Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

1 |

S t r o n a

OPIS TECHNICZNY

Ogólna koncepcja konstrukcji obiektu

Projektowany budynek jest jednonawową, żelbetową konstrukcją hali przemysłowej.
Obiekt 1-piętrowy, nieocieplony bez transportu podpartego. Rozpiętość hali mierzona
w licu słupów układów nośnych wynosi 7,5 m. Maksymalne wysokości hali wynoszą
w kalenicy 9,0 m, przy okapie 8,34 m; w świetle wysokość wynosi 5 m. Hala oparta jest na
gruncie za pomocą stóp fundamentowych przytwierdzonych śrubami. Zadaszenie
i obudowa wykonane z blachy stalowej.

Podstawa projektowania

Obiekt o konstrukcji monolitycznej i rozstawie 7,5 m w osiach podpór. Rygiel ustroju
poprzecznego zaprojektowany w jako teowy. W skład konstrukcji wchodzą również takie
elementy jak żebra, słupy, stopy fundamentowe oraz obudowa obiektu.

Lokalizacja

Obiekt zlokalizowany w Kamieniu Pomorskim w woj. zachodniopomorskim na wysokości
10 m n. p. m. Zaznacza się tu silnie wpływ klimatu morskiego: wilgotność powietrza,
długotrwałość zim, amplituda temperatur. Średnia roczna temperatura na tym obszarze
waha się w granicach 7 - 8,3 °C. Najcieplejszy miesiąc to sierpień, a najchłodniejszy
– styczeń. Temperatura maksymalna mieści się w granicach 32,1° do 33,1 °C, a minimalna
od -18,6° do -19,2 °C. Wiatry wieją najczęściej z kierunku pd.-zach.(SW) i płn.-zach (NW).
Warunki klimatyczne odpowiadają II strefie obciążenia śniegiem oraz II strefie obciążenia
wiatrem. Jest to obszar, na którym nie występuje znaczące przenoszenie śniegu przez
wiatr z powodu ukształtowania terenu, innych budowli lub drzew.

Sposób obliczeń opiera się na normach i przepisach budowlanych. Uwzględniono ciężar
własny budynku, specyfikę wykonania oraz obciążenie śniegiem i oddziaływanie wiatru.

Szczegóły elementów konstrukcji

Rygiel ustroju nośnego: podciąg żelbetowy o wym. 50x90 cm

Rozstaw poprzecznych ustrojów nośnych, A = 7,5 m.
Liczba poprzecznych ustrojów nośnych, n = 2

1.5.2. W obliczeniach uwzględnia się również stopę fundamentową oraz jednostopniowy
słup o wym. 50x50 cm.

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

2 |

S t r o n a

1. Dane ogólne i założenia

WYMIARY ELEMENTÓW:
- płyta

h

f

= 0,1 m

- żebro

h

2

= 0,7 m;

b

2

= 0,35 m;

- rozstaw żeber

2,5 m

- podciąg

h

p

= 0,9 m;

b

w

= 0,5 m;

l

eff

= 7,5 m

KLASA EKSPOZYCJI:
Przyjęto klasę ekspozycji  XC1

BETON  B30
f

ck

= 25 MPa

f

cd

= 16,7 MPa

f

ctd

= 1,2 MPa

f

ctk

= 1,8 MPa

f

ctm

= 2,6 MPa

STAL  A IIIN:
f

yk

= 490 MPa

f

yd

= 420 MPa

OTULINA:
c = c

min

+ Δc,

Δc = 10 mm

- minimalna grubość otulenia c

min

= 15 mm

c = 15 + 10 = 25 mm

Przyjęto otulinę c = 3 cm

GRANICZNA WARTOŚĆ WZGLĘDNEJ WYSOKOŚCI STREFY ŚCISKANEJ:
ξ

eff,lim

= 0,5  ze względu na zastosowanie stali klasy A IIIN

STRZEMIONA:
Przyjęto strzemiona klasy A-I o średnicy ϕ12 mm
f

yk

= 240 MPa

f

yd

= 240 MPa

ŚCIANA PIĘTRA – WYMIARY:
h

3

= 4,0 m;

b

s

= 0,25 m; l = 8,0 m

materiał  cegła pełna o ciężarze γ

f

= 19,0

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

3 |

S t r o n a

2. Zestawienie obciążeń

OBCIAŻENIA STAŁE:

DACH

Lp

Warstwa

γ [kN/m

3

]

g

k

[

]

g

d

[

]

