Budownictwo przemysłowe - słup wewnętrzny.

2.3.3. Wymiarowanie słupa wewnętrznego

Wstępne przyjęcie wymiarów słupa.

• wysokość

• wymiary przekroju:

  • h = 0,80 m

  • b = 0,50 m

2.3.3.1 Przedstawienie schematów obciążeń działających na słup w płaszczyźnie prostopadlej do toru.

Obciążenie prostopadłe do toru – schematy w wersji 3D znajdują się na końcu tego p-ktu.

Schematy obciążeń słupa:

• obciążenie stałe:

  • ciężar belki

• ciężar własny słupa

• obciążenie od suwnic:

  • ułożenie suwnic jak na rysunku A

    • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I i II:

Schemat A

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

• ułożenie suwnic jak na rysunku B

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I:



• siła pionowa w nawie II:

Schemat B

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

• ułożenie suwnic jak na rysunku C

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I i II:

Schemat C

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

• ułożenie suwnic jak na rysunku D

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I:



• siła pionowa w nawie II:

Schemat D

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

• ułożenie suwnic jak na rysunku E

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I:



• siła pionowa w nawie II:

Schemat E

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

- największy mimośród.

• ułożenie suwnic jak na rysunku F

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I i II:

Schemat F

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

• ułożenie suwnic jak na rysunku G

  • siła pozioma w nawie I:

• siła pozioma w nawie II:

• siła pionowa w nawie I i II:

Schemat G

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

Najbardziej niekorzystnym przepadkiem obciążenia słupa wewnętrznego jest jego obciążenie zgodnie ze schematem E i obliczenie zbrojenie przeprowadzimy dla tego przypadku.

2.3.2.2. Obliczenie wymaganej ilości zbrojenia w słupie ze względu na obciążenia działające w płaszczyźnie prostopadłej do toru.

Określenie grubości otulenia prętów zbrojenia:

Przyjmuję grubość otulenia a₁ = 50 mm.

Wymiary przekroju:

Długość słupa:

Długośc wyboczeniwa słupa:

Wyznaczenie zbrojenia minimalnego(wyznaczam ze względu na maksymalną siłę normalną tj. siłę ze schematu A):

Mimośród działania siły (schemat G).

Wyznaczenie maksymalnego mimośrodu niezamierzonego (n – pierwsza kondygnacja licząc od góry).

Obliczenie mimośrodu początkowego względem środka ciężkości przkroju betonu:

Smukłość:

Należy uwzględnić wpływ wyboczenia.

Obliczenie zwiększonego mimorodu początkowego:

Wilgotność względna powierza RH = 50%

Miarodajny przekrój elementu wynosi:

Obliczanie mimośrodu względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego:

Obliczenie powierzchni zbrojenia ściskanego:

- duży mimosród.

Obliczenie stopnia zbrojenia:

Obliczenie procentowej różnicy względnej między stopniem zbrojenia obliczonego a stopniem zbrojenia założonym:

.

Obliczenie stopnia zbrojenia:

Obliczenie procentowej różnicy względnej między stopniem zbrojenia obliczonego a stopniem zbrojenia założonym:

Sprawdzenie nośności przekroju słupa prostokątnego, mimośrodowo ściskanego:

Warunek został spełniony.

Sprawdzenie nośności słupa dla schematu G

Mimośród działania siły (schemat G).

Wyznaczenie maksymalnego mimośrodu niezamierzonego (n – pierwsza kondygnacja licząc od góry).

Obliczenie mimośrodu początkowego względem środka ciężkości przkroju betonu:

Smukłość:

Należy uwzględnić wpływ wyboczenia.

Obliczenie zwiększonego mimorodu początkowego:

Wilgotność względna powierza RH = 50%

Miarodajny przekrój elementu wynosi:

Obliczanie mimośrodu względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego:

Sprawdzenie nośności przekroju słupa prostokątnego, mimośrodowo ściskanego:

Warunek został spełniony.

2.3.2.2.2 Redukcja zbrojenia w słupie wewnętrznym.

2.3.2.2.2.1 Redukujemy zbrojenie z do

Obliczenia dla schematu A.

Obliczamy :

- ponieważ

Obliczamy nową wartość :

Po podstawieniu otrzymujemy:

Sprawdzamy warunek:

- warunek został spełniony,

Korzystamy z warunku równowagi momentów względem środka ciężkośći zbrojenia A_s1:

Obliczamy M_rd:

Oblicenie wysokości x, na której można zredukować zbrojenie do :

Obliczamy na jakiej (licząc od spodu słupa) można zredukowac zbrojenie:

Obliczenia dla schematu B.

Obliczamy :

- ponieważ

Obliczamy nową wartość :

Po podstawieniu otrzymujemy:

Sprawdzamy warunek:

- warunek nie został spełniony,

Przyjmujemy:

Korzystamy z warunku równowagi momentów względem środka ciężkośći zbrojenia ściskanego:

Obliczamy M_rd:

Oblicenie wysokości x, na której można zredukować zbrojenie do :

- najmniejsza wartość

Obliczamy na jakiej (licząc od spodu słupa) można zredukowac zbrojenie:

- największa wartość

Zbrojenie możemy zastosować na wsyokości słupa

2.3.2.2.2.2 Redukujemy zbrojenie z do

Obliczenia dla schematu A.

