żelbetowa Hala Przemysłowa
wg systemu P-70 |
Opis techniczny
Wstęp i założenia
Przedmiotem opracowania jest hala żelbetowa (parterowa) dwunawowa. Jest przeznaczona do produkcji pomp wodnych. Główna nawa o rozpiętości 21,0 m. i wysokości 9,60 m posiada suwnicę o udźwigu 20 kN, w której przewidziano główną linię technologiczną. Nawę boczną o rozpiętości 15,0 m. i wysokości 6,0 m. przeznaczono na magazyn części potrzebnych do produkcji pomp. Długość hali równa 90,0 m. Obiekt zlokalizowany jest w Opolu przy ul. Pułaskiego 5. Jest to I strefa śniegowa i I strefa wiatrowa. Na terenie planowanego obiektu zalegają piaski drobne małowilgotne o
i ciężarze objętościowym
.
Ogólna koncepcja konstrukcji
Obiekt zostanie zaprojektowany w oparciu o system P-70 prefabrykowanych hal żelbetowych (parterowych) o konstrukcji dźwigarowo - płytowej. Zasadniczymi elementami konstrukcyjnymi są: słup, dźwigar dachowy, płyta dachowa, element ścienny, stopa fundamentowa. Rozstaw słupów w osiach równy odpowiednio 21,0 i 15,0 m. Na długości hali przewidziano dwie dylatacje w rozstawach co 30,0 m. W miejscach dylatacji występują podwójne słupy. Rozstaw ram w osiach równy 6,0 m. W nawie głównej przewidziano dźwigar kablobetonowy o rozpiętości 20,96 m, natomiast w nawie bocznej dźwigar strunobetonowy (spadek 5%) o rozpiętości 14,96 m. Pokryciem dachu jest płyta żelbetowa o rozpiętości 5,87 m. Kolejność warstw ocieplających i izolacyjnych zastała zamieszczona na rys. nr 2. Elementem ściennym jest płyta ocieplana o rozpiętości 5,98 m. Stopy fundamentowe kielichowe wylewane na miejscu budowy na podkładzie chudego betonu o grubości 0,10 m. Warstwy posadzki przedstawiono na rys. nr 2. Po stronie północnej hali na całej długości (nawa boczna - rys.2) umieszczono dwa rzędy okien stalowych o łącznej wysokości 2,4 m. na wysokości od poziomu posadzki (poziom zerowy) równej 2,4 m. Po stronie południowej na całej długości hali (nawa główna) umieszczono trzy rzędy okien stalowych o łącznej wysokości 3,6 m. na wysokości o poziomu zerowego 3,6 m. Na ścianach szczytowych nie umieszczano okien. Na ścianach północnej i południowej przewidziano 3 bramy wjazdowe (3,60×3,60). Po stronie zachodniej umieszczono bramę wjazdową w nawie głównej i drzwi wejściowe w nawie bocznej, natomiast po stronie wschodniej jedynie drzwi wejściowe w nawie bocznej). Suwnica o udźwigu 20 kN porusza się po szynie S-49 umieszczonej na belkach podsuwnicowych strunobetonowych o rozpiętości 5,92 m. Belka podsuwnicowa zabezpieczona jest tężnikiem hamownym, który wykorzystywany będzie jako pomost służący do konserwacji suwnicy. Poziom terenu znajduje się na wysokości -0,15 m. od poziomu posadzki.
Opis elementów
Hala została zaprojektowana na podstawie systemu prefabrykowanych hal żelbetowych P-70. Typowe elementy systemu i zalecenia dotyczące technologii, organizacji montażu i instalacji zostały zawarte w odpowiednich zeszytach tematycznych:
Zeszyt 1 - Informacje ogólne
Zeszyt 2 - Elementy
Zeszyt 3 - Szczegóły
Zeszyt 4 - Transport podparty i podwieszany
Zeszyt 5 - Technologia i organizacja montażu
Zeszyt 6 - Instalacje
słup hali (środkowy S-2)
Wymiarowany jest w oparciu o ujednolicone zasady dotyczące geometrii słupa zawarte w zeszycie 1. Jest to słup pośredni o różnej wysokości naw, w nawie wyższej znajduje się suwnica podparta.