1.

papa termozgrzewalna

2 x 0,005 m = 0,01 m

21,0

0,42

0,57

2. wełna mineralna gr. 0,15 m

0,7

0,11

0,15

3.

płyta betonowa gr. 0,1 m

24,0

2,4

3,24

SUMA

2,93 [

]

3,96 [

]

STROP

Lp

Warstwa

γ [kN/m

3

]

g

k

[

]

g

d

[

]

1.

lastryko

19,0

0,95

1,28

2.

płyta żelbetowa gr. 0,12 m

25,0

3,0

4,05

3.

tynk cem.–wap. gr. 0,02 m

19,0

0,38

0,51

SUMA

4,33 [

]

5,84 [

]

OBCIĄŻENIA ZMIENNE:

Częściowy współczynnik bezpieczeństwa  γ

f

= 1,5

Charakterystyczne obciążenie użytkowe obiektu  p

k

= 14,0

Charakterystyczne obciążenie użytkowe obiektu  p

d

= 21,0

ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ NA POSZCZEGÓLNE SIŁY SKUPIONE OD POSZCZEGÓLNYCH
RODZAJÓW OBCIĄŻEŃ:



A – CIĘŻAR WŁASNY

- na stropie:

P

1

= a ∙ l

y

∙ g

d,stropu

= 2,5 ∙ 7,5 ∙ 5,84 = 109,5 kN

- na ścianie zewnętrznej:

P

2

=

+ h

3

∙ b

s

∙ γ

ściana

∙ l

y

=

+ 4,0 ∙ 0,25 ∙ 19,0 ∙ 7,5 = 197,25 kN

- na dachu:
P

3

= a ∙ l

y

∙ g

d,dach

= 2,5 ∙ 7,5 ∙ 3,96 = 74,25 kN

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

4 |

S t r o n a

- na skraju dachu:

P

4

=

=

= 37,13 kN



B, C, D – OBCIĄŻENIE ŚNIEGIEM – W ZALEŻNOŚCI OD FORMY GROMADZENIA
SIĘ ŚNIEGU NA POŁACI DACHOWEJ – 3 MOŻLIWOŚCI:

S

k

= μ

i

∙ C

e

∙ C

t

∙ s

k

,

S

d

= S

k

∙ γ

Q

,

γ

Q

= 1,5

s

k

– wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem

II strefa obciążenia śniegiem  s

k

= 0,9

C

t

– współczynnik termiczny, C

t

= 1,0

C

e

– współczynnik ekspozycji, C

e

= 1,0

μ

i

– współczynnik kształtu dachu, μ

i

= 0,8

Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem:

S

k

= μ

i

∙ C

e

∙ C

t

∙ s

k

= 1,6 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 0,8 = 0,72

Wartość obliczeniowa obciążenia śniegiem:

S

d

= S

k

∙ γ

Q

= 0,72 ∙ 1,5 = 1,08

 B  100 % na całym dachu

S

d,lewa połać

= 0,5 ∙ S

d

= 0,5 ∙ 1,08 = 0,54

C  50 % na lewej połaci

S

d,prawa połać

= 0,5 ∙ S

d

= 0,5 ∙ 1,08 = 0,54

D  50 % na prawej połaci

Wartość obciążenia na połać dachową:

q

połać

= S

d

∙ l

połać

= 1,08 ∙ 8,78 = 9,48



E, F – OBCIĄŻENIE WIATREM WG PN-77/B-0211

p

k

= q

k

∙ C

e

∙ C ∙

q

k

– charakterystyczne obciążenie wiatrem

I strefa  q

k

= 250 Pa

C

e

– współczynnik ekspozycji

rodzaj obiektu  B  C

e

= 0,8

C – współczynnik aerodynamiczny
C = C

2

- C

w

, gdzie:

C

2

– ciśnienie zewnętrzne

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

5 |

S t r o n a

C

w

– ciśnienie wewnętrzne, C

w

= 0

C = C

2

,

= 1,8

C

2

:

