

WARUNEK SPEŁNIONY

2

background image

2.2.Płatewie dachowe:

lpł

4.5m

:=

bpł

10cm

:=

hpł

22cm

:=

Przyjęto płatewie z drewnna klejonego GL 24h o wymiarach 10x22cm.
Schemat statyczny płatwi to belka wolnopodparta.

2.2.1. Zestawienie obciążeń:
Cieżar własny płatwi:

ρg.k

5.5

kN

m

3

:=

qcwpł.k

ρg.k bpł

hpł

:=

qcwpł.k

0.12

kN

m

=

qcwpł.d

qcwpł.k 1.1

:=

qcwpł.d

0.133

kN

m

=

Obciążenie śniegiem (PN-80/B-02010/Az1:2006):

qS.pł.k

Spłyta.k

rpł

cos

α

( )

:=

qS.pł.k

1.62

kN

m

=

qS.pł.d

Spłyta.d

rpł

cos

α

( )

:=

qS.pł.d

2.44

kN

m

=

Obciążenie montażowe (PN-82/B-02003):

qmont.pł.k

qmont.k

rpł

cos

α

( )

:=

qmont.pł.k

1.13

kN

m

=

M

y

=M x cos(

a)

y

M

z

=M x sin(

a)

qmont.pł.d

qmont.d

rpł

cos

α

( )

:=

qmont.pł.d

1.35

kN

m

=

2.2.2. SGN - zginanie:

M

qcwpł.d qS.pł.d

+

qmont.pł.d

+

(

)

lpł

2

8

:=

M

9.93 kN m

=

My

M cos

α

( )

:=

My

9.91 kN m

=

Mz

M sin

α

( )

:=

Mz

0.52 kN m

=

Wy

bpł hpł

2

6

:=

Wy

806.7 cm

3

=

σm.y.d

My
Wy

:=

σm.y.d 12.3 MPa

=

Wz

hpł bpł

2

6

:=

Wz

366.7 cm

3

=

σm.z.d

Mz
Wz

:=

σm.z.d

1.4 MPa

=

γm

1.3

:=

km

0.7

:=

fm.g.k

24MPa

:=

kmod

0.8

:=

- klasa użytkowania 2, decyduje obc. średniotrwałe (śnieg)

3

background image

fm.g.d

kmod fm.g.k

γm

:=

fm.g.d

14.8 MPa

=

σm.y.d

fm.g.d

km

σm.z.d

fm.g.d

+

89.9 %

=

km

σm.y.d

fm.g.d

σm.z.d

fm.g.d

+

67.8 %

=

WARUNEK SPEŁNIONY

Stateczność:

ld

1.0 lpł

2 hpł

+

:=

ld

4.94 m

=

E0.g.05

9400MPa

:=

E0.g.mean

11600MPa

:=

G.g.mean

720MPa

:=

λrel.m

ld hpł

fm.g.d

π bpł

2

E0.g.05

E0.g.mean

G.g.mean

:=

λrel.m 0.47

=

λrel.m 0.75

1

=

kcrit

1.0

:=

σm.y.d

kcrit fm.g.d

83 %

=

σm.y.d kcrit fm.g.d

1

=

2.2.3. SGN - ścinanie:

V

qcwpł.d qS.pł.d

+

qmont.pł.d

+

(

)

lpł

2

:=

V

8.824 kN

=

fv.g.k

2.7MPa

:=

fv.g.d

kmod fv.g.k

γm

:=

fv.g.d

1.7 MPa

=

τd

1.5

V

bpł hpł

:=

τd 0.6 MPa

=

τd

fv.g.d

36 %

=

τd

fv.g.d

1

1

=

WARUNEK SPEŁNIONY

2.2.4. SGU - ugięcia:

lpł

hpł

20.455

=

lpł

hpł

20

1

=

- nie trzeba uwzględniać wpływu sił poprzecznych

Iy

bpł hpł

3

12

:=

Iy

8873.33 cm

4

=

Iz

hpł bpł

3

12

:=

Iz

1833.33 cm

4

=

4

background image

uinst.y1

5

384

qcwpł.k cos α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iy

:=

uinst.z2

5

384

qS.pł.k sin α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iz

:=

uinst.z1

5

384

qcwpł.k sin α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iz

:=

uinst.y3

5

384

qmont.pł.k cos α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iy

:=

uinst.y2

5

384

qS.pł.k cos α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iy

:=

uinst.z3

5

384

qmont.pł.k sin α

( )

lpł

4

E0.g.mean Iz

:=

kdef.1

0.8

:=

- klasa użytkowania 2, stałe (ciężar własny płatwi)

ufin.y1

uinst.y1 1 kdef.1

+

(

)