stopa fundamentowa kielichowa
Kształt stopy fundamentowej jest częściowo zunifikowany (zeszyt 1). Obliczeniom podlegają jedynie wymiary i zbrojenie zależne od obciążenia i warunków geotechnicznych podłoża.
dźwigary dachowe (zeszyt nr 2)
dźwigar kablobetonowy (E-222) KBOS - 21/68 KB1-31.6.1(3)-69
dźwigar strunobetonowy (E-214) SB - 90/15 KB1-31.6.1(31)-69
płyta dachowa
płyta dachowa (E-107) PŻFF-2 KB1-31.6.3(17)-69
elementy ścienne
element ścienny ocieplony: E-401 KB-1-31.3.1(7)-71
E-402 KB-1-31.3.1(7)-71
E-403 KB-1-31.3.1(7)-71
E-404 KB-1-31.3.1(20)-71
E-406 KB-1-31.3.1(20)-71
E-410 KB-1-31.3.1(26)-71 - odmiana prawa
E-411 KB-1-31.3.1(26)-71 - odmiana prawa
E-418 KB-1-31.3.1(26)-71 - odmiana prawa
E-419 KB-1-31.3.1(26)-71 - odmiana lewa
E-419 KB-1-31.3.1(26)-71 - odmiana prawa
E-422 KB-1-31.3.1(26)-71
E-424 KB-1-31.3.1(26)-71
E-425 KB-1-31.3.1(26)-71
E-457 KB-1-31.3.1(29)-71
E-458 KB-1-31.3.1(29)-71
E-459 KB-1-31.3.1(29)-71
belka podsuwnicowa
belka podsuwnicowa strunobetonowa BSFF-60/1 KB-1-31.8.2(5)-69
Szczegóły konstrukcyjne oznaczone na rysunkach zawarte są w zeszycie nr 3.
Wymagania konstrukcji
Prefabrykowana hala żelbetowa posiada klasę odporności ogniowej C (1 godz.). W obiekcie będzie środowisko suche małoagresywne, o wilgotności około 60%.
Zestawienie obciążeń i sprawdzenie wytrzymałościowe |
Zestawienie obciążeń
Obciążenie śniegiem wg (PN-80/B-02010)
Hala przemysłowa zlokalizowana jest w Legnicy, która położona jest w I strefie śniegowej. Dla tej strefy
nawa główna (18,0 m) (załącznik Z1-1)
dla
nawa boczna (9,0 m) (załącznik Z1-4)
dla
(efekt ześlizgu nie występuje)
dla efektu wiatru
(dla typowych przekryć żelbetowych o ciężarze własnym powyżej
1,5 kN/m2 należy przyjmować
)
Obciążenie wiatrem wg (PN-80/B-02011)
Hala przemysłowa zlokalizowana jest w Legnicy, która położona jest w I strefie wiatrowej. Dla tej strefy
współczynnik ekspozycji Ce
dla terenu B (z < 20,0 m.)
współczynnik działania porywów wiatru β
(budowla niepodatna na dynamiczne działanie wiatru)
współczynniki aerodynamiczne
dla budynków
dla dachów o różnych wysokościach
Przegroda |
Kierunek 1 |
Kierunek 2 |
a |
|
|
b |
|
|
c |
|
|
d |
|
|
Kierunek 1 (obciążenie zbieramy dla rozstawu słupów i dźwigarów równych 6,00m.)
przegroda a
przegroda b
przegroda c
przegroda d
przegroda e
przegroda f
Kierunek 2 (obciążenie zbieramy dla rozstawu słupów i dźwigarów równych 6,00m.)