2 oraz

< 1,0

ŚCIANA:
- strona nawietrzna: C

2

= 0,7

- strona zawietrzna: C

2

= - 0,4

DACH:
- strona nawietrzna: C

2

= - 0,9

- strona zawietrzna: C

2

= - 0,4

E  wiatr wieje z lewej:

p

k1

= q

k

∙ C

e

∙ C ∙ = 250 ∙ 0,8 ∙ 0,7 ∙ 1,8 = 0,252

p

d1

= p

k1

∙

∙ γ

Q

= 252 ∙

∙ 1,5 = 1701

p

k2

= q

k

∙ C

e

∙ C ∙ = 250 ∙ 0,8 ∙ (-0,9) ∙ 1,8 = - 0,324

p

d2

= p

k2

∙

∙ γ

Q

= (-0,324) ∙

∙ 1,5 = - 2,187

p

k3

= q

k

∙ C

e

∙ C ∙ = 250 ∙ 0,8 ∙ (-0,4) ∙ 1,8 = - 0,144

p

d3

= p

k3

∙

∙ γ

Q

= (-0,144) ∙

∙ 1,5 = - 0,216

p

k3

= p

k4

 p

d3

= p

d4

F  wiatr wieje z prawej:

Sytuacja analogiczna do przypadku E.

G  obciążenie użytkowe:

- na stropie  p

1

= p

d

∙ a ∙ l

y

= 21,0 ∙ 2,5 ∙ 7,5 = 393,75 kN

- na ścianie zewnętrznej  p

2

=

= 196,88 kN

Siły wewnętrzne obliczono przy pomocy oprogramowania ROBOT 2011 r.

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

6 |

S t r o n a

Geometria:

Wykres momentów zginających (kombinacja nr 1 – bardziej niekorzystna):

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

7 |

S t r o n a

Wykres sił tnących + reakcje w podporach (kombinacja nr 1 – bardziej niekorzystna):

Wykres sił normalnych (kombinacja nr 1 – bardziej niekorzystna):

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

8 |

S t r o n a

Ugięcie (kombinacja nr 1 – bardziej niekorzystna):

3. Obliczenia statyczne

3.1.

RYGIEL:

Nośność na zginanie.

Przekrój III prostokątny:
M

sd

= 847,55 kNm

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 90 – 3 –

– 0,8 = 84,8 cm

2

1

lim

,

2

2

79

,

25

420

7

,

16

50

8

,

84

153

,

0

5

,

0

153

,

0

141

,

0

2

1

1

2

1

1

141

,

0

67

,

1

8

,

84

50

84755

cm

f

f

b

d

A

f

d

b

M

yd

cd

eff

s

eff

eff

eff

cd

sd

eff































































Przyjęto 5#28 o A

s1

= 30,79 cm

2

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

9 |

S t r o n a

Przekrój – środek przęsła:
M

sd

= 847,55 kNm

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 90 – 3 –

– 0,8 = 84,8 cm

Szerokość podciągu: b

w

= 50 cm

l

0

= 7,0 m

Wysokość żebra h

f

= 12 cm

Rozstaw żeber a = 2,5 m

kNm

h

d

b

h

f

M

cm

a

b

cm

cm

b

h

b

l

b

b

f

eff

f

cd

eff

eff

f

w

w

eff

65

,

1768

10

)

2

12

8

,

84

(

112

12

67

,

1

)

2

(

250

112

12

6

50

200

5

750

50

6

5

2

0























































sd

M

M







Przekrój jest pozornie teowy. Liczymy go tak jak przekrój prostokątny o

szerokości b

eff

.

2

1

lim

,

2

2

79

,

25

420

7

,

16

50

8

,

84

153

,

0

5

,

0

153

,

0

141

,

0

2

1

1

2

1

1

141

,

0

67

,

1

8

,

84

50

84755

cm

f

f

b

d

A

f

d

b

M

yd

cd

eff

s

eff

eff

eff

cd

sd

eff































































Przyjęto 5#28 o A

s1

= 30,79 cm

2

Przekrój VII prostokątny.
M

sd

= 1218,7 kNm

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 90 – 3 –

– 0,8 = 84,8 cm

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

10 |

S t r o n a

2

1

lim

,

2

2

65

,

38

420

7

,

16

50

9

,

84

229

,

0

5

,

0

229

,

0

203

,

0

2

1

1

2

1

1

203

,

0

67

,

1

8

,

84

50

121870

cm

f

f

b

d

A

f

d

b

M

yd

cd

eff

s

eff

eff

eff

cd

sd

eff































































Przyjęto 5#32 o A

s1

=40,21 cm

2

Nośność na ścinanie.

