plik

1. Narysować i opisać schematy statyczne hal i podać rodzaje transportu wewnętrznego.

Układ  poprzeczny  nośny  w  halach  jednonawowych  zwykle  jest  kształtowany  wg  3
schematów statycznych.
a)Najczęściej spotykanym układem konstrukcyjnym jest rama, w której słupy są utwierdzone
w  fundamentach  i  przegubowo  połączone  z  ryglem.  Zalety  tego  układu  to:  duża  sztywność
wzdłuż  osi  poprzecznej  hali,  zapewniająca  prawidłową  eksploatację  suwnic;  możliwość
łatwej  adaptacji  hali  do  nowych  procesów  technologicznych;  możliwość  stosowania
nowoczesnych metod montażu; niski wskaźnik zużycia stali.
Najczęstszym  rozwiązaniem  konstrukcyjnym  elementów  tego  typu  jest  kratowy  rygiel  i
pełnościenny(do  15  m.)  lub  kratowy  słup.  Układ  jest  mało  korzystny  w  przypadku  słabych
gruntów,  gdyż  obrót  słupa  wraz  z  fundamentem  na  skutek  działania  momentu  utwierdzenia
ma znaczny wpływ na przemieszczenie torów suwnicy.

b)Układem  pozbawionym  częściowo  wad  poprzedniego  jest  rama,  w  której  występuje
sztywne połączenie rygla ze słupem i słupa z fundamentem. Układ jest bardziej sztywny lecz
również niekorzystny przy posadowieniu na gruntach niejednorodnych. W tego typu układach
słupy mogą być pełnościenne, kratowe lub w górnej części pełnościenne a w dolnej kratowe.
Ważny  jest  odpowiedni  dobór  sztywności  poszczególnych  elementów.  Zbyt  wiotka  część
nadsuwnicowa    powoduje  wytworzenie  przegubu  w  górnym  węźle  niezależnie  od  typu
połączenia. Dlatego układów tych nie stosuje się w halach o dużym stosunku rozpiętości do
wysokości.  Zalety:  duża  sztywność  w  kierunku  poprzecznym,  umożliwiająca  stosowanie
ciężkich suwnic, możliwość wzmacniania konstrukcji przy zmianie technologii

c)Układy  ramowe,  w  których  są  połączone  przegubowo  z  fundamentami,  stosuje  się
najczęściej  w  halach  wysokich,  zwłaszcza  Dy  stosunek  rozpiętości  do  wysokości  jest
mniejszy od jedności. Przekroje rygli i słupów są najczęściej pełnościenne. Układy mieszane
są  stosowane  bardzo  rzadko,  natomiast  ram  kratowych  nie  stosuje  się  prawie  wcale.
Pełnościenne ramy przegubowe połączone z fundamentami są stosowane o rozpiętości 12 do
24m. Przekrój elementów jest najczęściej dwuteowy, przy czym słupy mają zmienny przekrój
zbieżny  ku  dołowi.  Oparcie  słupa  na  fundamencie  projektuje  się  zwykle  za  pomocą
wykształtowanego  przegubu.  Wysokość  przekroju  rygla  może  być  stała  lub  zmienna.  W
przypadku  stromych  dachów  dodatkowy  przegub  projektuje  się  w  kalenicy  w  celu
zmniejszenia  wymiaru  fundamentów  oraz  na  posadowienie  na  słabszych  gruntach.  Ujemną
stroną tych układów są trudności z montażem, zwłaszcza ram o dużych wymiarach.

Układy konstrukcyjne i schematy statyczne hal wielonawowych

Układ  konstrukcyjny  hali  wielonawowej  jest  z  reguły  połączeniem  kilku  układów
jednonawowych. Natomiast charakterystycznymi elementami w układach wielonawowych są
słupy wahliwe tzn. przegubowo połączone z fundamentem i ryglem. Są to słupy pośrednie lub
skrajne,  usytuowane  między  nawami.  Względy  montażowe  przemawiają  za  stosowaniem
belek  jednoprzęsłowych.  W  układach  wielonawowych  unika  się  stosowania  rygli  ciągłych
zwłaszcza kratowych. Korzystnym ukształtowaniem układu wielonawowego jest usytuowanie
nawy o dużych wymiarach w środku, a naw mniejszych po jednej i drugiej stronie. Schemat
statyczny i konstrukcja głównych elementów mogą być różne.