przegroda a
przegroda b
przegroda c
przegroda d
przegroda e
przegroda f
Obciążenie suwnicą wg (PN-86/B-02005)
max i min wartości charakterystyczne nacisku koła suwnicy
- nacisk koła suwnicy
gdzie:
- udźwig suwnicy
- ciężar całej suwnicy
obciążenie pionowe
gdzie:
- współczynnik dynamiczny dla stanu granicznego nośności konstrukcji wsporczych (grupa natężenia pracy A4 (tablica 1))
- współczynnik dynamiczny dla stanu granicznego nośności belki toru jezdnego (grupa natężenia pracy A4 (tablica 1))
czyli:
(konstrukcje wsporcze)
(konstrukcje wsporcze)
(dla belki toru jezdnego)
(dla belki toru jezdnego)
obciążenie poziome prostopadłe do toru
gdzie:
- największa wartość charakterystyczna nacisku koła
- współczynnik zależny od stosunku rozpiętości suwnicy do rozstawu kół (rys.3 PN-86/B-02005)
czyli:
obciążenie poziome równoległe do toru
współczynniki obciążenia
dla obciążeń technologicznych i natężeniu pracy dźwignicy A4
obciążenie obliczeniowe
dla konstrukcji wsporczej
dla belki toru jezdnego
Zestawienie obciążenia dla płyty dachowej
obciążenie w fazie eksploatacji
Rodzaj obciążenia |
Obciążenie charakterystyczne [kN/m2] |
Współczynnik obciążenia γf |
Obciążenie obliczeniowe [kN/m2] |
||
|
|
max |
min |
max |
min |
Obciążenie stałe |
|||||
Papa asfaltowa Warstwa dociskowa Styropian Płyta dachowa E-107 |
0,200 0,03×21,0 = 0,63 0,08×0,45=0,036 1,33 |
1,2 1,3 1,2 1,1 |
0,9 0,8 0,9 0,9 |
0,24 0,82 0,043 1,46 |
0,18 0,50 0,032 1,20 |
Razem: |
gk = 2,20 |
|
go = 2,56 |
g*o = 1,91 |
|
Obciążenie zmienne |
|||||
Śnieg (I strefa) |
0,7×1,6=1,10 |
1,4 |
1,57 |
||
Razem: |
pk = 3,30 |
|
po = 4,13 |
p*o = 3,48 |
Zestawienie obciążenia dla dźwigara dachowego
Obciążenie przypadające na mb dźwigara dachowego zbieramy z połowy rozpiętości płyty dachowej (3,00 m) z dwóch stron dźwigara.
obciążenie w fazie montażu
dźwigar strunobetonowy E-210
Rodzaj obciążenia |
Obciążenie charakterystyczne [kN/m] |
Współczynnik obciążenia γf |
Obciążenie obliczeniowe [kN/m2] |
||
|
|
max |
min |
max |
min |
Obciążenie stałe |
|||||
Obciążenie montażowe Płyta dachowa E-107 Dźwigar dachowy E-210 |
0,75×6,0=4,50 1,40×6,0=8,40 5,28 |
1,4 1,1 1,1 |
- 0,9 0,9 |
6,3 10,08 5,8 |
- 7,56 4,75 |
Razem: |
gk = 18,18 |
|
go = 22,18 |
g*o = 12,31 |
dźwigar strunobetonowy E-211
Rodzaj obciążenia |
Obciążenie charakterystyczne [kN/m] |
Współczynnik obciążenia γf |
Obciążenie obliczeniowe [kN/m2] |
||
|
|
max |
min |
max |
min |
Obciążenie stałe |
|||||
Obciążenie montażowe Płyta dachowa E-107 Dźwigar dachowy E-211 |
0,75×6,0=4,50 1,40×6,0=8,40 2,39 |
1,4 1,1 1,1 |
- 0,9 0,9 |
6,3 10,08 2,63 |
- 7,56 2,15 |
Razem: |
gk = 15,29 |
|
go = 19,01 |
g*o = 9,71 |
obciążenie w fazie eksploatacji
dźwigar strunobetonowy E-210
Rodzaj obciążenia |
Obciążenie charakterystyczne [kN/m] |
Współczynnik obciążenia γf |
