Konstrukcje stalowe

Zagadnienia

Etapy projektowania konstrukcji 

stalowych

Stan graniczny nośności
Stan graniczny użytkowania
Oddziaływania
Modelowanie własności 

odkształceniowych stali

Przykład zestawienia obciążeń 
Normowe kombinacje obciążeń

Metoda stanów granicznych 

R

M

M 

 

 

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

 

Kształtowa

nie

To wybór rodzaju, kształtu i wstępnych wymiarów 
konstrukcji oraz jej elementów, a także rodzaju materiałów i 
połączeń.
Podstawę stanowi znajomość zasad kształtowania 
konstrukcji, doświadczenie, „erudycja inżynierska”

Na tym etapie projektowania 
inicjatywę przejmują 
inżynierowie architekci

 

 

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

 

Analiza 

statyczna

Polega na wyznaczeniu rozkładów i wartości sił 
wewnętrznych (momentów zginających, sił poprzecznych 
lub podłużnych w elementach konstrukcji dla 
najniekorzystniejszych układów obciążenia 
zewnętrznego.

Podstawę stanowi schemat 
statyczny i znajomość zasad 
mechaniki budowli

 

 

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

 

Wymiarowanie

Ma na celu ustalenie wymiarów poprzecznych przekrojów 
elementów konstrukcji tak aby spełnione były warunki 
nośności i sztywności.

Podstawę stanowi 
znajomość zasad mechaniki 
budowli i wytrzymałości 
materiałów

 

 

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

 

Stan graniczny

Stan, w którym konstrukcja lub jej element zagraża 
bezpieczeństwu bądź przestaje spełniać określone 
wymagania użytkowe.

 

 

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

 

Stan graniczny 

nośności

 Zniszczenie najbardziej wytężonych przekrojów 
elementów konstrukcji.

R

M

M 

R

M

M 

M  – największy moment zginający belkę, od jej ciężaru 
własnego i obciążenia 

użytkowego,

M

R

  – nośność przekroju belki, która zależy od wymiarów 

tego przekroju i 

wytrzymałości materiału.

 

 

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

 Utrata stateczności części lub całości konstrukcji.

kr

N

N

kr

N

N 

N  – siła ściskająca słup,
N

kr

 – siła krytyczna zależna od smukłości słupa i sposobu 

zamocowania jego 

końców (dla obciążeń 

większych od siły krytycznej słup traci stateczność).

 

 

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

 

Stan graniczny 

użytkowania

 Nadmierne przemieszczenia, np. ugięcia konstrukcji 
pogarszające  komfort  użytkowania.

dop

a

a 

a 

– maksymalne ugięcie belki (strzałka ugięcia),

a

dop

  – ugięcie dopuszczalne ze względu na funkcję 

konstrukcji.

a

 

 

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

 

Obciążenia stałe

np. ciężar elementów konstrukcyjnych, warstw 
izolacyjnych i wykończeniowych, przegród budowlanych i 
stałych elementów wyposażenia.

to obciążenia, 
których wartość, 
kierunek i 
położenie 
pozostają 
niezmienne w 
czasie 
użytkowania 
budowli

 

 

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

 

Obciążenia 

zmienne

np. obciążenia stropów w pomieszczeniach mieszkalnych, 
magazynowych lub przemysłowych.

to obciążenia, 
które mogą 
zmieniać wartość, 
kierunek lub 
położenie w czasie 
użytkowania 
budowli

 

 

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

 

Wartości charakterystyczne 

obciążeń

Są określone w normach obciążeń (tzw. wartości 
normowe) lub są ustalane przez projektanta, np. na 
podstawie wymiarów elementów i ciężarów 
objętościowych poszczególnych materiałów bądź według 
danych producenta.

Wartości charakterystyczne obciążeń uwzględnia się przy 
sprawdzaniu stanu granicznego użytkowania

 

 

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

 

Wartości obliczeniowe 

obciążeń

Uwzględniają różnice w stosunku do wartości 
charakterystycznych spowodowane np. niedokładnościami 
wykonawczymi.

Wartości obliczeniowe obciążeń uwzględnia się przy 
sprawdzaniu stanu granicznego nośności

 

 

Konstrukcje stalowe

Modelowanie własności odkształceniowych stali

R

e

 – granica plastyczności,

f

y

 – nominalna wartość granicy 

plastyczności,
E – moduł Younga.

 

 

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Zestawić 
obciążenia 
stałe i zmienne 
na jednostkę 
długości 
(1 m) stalowej 
belki stropu 
Kleina.

 

 

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Rzut stropu wraz 
z obszarem 
obciążenia 
przypadającego 
na belkę 
pośrednią

 

 

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Przekrój stropu Kleina 
wraz z zaznaczonymi 
warstwami

 

 

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

PN-EN 1990:2004, Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji, 
PN-EN 1991-1-1:2004, Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. 

Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar 

własny, obciążenie użytkowe 

w budynkach. 

 

 

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Normowe kombinacje obciążeń 
(SGN)

kN/m

 

3

,

10

4

,

2

7

,

0

5

,

1

79

,

5

35

,

1

0

)

1

(

















k

p

k

g

d

p

g

q







kN/m

 

2

,

10

4

,

2

5

,

1

79

,

5

35

,

1

85

,

0

)

2

(

















k

p

k

g

d

p

g

q







g

 = 1,35, współczynnik częściowy dla obciążeń stałych, 

uwzględniający niepewność modelu obliczeniowego i odchyłki od 
wymiarów, 



p

 = 1,5, współczynnik częściowy dla obciążeń zmiennych, 

uwzględniający niepewność modelu obliczeniowego oraz 
możliwość niekorzystnych odchyłek wartości obciążenia od 
wartości reprezentatywnych, 



0

 = 0,7, współczynnik dla wartości kombinacyjnej oddziaływania 

zmiennego, 



 = 0,85, współczynnik redukcyjny dla niekorzystnych obciążeń 

stałych. 

 

 

Konstrukcje stalowe

Wykład dotyczył następujących 
zagadnień

Etapy projektowania konstrukcji 

stalowych

Stan graniczny nośności
Stan graniczny użytkowania
Oddziaływania
Modelowanie własności 

odkształceniowych stali

Przykład zestawienia obciążeń 
Normowe kombinacje obciążeń

Koniec 

R

M

M 