Nawy w halach typu lekkiego są najczęściej o jednakowej wysokości i rozpiętości przy czym
z reguły stosuje się wiązary jednoprzęsłowe. Słupy są we wszystkich nawach utwierdzone w
fundamentach, lecz stosuje się także niektóre słupy wahliwe. W tym przypadku tylko słupy
zamocowane przenoszą obciążenia od poziomego parcia wiatru. W halach o dużej liczbie
naw, ze względu na wpływy termiczne, korzystniej jest stosować słupy wahliwe zewnętrzne.

Charakterystyka transportu wew. w halach przemysłowych

Mogą być związane z konstrukcją hali lub nie. Typy: podparty podwieszany (ciężki i lżejszy)

1.suwnice pomostowe ciężkie o dużym udźwigu –podparty

2.lekkie tor jest podwieszony do konstrukcji przekrycia hali

3.przenośnikio ruchu ciągłym – podwieszone do przekrycia hali

4.lekkie elektrowciągi –monorelsy do 50 KN udźwigu jednoszynowe

5.suwnice portalowe (bramowe) mają tor biegnący wzdłuż osi nawy hali w 1 lub 2 poziomach

6.wspornikowe na 2 poziomach są tory

7.dźwigi wspornikowe o pionowej osi zawieszenia, przemieszczane wzdłuż z możliwością
obrotu wspornika wokół osi pionowej.

2. Reguły projektowania wiązara kratowego.

1.Pręty połączone są węzłach przegubowo, wpływ sztywności węzłów można pominąć, gdy h
/ l < 1/10

2.Pręty są wyłącznie proste

3.Osie prętów to linie przechodzące przez środki ciężkości kształtowników, pokrywają się z
zarysem geometrycznym wiązara.

4.Pręty połączone są w węzłach współśrodkowo tzn. osie ciężkości przecinają się w jednym
punkcie. Pręty osiowo ściskane i osiowo rozciągane, inaczej powodują mimośród. Projektuje
się pręty i węzły.

Moment w węźle spowodowany mimośrodem→

M= S x e , S = s2 – s1. Moment Spo

wodowany mimośrodem M trzeba rozdzielić na wszystkie pręty w węźle proporcjonalnie do
sztywności prętów EJ/L

5.Pręty kratownicy leżą w jednej płaszczyźnie (mają przekrój symetryczny w stosunku do
płaszczyzny

teoretycznej σ= S/F +S x e

6.Przymocowanie prętów w węzłach powinno być zrównoważone tzn. symetryczne
względem osi pręta

( zapobiega powstawaniu momentów zginających)

przekazywane w węzłach

Geometryczna niezmienność układu

M= 2n-3, m- liczba prętów kratownicy, n- liczba węzłów

Jeżeli m> 2n-3 = statycznie niewyznaczalna

Jeżeli m< 2n-3 = geometrycznie zmienna

3.Opisać i narysować rodzaje stężeń w budynkach szkieletowych. Podać obciążenia

przenoszone przez poszczególne tężniki.

Stężenia – rodzaje i rola (HALE)

celu

zapewnienia

ogólnej

stateczności

sztywności

hali

II  SG    poszczególnych  element.  hali-  ugięcia.  Stosuje  się  we  wszystkich  płaszczyznach
zamykających  przestrzeń  hali  –  połacie  dachu,  ściany  podłużne  i  szczytowe,  konstrukcje
geometrycznie  niezmienne.  Tężnik  przenosi  siły  prostopadłe  do  niego  oraz  działające  w
płaszczyźnie tężnika.