:=

ufin.y1 1.1 mm

=

ufin.z1

uinst.z1 1 kdef.1

+

(

)

:=

ufin.z1

0.3 mm

=

kdef.2

0.25

:=

- klasa użytkowania 2, średniotrwałe (śnieg)

ufin.y2

uinst.y2 1 kdef.2

+

(

)

:=

ufin.y2 10.5 mm

=

ufin.z2

uinst.z2 1 kdef.2

+

(

)

:=

ufin.z2

2.7 mm

=

kdef.3

0.0

:=

- klasa użytkowania 2, krótkotrwałe (obciążenie montażowe)

ufin.y3

uinst.y3 1 kdef.3

+

(

)

:=

ufin.y3 5.8 mm

=

ufin.z3

uinst.z3 1 kdef.3

+

(

)

:=

ufin.z3

1.5 mm

=

ufin.y

ufin.y1 ufin.y2

+

ufin.y3

+

:=

ufin.y 17.5 mm

=

ufin.z

ufin.z1 ufin.z2

+

ufin.z3

+

:=

ufin.z

4.4 mm

=

ufin

ufin.z

2

ufin.y

2

+

0.5

:=

ufin

18 mm

=

unet.fin

lpł

200

:=

unet.fin

22.5 mm

=

ufin

unet.fin

80 %

=

ufin

unet.fin

1

1

=

WARUNEK SPEŁNIONY

2.3.Dźwigar jednotrapezowy:

ldź

22.5m

:=

hdź.min

122cm

:=

hdź.max

240cm

:=

bdź

20cm

:=

hdź.środ

181cm

:=

Przyjęto dźwigar z drewnna klejonego GL 24h.
Schemat statyczny dźwigara to belka wolnopodparta.

2.3.1. Zestawienie obciążeń:
Cieżar własny dźwigara:

qcwdź.min.k

ρg.k hdź.min

bdź

:=

qcwdź.min.k

1.34

kN

m

=

qcwdź.min.d

qcwdź.min.k 1.1

:=

qcwdź.min.d

1.48

kN

m

=

5

background image

qcwdź.max.k

ρg.k hdź.max

bdź

:=

qcwdź.max.k

2.6

kN

m

=

qcwdź.max.d

qcwdź.max.k 1.1

:=

qcwdź.max.d

2.9

kN

m

=

Jest to obciążenie trapezowe.

qcwdź.śr.k

qcwdź.min.k qcwdź.max.k

+

2

:=

qcwdź.śr.k

1.991

kN

m

=

Siły skupione z płatwi:

Rpł.cw.k

qcwpł.k lpł

2

:=

Rpł.cw.k

0.3 kN

=

Rpł.S.k

qS.pł.k lpł

2

:=

Rpł.S.k 3.7 kN

=

Rpł.mont.k

qmont.pł.k lpł

2

:=

Rpł.mont.k 2.5 kN

=

Rpł.d

2

qcwpł.d qS.pł.d

+

qmont.pł.d

+

(

)

lpł

2

:=

Rpł.d 17.6 kN

=

Obciążenie skupione zastąpiono obciążeniem liniowym:

Rpł.cw.mb.k

2

Rpł.cw.k

rpł

:=

Rpł.cw.mb.k 0.242

kN

m

=

Rpł.S.mb.k

2

Rpł.S.k

rpł

:=

Rpł.S.mb.k 3.249

kN

m

=

Rpł.mont.mb.k

2

Rpł.mont.k

rpł

:=

Rpł.mont.mb.k 2.253

kN

m

=

Rpł.mb.k

Rpł.cw.mb.k Rpł.S.mb.k

+

Rpł.mont.mb.k

+

:=

Rpł.mb.k 5.744

kN

m

=

Rpł.mb.d

Rpł.d

rpł

:=

Rpł.mb.d 7.843

kN

m

=

Rpł.mb.d
Rpł.mb.k

1.365

=

2.3.2. SGN - zginanie:

xmax

hdź.min ldź

hdź.min hdź.max

+

:=

xmax

7.58 m

=

- przekrój najbardziej wytężony

Naprężenia w miejscu najbardziej wytężonym:

Mx

562.32kN m

:=

hdź.x

161.8cm

:=

- wysokość dźwigara w anazlizowanym miejscu

6

background image

Wy.x

bdź hdź.x

2

6

:=

Wy.x

87264.1 cm

3

=

Wz.x

0

:=

σm.y.d.x

Mx

Wy.x

:=

σm.y.d.x 6.4 MPa

=

σm.z.d

0MPa

:=

Naprężenia w miejscu maksymalnego momentu:

MMmax

634.13kN m

:=

- patrz ZAŁĄCZNIK 1

hdź.Mmax

hdź.środ

:=

Wy.Mmax

bdź hdź.Mmax

2

6

:=

Wy.Mmax 109203.3 cm

3

=

Wz.x

0

:=

σm.y.d

MMmax

Wy.Mmax

:=

σm.y.d 5.8 MPa

=

σm.z.d

0MPa

:=

Dalsze obliczenia prowadzone są dla przekroju najbardziej wytężonego:

Zginanie:

kmod

0.8

:=

- klasa użytkowania 2, decyduje obc. średniotrwałe (śnieg)

fm.g.k

24MPa

:=

fm.g.d

kmod fm.g.k

γm

:=

fm.g.d

14.8 MPa

=

σm.y.d

σm.y.d.x

:=

σm.y.d

fm.g.d

km

σm.z.d

fm.g.d

+

43.6 %

=

km

σm.y.d

fm.g.d

σm.z.d

fm.g.d

+

30.5 %

=

Stateczność:

ld

1.0 4 rpł

( )

2 hdź.max

+

:=

ld

13.8 m

=

E0.g.05

9400MPa

:=

E0.g.mean

11600MPa

:=

G.g.mean

720MPa

:=

λrel.m

ld hdź.max

fm.g.d

π bdź

2

E0.g.05

E0.g.mean

G.g.mean

:=

λrel.m 1.29

=

0.75

λrel.m

<

1.4

1

=

kcrit

1.56

0.75

λrel.m

:=

kcrit

0.593

=

σm.y.d

kcrit fm.g.d

74 %

=

σm.y.d kcrit fm.g.d

1

=

σm.z.d

kcrit fm.g.d

0 %

=

σm.z.d

kcrit fm.g.d

1

=

7

background image

Naprężenia na dolnej krawędzi dźwigara:

σm.0.d

1

4 tan

α

( )

2

+

(

)

6 Mx

bdź hdź.x

2

:=

σm.0.d 6.51 MPa

=

σm.0.d

fm.g.d

44 %

=

σm.0.d fm.g.d

1

=

Naprężenia na górnej krawędzi dźwigara:

σm.α.d

1

4 tan

α

( )

2

(

)

6 Mx

bdź hdź.x

2

:=

σm.α.d 6.37 MPa

=

fc.90.k

2.7MPa

:=

fc.90.d

kmod fc.90.k

γm

:=

fc.90.d

1.7 MPa

=

fm.α.d

fm.g.d

fm.g.d

fc.90.d

sin

α

( )

2

cos

α

( )