Przekrój III
V

sd

= 374,77 kN

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 90 – 3 –

– 0,8 = 84,8 cm

Nośność przekroju na ścinanie V

Rd1

01

,

0

8

,

84

50

79

,

30

79

,

30

752

,

0

848

,

0

6

,

1

6

,

1

]

15

,

0

)

40

2

,

1

(

35

,

0

[

2

1

1





































d

b

A

cm

A

A

d

k

d

b

f

k

V

w

sl

l

s

sl

w

cp

l

ctd

Rd







kN

V

Rd

27

,

214

8

,

84

50

)]

01

,

0

40

2

,

1

(

12

,

0

752

,

0

35

,

0

[

1



















V

sd

> V

rd1

Odcinek II rodzaju

















2

2

cot

1

cot

z

b

f

V

w

cd

rd



54

,

0

)

250

25

1

(

6

,

0

)

250

1

(

6

,

0

32

,

76

8

,

84

9

,

0

9

,

0

0

,

2

cot



























ck

f

cm

d

z



kN

V

rd

18

,

2294

2

1

2

7632

,

0

50

,

0

16700

54

,

0

2















Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

11 |

S t r o n a

Zbrojenie może zostać zaprojektowane.
Założono zbrojenie w postaci strzemion.













cot

1

1

1

31

3

z

s

f

A

V

V

ywd

sw

rd

rd

Założono strzemiona dwucięte ∅12 ze stali A-IIIN

MPa

f

cm

d

A

ywd

sw

420

26

,

2

2

2

,

1

14

,

3

2

1

2

2

2

1















Długość odcinków II rodzaju.

s

eff

s

s

sd

rd

sd

s

c

m

l

c

m

c

m

kN

L

V

P

P

V

V

c

































25

,

1

5

,

7

6

1

6

1

71

,

1

94

,

93

27

,

214

77

,

374

94

,

93

5

,

7

2

77

,

374

2

min

,

1

Przyjęto c

s

=1,71m, strzemiona przenoszą całą siłę.

max

1

1

max

1

31

1

1

1

6

,

63

8

,

84

75

,

0

75

,

0

01

,

26

cot

s

s

cm

d

s

cm

z

V

f

A

s

rd

ywd

sw

























Przyjęto s

1

=25 cm

Nośność dla s

1

=25 cm

kN

z

s

f

A

V

ywd

sw

rd

54

,

579

2

32

,

76

25

42

26

,

2

cot

1

1

1

31





















Przekrój IX
V

sd

=2139,38 kN

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 90 – 3 –

– 0,8 = 84,8 cm

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

12 |

S t r o n a

Nośność przekroju na ścinanie V

Rd1

01

,

0

8

,

84

50

79

,

30

79

,

30

752

,

0

848

,

0

6

,

1

6

,

1

]

15

,

0

)

40

2

,

1

(

35

,

0

[

2

1

1





































d

b

A

cm

A

A

d

k

d

b

f

k

V

w

sl

l

s

sl

w

cp

l

ctd

Rd







kN

V

Rd

27

,

214

8

,

84

50

)]

01

,

0

40

2

,

1

(

12

,

0

752

,

0

35

,

0

[

1



















V

sd

>V

rd1

Odcinek II rodzaju

















2

2

cot

1

cot

z

b

f

V

w

cd

rd



54

,

0

)

250

25

1

(

6

,

0

)

250

1

(

6

,

0

32

,

76

8

,

84

9

,

0

9

,

0

0

,

2

cot



























ck

f

cm

d

z



kN

V

rd

18

,

2294

2

1

2

7632

,

0

50

,

0

16700

54

,

0

2















Zbrojenie może zostać zaprojektowane.
Założono zbrojenie w postaci strzemion.













cot

1

1

1

31

3

z

s

f

A

V

V

ywd

sw

rd

rd

Założono strzemiona dwucięte ∅12 ze stali A-IIIN

MPa

f

cm

d

A

ywd

sw

420

26

,

2

2

2

,

1

14

,

3

2

1

2

2

2

1















Długość odcinków II rodzaju.

s

eff

s

s

sd

rd

sd

s

c

m

l

c

m

c

m

kN

L

V

P

P

V

V

c

































25

,

1

5

,

7

6

1

6

1

38

,

3

5

,

570

27

,

214

88

,

2139

5

,

570

5

,

7

2

38

,

2139

2

min

,

1

Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

13 |

S t r o n a

Przyjęto c

s

=3,38 m, strzemiona przenoszą całą siłę.

max

1

1

max

1

31

1

1

1

6

,

63

8

,

84

75

,

0

75

,

0

01

,

26

cot

s

s

cm

d

s

cm

z

V

f

A

s

rd

ywd

sw

























Przyjęto s

1

=25cm

Nośność dla s

1

=25cm

kN

z

s

f

A

V

ywd

sw

rd

54

,

579

2

32

,

76

25

42

26

,

2

cot

1

1

1

31





















3.2.