1. stężenia dachowe pionowe wiązarów

2. stężenia poziome poprzeczne i podłużne w poziomie dolnych pasów wiązarów dla

ciężkich suwnic

tężniki ścienne w płaszczyźnie ścian

- pionowe w ścianach podłużnych i szczytowych przy dużej rozpiętości poprzecznej hali

- poziome ścienne w halach o dużej wysokości i przy dużym rozstawie słupów głównych

4. tężnik poziomy belki podsuwnicowej

5. stężenia montażowe

6. tężniki dachowe

- poprzeczne przenoszą siły od parcia wiatru na ściany szczytowe

- zapobiegają wyboczeniu górnego pasa ściskanego w płaszczyźnie połaci dachowej

- pionowe zabezpieczają wiązary dachowe od skręcenia, przechylenia, wywrócenia podczas
montażu oraz użytkowania hali

- połaciowe podłużne przenoszą siły od parcia wiatru na ściany podłużne oraz łączą tężniki
połaciowe poprzeczne.

Stężenia - Budynki szkieletowe

Tężniki  zapewniaj  niezmienność  geometryczną.  W  budynkach  do  6  kondygnacji  funkcję
pionowych  stężeń  poprzecznych  mogą  spełniać  ściany  szczytowe  -  murowe,  betonowe  ,
ryglowe.  W  dłuższych  budynkach  stosuje  się  dodatkowo  ściany  (stężenia  poprzeczne).
Budynki  wyższe łączy się tężnikami  pionowymi  co 3 do 6 kondygnacji.  Są 2 warianty przy
obliczaniu  tężników  1.obciążenie  po  pół  pręta  ściskane  i  rozciągane  2.całe  obciążenie
przenoszą  pręty  rozciągane  i  nie  sprawdza  się  ich  na  wyboczenie.  Rysunki  W  ustrojach
trzonowych  dźwigi  i  klatki  schodowe  obudowane  są  ścianami  najczęściej  żelbetowymi,
powstaje  trzon  wykorzystywany    jako  przestrzenny  tężnik  pionowy.  Trzon  tworzą  dźwigi  i
klatki  schodowe,  obudowane  ze  względów  przeciwpożarowych  ściankami.  Budynki  te  nie
mają tężników pionowych. Rozwiązania :  a. stropy wspornikowo zamocowane w trzonie  b.
główny  wspornik  zamocowany  w  dolnej  części  trzonu,  podtrzymujący  system  słupów
opartymi  na  nich  stropami  c.  Główny  wspornik  zamocowany  w  górnej  części  centralnego
trzonu, podtrzymujący system stropów za pomocą wieszaków d. Stropy swobodnie oparte w
jednym końcu na centralnym trzonie i w drugim na linach, liny są przewieszone w połowie
swojej długości przez wieszak trzonu i po przejściu przez łożyska ślizgowe na zewnętrznych
krawędziach stropu dachowego zwisają pionowo w dół. W szkieletach z trzonami stosuje się
monolityczne  stropy  w  celu  zapewnienia  im  dostatecznej  sztywności  w  ich  płaszczyznach
niezbędnej do przeniesienia obciążeń poziomych na trzon. Połączenia stropu z trzonem muszą
zapewniać  przekazanie  sił  poziomych  oraz  umożliwić  pionowe  wzajemne  przesunięcia.
Rysunki

6 Stężenia hali

a) stężenia dachowe – ich zadaniem jest stężenie połaci dachu, a więc przejęcia siły
występującej w płaszczyźnie połaci

-  tężniki  połaciowe  poprzeczne  –  przejmują  siły  od  parcia  wiatru  na  ściany  szczytowe  i
ewentualnie  świetliki.  Ponad  to  zapobiegają  wyboczeniom  górnego  pasa  wiązara  w
płaszczyźnie  połaci  dachowej  ograniczając  długość  wyboczenia  do  odstępu  między
płatwiami.  Powinny  być  stosowane  na  całej  szerokości  nawy  a  co  najmniej  w  skrajnych

polach i po obu stronach dylatacji

- tężniki połaciowe podłużne – łączą tężniki połaciowe poprzeczne, tworzą z nimi zamkniętą
ramę w płaszczyźnie połaci dachu, - stanowią podparcie słupków ściany ryglowej przy
obciążeniu poziomym i przekazują te obciążenia na słupy głównej konstrukcji nośnej, - są
podporami słupów przegubowych głównych konstrukcji nośnych, - zabezpieczają przed utratą
stateczności górne pasy podciągów.