2

+

:=

fm.α.d 14.5 MPa

=

σm.α.d

fm.α.d

44 %

=

σm.α.d fm.α.d

1

=

2.3.3. SGN - ścinanie:

Vd

115.32kN

:=

- patrz ZAŁĄCZNIK 1

fv.g.k

2.7 MPa

=

fv.g.d

kmod fv.g.k

γm

:=

fv.g.d

1.7 MPa

=

τd

1.5

Vd

bdź hdź.min

:=

τd 0.71 MPa

=

τd

fv.g.d

43 %

=

τd

fv.g.d

1

1

=

WARUNEK SPEŁNIONY

2.3.4. SGU - ugięcia:

ldź

hdź.max

9

=

ldź

hdź.max

20

1

=

- należy uwzględnić wpływ sił poprzecznych

Iy.środ

bdź hdź.środ

3

12

:=

Iy.środ

9.88

10

6

×

cm

4

=

8

background image

uinst.1

5

384

qcwdź.śr.k Rpł.cw.mb.k

+

(

)

ldź

4

E0.g.mean Iy.środ

1

19.2

hdź.max

ldź

2

+

0.15

0.85

hdź.min

hdź.max

+

:=

uinst.2

5

384

Rpł.S.mb.k ldź

4

E0.g.mean Iy.środ

1

19.2

hdź.max

ldź

2

+

0.15

0.85

hdź.min

hdź.max

+

:=

uinst.1

13.6 mm

=

uinst.2

19.8 mm

=

uinst.3

5

384

Rpł.mont.mb.k ldź

4

E0.g.mean Iy.środ

1

19.2

hdź.max

ldź

2

+

0.15

0.85

hdź.min

hdź.max

+

:=

uinst.3

13.7 mm

=

kdef.1

0.8

:=

- klasa użytkowania 2, stałe (ciężar własny płatwi)

ufin.1

uinst.1 1 kdef.1

+

(

)

:=

ufin.1

24.5 mm

=

kdef.2

0.25

:=

- klasa użytkowania 2, średniotrwałe (śnieg)

ufin.2

uinst.2 1 kdef.2

+

(

)

:=

ufin.2

24.7 mm

=

kdef.3

0.0

:=

- klasa użytkowania 2, krótkotrwałe (obciążenie montażowe)

ufin.3

uinst.3 1 kdef.3

+

(

)

:=

ufin.3

13.7 mm

=

ufin

ufin.1 ufin.2

+

ufin.3

+

:=

ufin

63 mm

=

unet.fin

ldź

300

:=

unet.fin

75 mm

=

ufin

unet.fin

84 %

=

ufin

unet.fin

1

1

=

WARUNEK SPEŁNIONY

9

background image

2.4.Stężenia dachowe:

lst

636cm

:=

hst

12cm

:=

bst

12cm

:=

Przyjęto dźwigar z drewnna litego C 27.

2.4.1. Zestawienie obciążeń:
Wiatr:

Cz3

0.7

:=

Cz4

0.4

:=

pk3

qk Ce

Cz3

β

:=

pk3

0.37

kN

m

2

=

- obciążenie wiatrem (strona nawietrzna)
ŚCIANA

pk4

qk Ce

Cz4

β

:=

pk4

0.21

kN

m

2

=

- obciążenie wiatrem (strona zawietrzna)
ŚCIANA

Hsć.szczyt

3.2m

hdź.max

+

:=

Hsć.szczyt

5.6 m

=

- maksymalna wysokość ściany
szczytowej

wP.k

pk3

1

2

⋅ H

sć.szczyt

:=

wP.k

1.04

kN

m

=

- wiatr w płaszczyźnie stężeń
(parcie)

wS.k

pk4

1

2

⋅ H

sć.szczyt

:=

wS.k

0.59

kN

m

=

- wiatr w płaszczyźnie stężeń
(ssanie)

Normowe obciążenie qd:

MMmax

634.13 kN m

=

kcrit

0.593

=

Nd.st

1

kcrit

(

)

MMmax
hdź.max

:=

Nd.st

107.5 kN

=

n

3

:=

qd

n Nd.st

30 ldź

:=

qd

0.478

kN

m

=

Wyliczenie sił przypadających na węzeł:

P1.k

wP.k qd

+

(

)

rpł

2

:=

P1.k

1.7 kN

=

P2.k

wP.k qd

+

(

)

2

⋅ r

2

:=

P2.k

3.4 kN

=

γd

1.5

:=

10

background image

2.4.2. SGN - ściskanie:

Nst

14.35kN

:=

- maksymalna siła ściskająca w steżeniach (patrz ZAŁĄCZNIK 2)