Słup

Przekrój VIII

M

1sd

=1218,7 kNm

M

2sd

=1031,3 kNm

N

sd

=2147, 04 kN

Wysokość użyteczna przekroju:

d = h – Δc –

– ϕ

s

= 50 – 3 –

– 0,12 = 45,78 cm

Mimośród działania siły

0

'

'

'

1

'

'

76

,

4389

)

04

,

0

4578

,

0

(

420

770298

)

(

'

'

770298

25

,

656

)

04

,

0

225

,

0

2817

,

0

(

04

,

2147

'

'

'

25

,

656

)

2

2289

,

0

4578

,

0

(

2289

,

0

50

,

0

16700

)

2

(

'

51

,

45

420

89

,

22

50

7

,

16

'

89

,

22

78

,

45

5

,

0

17

,

28

34

,

56

34

,

3

53

34

,

3

)

1

;

34

,

3

30

90

;

83

,

0

600

500

max(

)

10

;

30

;

600

max(

53

53

,

0

04

,

2147

3

,

1031

4

,

0

7

,

1218

6

,

0

4

,

0

6

,

0

1

1

2

1

2

2

2

1

lim

lim

2

lim

1

lim

,

lim

0

0

2

1

0







































































































































s

s

s

s

yd

s

s

sd

cd

yd

cd

s

ff

im

l

eff

ot

t

a

col

a

sd

sd

sd

e

e

a

A

A

As

A

A

m

a

d

f

M

A

kNm

M

e

N

M

kNm

x

d

x

b

f

M

cm

f

x

b

f

A

cm

d

e

x

x

x

cm

e

e

cm

e

cm

e

mm

h

l

e

cm

m

N

M

M

e

e

e

e





Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

14 |

S t r o n a

Należy przyjąć zbrojenie słupa z warunków konstrukcyjnych.
Przyjęto 18#40 o A

s1

=226,26 cm

2

3.3.

Stopa fundamentowa

Przyjęto:
Zbrojenie nośne: Φ12

Strzemiona: Φs=8mm
Otulina: c+∆c=50mm
M

sd

=81,21 kNm

N

sd

=2147 kN

Wymiary:

Wysokość h=80cm
Szerokość B=2m

2

3

3

2

2

2

67

,

10

6

4

6

4

2

m

B

W

m

B

A

fund

fund













Odpór gruntu pod fundamentem:

min

2

max

75

,

536

4

2147

q

m

kN

W

M

A

N

q

fund

fund











2

max

190

m

kN

Q

q

fNb









Wymiarowanie stopy na zginanie:

2

1

1

2

2

max

70

,

2

2

,

72

99

,

0

42

8121

1

99

,

0

0038

,

0

5

,

0

1

5

,

0

1

0038

,

0

0038

,

0

2

1

1

2

1

1

0038

,

0

2

,

72

8

,

7

80

8

,

7

2

,

1

5

,

1

1

5

5

,

1

44

,

226

24

)

50

,

0

2

2

(

)

50

,

0

2

(

75

,

536

24

)

2

(

)

(

cm

d

fyd

Msd

As

e

s

S

cm

a

h

d

cm

h

c

a

kNm

b

B

b

B

q

M

ff

eff

cc

eff

cceff

f

f

sd









































































































Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej

Opracowała: Aneta Baran

15 |

S t r o n a

Przyjęto zbrojenie siatką zgrzewaną

Wymiarowanie stopy na przebicie:

Nośność na przebicie należy sprawdzać dla fundamentów w których:

1

,

2

8

,

0

2

50

,

0

2

2















d

b

B

Warunek nie został spełniony. Nie trzeba sprawdzać nośności na przebicie.

Obliczeniowa długość zakotwienia prętów zbrojeniowych:

Przekrój VIII

cm

cm

A

A

l

l

cm

f

f

l

prov

s

req

s

b

a

bd

bd

yd

b

90

27

,

88

55

,

24

29

,

22

22

,

97

1

22

,

97

7

,

2

420

4

5

,

2

4

,

,































Przekrój I

cm

cm

A

A

l

l

cm

f

f

l

prov

s

req

s

b

a

bd

bd

yd

b

85

92

,

83

37

,

34

67

,

29

22

,

97

1

22

,

97

7

,

2

420

4

5

,

2

4

,

,





