- tężniki dachowe pionowe – stosuje się je w odstępach nie większych niż 15m. W wiązarach
trójkątnych  o  rozpiętości  mniejszej  niż  30m  jeden  tężnik  w  środku  rozpiętości  wiązara  W
wiązarach  trapezowych  stosuje  się  tężniki  nad  podporami.  W  przypadku  zastosowań
wiązarów  bezsłupkowych,  tężniki  umieszcza  się  w  płaszczyźnie  krzyżulców.  Tężniki
pionowe muszą być umieszczone w polach, gdzie znajdują się tężniki połaciowe poprzeczne.
Jeżeli  na  dachu  znajdują  się  świetliki  kalenicowe  ,  należy  również  ich  konstrukcję
zabezpieczyć  tężnikami  kalenicowymi.  Pręty  projektuje  się  jako  ściskane  przy  czym  o
wymiarowaniu przekroju decyduje zwykle smukłość.

- stężenia ścienne – usytuowane są nie tylko wzdłuż ścian ale również wzdłuż linii słupów
oddzielających poszczególne nawy. Zapewniają one stateczność płaskich układów głównych
wzdłuż budynku, gdyż słupy w tym kierunku traktuje się zwykle jako przegubowo połączone
z fundamentami. Są one traktowane jako kratowe lub ramowo-kratowe

Ogólne układy stężeń

4. Typy konstrukcji statycznych budynków wysokich.

Systemy statyczne konstrukcji szkieletowej 7 systemów
Połączenie belek ze słupem
1.szkielet z węzłami przegubowymi, słupy ściskane osiowo lub mimośrodowo i rygle oparte
na słupach
2.węzły sztywne-połączenia belek ze słupami w kierunku podłużnym przegubowo
3.ramownice przestrzenne, sztywne w 2 kierunkach-systemy statyczne –konstrukcyjne bud.
szkieletowych
Systemy
1.przegubowy z tężnikami pionowymi w postaci ścian budynku do 6 kondygnacji
2.systemy ram płaskich do 10 kondygnacji-brak tężników w kierunkach poprzecznych
3.system ram z płaskimi tężnikami pionowymi, powyżej 10 kondygnacji, tężniki kratowe lub
ściany żelbetowe 12-15 cm
4.system przegubowy z płaskimi tężnikami pionowymi-wszystkie połączone przegubowo
5.ustroje trzonowe
6.przegubowy z usztywnieniem w postaci złożonych układów kratowych
7.ustroje powłokowe

5. Wymienić rodzaje konstrukcji powłokowych ze względu na: statykę, warunki pracy i
przeznaczenie.

Podział ze wzgl. na statykę:

1. konstrukcje powłokowe – blacha pracuje wyłącznie na rozciąganie, - zbiorniki o pow.

Obrotowej

2. konstrukcje powłokowe pracujące na rozciąganie oraz na zginanie w szczególnych

przypadkach obciążenia – zbiorniki kroplokształtne

3. konstrukcje powłokowe pracujące na zginanie

- rurociągi naziemne
- galerie transportowe

4. konstrukcje w których blacha nie stanowi samonośnej budowli, jest poszyciem

przekazującym obc. na belki i żebra – zbiorniki i zasobniki o ściankach płaskich

5. konstrukcje gdzie tylko część elementów z blach pracuje jako powłoka – zasobniki z

dolnymi częściami parabolicznymi

Konstrukcje z blach : bezmomentowy stan naprężeń są równomiernie rozłożone na grubości
blachy.