Obliczamy :

- ponieważ

Obliczamy nową wartość :

Po podstawieniu otrzymujemy:

Sprawdzamy warunek:

- warunek został spełniony,

Korzystamy z warunku równowagi momentów względem środka ciężkośći zbrojenia A_s1:

Obliczamy M_rd:

Oblicenie wysokości x, na której można zredukować zbrojenie do :

Obliczamy na jakiej (licząc od spodu słupa) można zredukowac zbrojenie:

Obliczenia dla schematu B.

Obliczamy :

- ponieważ

Obliczamy nową wartość :

Po podstawieniu otrzymujemy:

Sprawdzamy warunek:

- warunek nie został spełniony,

Przyjmujemy:

Korzystamy z warunku równowagi momentów względem środka ciężkośći zbrojenia ściskanego:

Obliczamy M_rd:

Oblicenie wysokości x, na której można zredukować zbrojenie do :

- najmniejsza wartość

Obliczamy na jakiej (licząc od spodu słupa) można zredukowac zbrojenie:

- największa wartość

Zbrojenie możemy zastosować na wsyokości słupa.

2.3.2.2.3. Obliczenie podstawowej długości zakotwienia pętów

(dla dobrych warunków przyczepności prętów do betonu):

Obliczenie minimalnej długości zakotwienia prętów rozciąganych:

Obliczenie minimalnego zakotwienia prętów ściskanych:

Obliczenie obliczeniowej wymaganej długości zakotwienia prętów zbrojenia głównego:

2.3.2.2.3. Obliczenie obliczeniowej wymaganej długości zakładu:

• strefa ściskana

• strefa rozciągana

2.3.2.2.4. Obliczenie zbrojenia krótkich wsporników.

Dane do rysunku:

- schemat F

Obliczam potrzebne pole przekroju zbrojenia głównego poziomego:

Obliczam potrzebne pole przekroju zbrojenia głównego ukośnego:

Strzemiona poziome

Strzemiona pionowe

- strzmiona pionowe nie są potrzebne

2.3.3.3 Przedstawienie schematów obciążeń działających w płaszczyźnie równoległej do toru.

Obciążenie równeległe do toru:

Wyznaczenie sił przekrojowych:

Wyznaczenie mimośrodu:

2.3.3.4 Obliczenie wymaganej ilości zbrojenia w słupie ze względu na obciążenia działające w płaszczyźnie równoległej do toru.

Wymiary przekroju:

Przyjmuję grubość otulenia a₁ = 50 mm.

Długość słupa:

Długośc wyboczeniwa słupa:

Wyznaczenie zbrojenia minimalnego(wyznaczam ze względu na maksymalną siłę normalną tj. siłę ze schematu A):

Mimośród działania siły (schemat 1).

Wyznaczenie maksymalnego mimośrodu niezamierzonego.

Obliczenie mimośrodu początkowego względem środka ciężkości przkroju betonu:

Smukłość:

Należy uwzględnić wpływ wyboczenia.

Obliczenie zwiększonego mimorodu początkowego:

Wilgotność względna powierza RH = 50%

Miarodajny przekrój elementu wynosi:

Obliczanie mimośrodu względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego:

Obliczenie powierzchni zbrojenia ściskanego:

- duży mimosród.

Obliczenie stopnia zbrojenia:

Obliczenie procentowej różnicy względnej między stopniem zbrojenia obliczonego a stopniem zbrojenia założonym:

.

Obliczenie stopnia zbrojenia:

Obliczenie procentowej różnicy względnej między stopniem zbrojenia obliczonego a stopniem zbrojenia założonym:

Sprawdzenie nośności przekroju słupa prostokątnego, mimośrodowo ściskanego:

Warunek został spełniony.

Nie przeprowadzamy obliczeń dla maksymalnej siły normalnej, ponieważ obliczenia te zostały wykonane dla sił działających prostopadle do belki podsuwnicowej.

2.3.3.4.2 Redukcja zbrojenia

Zbrojenia dla obciążenia równoległego do toru nie redukujem ze względu na warunek z PN-B-03264:2002: pręty rozmieszcza się na obwodzie w odległościach nie przekraczających 400 mm.

Przyjęto , a bok słupa na którym zostały rozmieszczone ma wymiar 800 mm, dlatego aby warunek został spełniony, przez całą długość słupa na tym boku muszą znajdować się 3 pręty. Można jedynie zmienić średnicę prętów, ale ze względu ułatwienia wykonania słupa, zalecamy pozostawienie .

2.3.3.4.3 Obliczenie podstawowej długości zakotwienia pętów (dla dobrych warunków przyczepności prętów do betonu):

Obliczenie minimalnej długości zakotwienia prętów rozciąganych:

Obliczenie minimalnego zakotwienia prętów ściskanych:

Obliczenie obliczeniowej wymaganej długości zakotwienia prętów zbrojenia głównego:

2.3.3.4.4 Obliczenie obliczeniowej wymaganej długości zakładu:

• strefa ściskana

• strefa rozciągana

2.3.3.4.5 Strzemiona.

Przyjęcie średnicy strzemion:

Wyznaczenie rozstwu strzemion:

Krzysztof Wieczorek KBI2 2006 /2007