Nst.rozc

14.27kN

:=

- maksymalna siła rozciągająca w steżeniach (patrz ZAŁĄCZNIK 2

fc.0.k

22 MPa

:=

fc.0.d

kmod fc.0.k

γm

:=

fc.0.d

13.54 MPa

=

Ast

bst hst

:=

Ast

0.014 m

2

=

bst

hst

=

1

=

Iy

hst

4

12

:=

Iy

1728 cm

4

=

iy

Iy

Ast

:=

μ

1

:=

βc

0.2

:=

λy

μ lst

iy

:=

λy

183.597

=

λy

200

<

1

=

E0.05

8.0GPa

:=

σc.crit.y

π

2

E0.05

λy

2

:=

σc.crit.y 2.342 MPa

=

λrel.y

fc.0.k

σc.crit.y

:=

λrel.y 3.065

=

ky

0.5 1

βc λrel.y 0.5

(

)

+

λrel.y

2

+

:=

ky

5.453

=

kc.y

1

ky

ky

2

λrel.y

2

+

:=

kc.y

0.1

=

σc.0.d

Nst
Ast

:=

σc.0.d 0.997 MPa

=

σc.0.d

kc.y fc.0.d

73.3 %

=

11

background image

2.5.Połączenie płatwi z ryglem:

Przyjęto złącze kątowe 150 wzmocnione firmy SIMPSON

t1

bpł

:=

- szerokość drewnianego elementu

t2

2.5mm

:=

- szerokość blachy zlącza

d

4.0mm

:=

ρg.k

430

kg

m

3

:=

fh.1.k

0.082

ρg.k

kg

m

3

d

mm

0.3

MPa

:=

fh.1.k

23.3 MPa

=

γm

1.3

:=

fh.1.d

kmod fh.1.k

γm

:=

fh.1.d

14.316 MPa

=

My.k

180

d

mm

2.6

N mm

:=

My.k

6617 N mm

=

γm

1.1

:=

My.d

My.k

γm

:=

My.d

6015 N mm

=

Rd.1

0.4 fh.1.d

t1

⋅ d

:=

Rd.2

1.1 2 My.d

fh.1.d

d

:=

Rd

min Rd.1 Rd.2

,

(

)

:=

Rd

0.913 kN

=

- nośność obliczeniowa
jednego łącznika

Ilość potrzebnych gwoździ między płatwią, a złączem
(wartość dla jednego złącza):

Nmax.pł

12.7kN

0.5 12.7

kN

+

:=

- maksymalna siła podłużna w płatwi

n1

1

2

Nmax.pł

Rd

:=

n1

10.433

=

n1

11

:=

Ilość potrzebnych gwoździ między dźwigarem, a złączem
(wartość dla jednego złącza):

Nz.pł

V sin

α

( )

0.5 V sin

α

( )

(

)

+

:=

Nz.pł 0.693 kN

=

Nwypadkowa

Nmax.pł

2

Nz.pł

2

+

:=

Nwypadkowa

19.06 kN

=

n2

1

2

Nwypadkowa

Rd

:=

n2

10.44

=

n2

11

:=

12

background image

13

background image

- dopuszczalne obciążenie płyt z uwzględnieniem SGU dla rozstawu 3.0m

14

background image

15

background image

16

background image

17

background image

18

background image

19

background image

20

background image

21

background image

22

background image

23

background image

24


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Mathcad Projekt metal
Mathcad projekt
Mathcad Projekt belki kablobetonowej
Mathcad Projekt wytrzymałość II cz 3
Mathcad projekt fund
Mathcad projekt 13
tytułowa, Budownictwo Politechnika Rzeszowska, Rok IV, Konstrukcje Drewniane, projekt drewno wojtek
Mathcad Projekt 10 3 xmcd
Mathcad, projekt nr 1c
Mathcad projekt 3
(Mathcad Projekt końcowy ppi
Mathcad Projekt 10 2 xmcd
Mathcad Projekt mostu sprężanego
Mathcad projekt 1 dwuteownik
Mathcad projekt edzia
Mathcad Projekt
Mathcad projekt 22
Mathcad, Projekt 10 3.xmcd

więcej podobnych podstron