Zalecenia:

- blachy ze stali uspokojonej

- stal niskostopowa

- przy niskich temperaturach - wyższa plastyczność

- wysokich temperaturach stal odporna na działanie karbu

WARUNKI PRACY

1.  naziemne – niskie i wysokie
2.  podziemne
3.  ciśnieniowe – nadciśnieniowe > 0,07 MPa
4.  bezciśnieniowe (niskociśnieniowe)
5.  pracujące w temp. normalnej, niskiej, wysokiej
6.  obciążenia siłami – statycznymi – dynamicznymi

CHARKTERYSTYKA

Cienkościenne powłoki przestrzenne, najczęściej obrotowe

PRZEZNACZENIE:

1.  zbiorniki – na ciecze, na gazy
2.  zasobniki i silosy (bunkry) – na materiały sypkie
3.  rurociągi (duża długość ) transport cieczy i gazów
4.  konstrukcje urządzeń przemysłowych

- kominy
- wielkie piece
- nagrzewnice
- instalacja do odpylania
- galerie transportowe

6. Projektowanie słupów mimośrodowo ściskanych.

7. Charakterystyka konstrukcji powłokowych ..(?)..Zależności i postać założeń teorii powłok
(?)

8. Podać i opisać obciążenia działające na konstrukcje wysokie (podstawa).

Siły pionowe

– obciążenia stałe (ciężar własny szkieletu,dachu, ścian i stropów)

- obciążenia zmienne – długo i krótkotrwałe

Siły poziome

- parcie wiatru

- obciążenia od urządzeń maszyn

- siły sejsmiczne

-siły od zmian temperatur

Obciążenia od wiatru

- obciążenia statyczne

- dynamiczne

- drgania

Im budynek wyższy tym mniejszy wpływ obciążeń statycznych a większy od obciążeń
dynamicznych i drgań.

Cztery rodzaje obciążeń dynamicznych

1. Porywy wiatru – są powodowane przez zew. Wymuszenie drgań
2. Cykliczne – odrywanie się wirów i drgania giętne w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku

działania wiatru są spowodowane właściwościami aerodynamicznymi budynku.

3. Łopotanie – sprężone drganie giętno-skrętne powodowane właściwościami

aerodynamicznymi budynku oraz łącznym wystąpieniem sił aerodynamicznych , sprężystych
i masowych.

4. Trzepotanie – drgania budynku lub jego elementów w śladzie aerodynamicznym innej

budowli.

DRGANIA – jeżeli obliczamy wychylenie budynku musimy obliczyć drgania, które nie mogą
być wyczuwalne przez mieszkańców. W celu określenia czy budynek jest podatny na
dynamiczne obciążenia należy obliczyć:

- okres drgań własnych

SZCZEGÓŁOWE PRZYPADKI KONSTRUKCYJNE – BUD. SZKIELETOWE

Zalecenia:

1. Możliwie prosty schemat statyczny który musi zapewnić niezmienność geometryczną,

sztywność oraz stateczność całości budynku i poszczególnych elementów podczas montażu i
eksploatacji.

2.  Stropy i ściany lekkie ale mają gwarantować wymaganą izolację cieplną i akustyczną
3.  Ciężar budynku jak najmniejszy i ograniczone przekroje słupów, podciągów i belek.
4.  Proste wykonanie – dużo elementów powtarzalnych, łatwe do transportu i montażu.

Strop w bud. Szkieletowym

Konstrukcja stropu zależy od:

- przeznaczenia budynku

- rozstawu słupów

- rozstawu podciągów

BUDYNKI PRZEMYSŁOWE- konstrukcja stropu składa się z belek stalowych i
żelbetowych.

BUDYNKI UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ

-stropy z gotowych płyt

- stropy z cegły

Stropy powinny mieć odpowiednią sztywność

Strop zespolony stalowo-bet

płyta zespolona na blachach fałdowych

Ściany

Ściany zewnętrzne. Przy projektowaniu ścian zewnętrznych należy dążyć do jak
największego ograniczenia ich ciężaru.

W budynkach przemysłowych, których wysokość nie jest zbyt duża, wykonuje się ściany z
pustaków ceramicznych lub z płyt z lekkich betonów.

Ściana ryglowa - wysunięta na zewnątrz przed konstrukcję nośną budynku oraz połączona ze
słupami i ewentualnie stropami lub podciągami.

ściana kurtynowa- W budynkach użyteczności publicznej lub mieszkalnych, gdzie względy
estetyczne odgrywają zasadniczą rolę, ścianę zewnętrzną wysuwa się zazwyczaj na zewnątrz
konstrukcji nośnej, jako osobną ścianę zamocowaną do tej konstrukcji.

RODZAJE KONSTRUKCJI ŚCIAN ZEWNĘTRZNYCH

ściana-ruszt, składająca się z kształtowników pionowych i poziomych przymocowanych do
szkieletu budynku, między które wstawia się płyty lub okna.

ściana z płyt, składająca się z jednakowych płyt wysokości całej lub połowy kondygnacji,
które mocuje się do szkieletu budynku i łączy między sobą. W płytach są przewidziane ramy
okienne. Płyty mogą być wykonane z blachy stalowej emaliowanej, z blachy aluminiowej, z
tworzyw sztucznych lub też z betonu, pod warunkiem że będą dostatecznie izolować od
zmian temperatury.

W przypadku pierwszego rodzaju ścian ruszt z profili musi przejąć ciężar ściany i parcie
wiatru na szkielet, w drugim zaś funkcję tę spełniają płyty.

W obu rodzajach ścian, w tych ich częściach, gdzie nie ma okien, ściana przeważnie składa
się z 3 warstw. Pierwsza, licząc od zewnątrz budynku, zabezpiecza od wpływów
zewnętrznych (głównie wilgoci), druga izoluje od zmian temperatury, trzecia chroni od
uszkodzeń.

RODZAJE KONSTRUKCJI ŚCIAN WEWNĘTRZNYCH

Konstrukcja ścian zależy od tego, czy są one stosowane w obiektach przemysłowych, czy w
budynkach mieszkalnych lub użyteczności publicznej.

Ściany wewnętrzne w obiektach przemysłowych muszą odpowiadać wymaganiom
związanym z technologią produkcji danego zakładu.

Jeżeli ich zadaniem jest tylko oddzielenie poszczególnych pomieszczeń, to mogą być
wykonane w postaci lekkich przegród z kształtowników stalowych pokrytych siatką stalową
lub jako lekkie ścianki betonowe czy też murowane z cegły, pustaków itp.

W budynkach mieszkalnych lub użyteczności publicznej ściany wewnętrzne wykonuje się
jako ściany działowe, spoczywające na stropie bądź na belkach, a ściany oddzielające dźwigi
lub schody jako ściany ceramiczne lub betonowe.

SŁUPY W BUDYNKACH SZKIELETOWYCH

Przekroje słupów. Słupy powinny mieć tak ukształtowane przekroje oraz być połączone z
belkami i podciągami, aby mimośrody sił na nie działających były możliwie małe.

Stalowe słupy rurowe mogą być wypełnione betonem, a słupy o przekroju otwartym mogą
być obetonowane. Uzyskuje się wówczas zwiększenie nośności i sztywności słupów.

Styki słupów.

- Przekroje słupów zmienia się zwykle co dwie kondygnacje, a styki umieszcza się od 0,40 do
1,00 m ponad stropem.

- Styki rozmieszcza się w jednym poziomie budynku lub — po przesunięciu — w sąsiednich
rzędach słupów.

-Grubość blach stykowych zależy od wielkości kształtowników zastosowanych na słupy, lecz
nie powinna być mniejsza niż 15-÷20 mm

9. Narysować szczegóły konstrukcyjne i zakotwienia wież i masztów.

10. Zasady projektowania i konstruowania stalowych kominów przemysłowych.

Podstawowe obciążenia kominów:
· Obciążenie ciężarem własnym + wyposażenie
· Dynamiczne obciążenie wiatrem
· Obc. śniegiem i lodem
· Oblodzenie
Przy projektowaniu trzeba wziąć pod uwage : wpływy termiczne, wpływy korozyjne.
Przy obliczaniu grubości blachy trzonu : gblachy = g konstr + delta g koroz.
delta g koroz = Vk * t ekspl.

Vk – szybkość korozji, co pokazuje ten wzór należy również wziąć pod uwagę czas
eksploatacji komina
Zalecana min. Grubość blachy to 6mm.
Segmenty łączy się spoinami czołowymi lub na śruby (połącznie kołnierzowe)