Obciążenie obliczeniowe [kN/m2] |
||
|
|
max |
min |
max |
min |
Obciążenie stałe |
|||||
Papa asfaltowa Warstwa dociskowa Styropian Płyta dachowa E-107 Dźwigar dachowy E-210 |
0,200×6,0=1,20 0,63×6,0=3,78 0,036×6,0=0,22 1,40×6,0=8,40 5,28 |
1,2 1,3 1,2 1,1 1,1 |
0,9 0,8 0,9 0,9 0,9 |
1,44 4,91 0,26 10,08 5,8 |
1,08 3,02 0,20 7,56 4,75 |
Razem: |
gk = 18,88 |
|
go = 22,49 |
g*o = 16,61 |
|
Obciążenie zmienne |
|||||
Śnieg (I strefa) |
0,7×0,8×6,0=5,88 |
1,4 |
8,23 |
||
Razem: |
pk = 24,76 |
|
po = 30,72 |
p*o = 24,84 |
dźwigar strunobetonowy E-211
Rodzaj obciążenia |
Obciążenie charakterystyczne [kN/m] |
Współczynnik obciążenia γf |
Obciążenie obliczeniowe [kN/m2] |
||
|
|
max |
min |
max |
min |
Obciążenie stałe |
|||||
Papa asfaltowa Gładź cementowa Styropian Płyta dachowa E-107 Nadbeton Dźwigar dachowy E-211 |
0,200×6,0=1,20 0,63×6,0=3,78 0,036×6,0=0,22 1,40×6,0=8,40 1,10 2,39 |
1,2 1,3 1,2 1,1 1,3 1,1 |
0,9 0,8 0,9 0,9 0,8 0,9 |
1,44 4,91 0,26 10,08 1,43 2,63 |
1,08 3,02 0,20 7,56 0,88 2,15 |
Razem: |
gk = 15,99 |
|
go = 20,75 |
g*o = 14,89 |
|
Obciążenie zmienne |
|||||
Śnieg (I strefa) |
0,7×1,6×6,0=6,72 |
1,4 |
9,41 |
||
Razem: |
pk = 22,71 |
|
po = 30,16 |
p*o = 24,3 |
Sprawdzenia przyjętych elementów
Belka podsuwnicowa (E-509)
Max. moment obciążający belkę podsuwnicową:
gdzie:
- największa wartość obliczeniowa nacisku koła
- rozstaw kół suwnicy
- rozpiętość między teoretycznymi podporami belki podsuwnicowej
czyli:
(warunek spełniony)
Max. siła poprzeczna obciążająca belkę podsuwnicową:
(warunek spełniony)
obciążenie od ciężaru belki podsuwnicowej
Płyta dachowa (E-107)
Dopuszczalne obciążenie płyty:
Obciążenie płyty w fazie eksploatacji:
(warunek spełniony)
Dźwigary strunobetonowy 18m. (E-210)
Obciążenie mb dźwigara w fazie montażu:
Obciążenie mb dźwigara w fazie eksploatacji:
Dopuszczalne obciążenie dźwigara:
(warunek spełniony)
Dźwigar strunobetonowy 9 m (E-211)
faza montażu
Dla płyt długości 6,00 m. należy sprawdzić warunek:
gdzie:
- moment eksploatacyjny
- współczynnik pewności na zarysowanie (środowisko suche małoagresywne, wilgotność mniejsza od 60%)
- moment rysujący
czyli:
Moment obciążający dźwigar:
(warunek spełniony)
faza eksploatacji
Moment niszczący dla przekroju prefabrykowanego:
Moment obciążający dźwigar:
(warunek spełniony)
Zestawienie elementów
belka podsuwnicowa BSFF-90/1 (6,00 m) |
E-509 |
|||
ZESTAWIENIE ZUŻYCIA MATERIAŁÓW |
||||
Beton B-40 |
1,63 m3 |
|||
Zbrojenie zwykłe |
Zbrojenie sprężające |
|||
St0 |
34GS |
St3SX |
∅5 Gatunek II |
|
111 |
78,8 |
48 |
80 |
|
Dodatkowe informacje:
|
płyta dachowa PZFF-2 (1,50×6,00 m) |
E-107 |
||
ZESTAWIENIE ZUŻYCIA MATERIAŁÓW |
|||
Beton B-20 |
0,51 m3 |
||
Zbrojenie zwykłe |
|||
St0 |
34GS |
||
14,6 |
20,9 |
||
Dodatkowe informacje:
|
dźwigar strunobetonowy SBn-I-80/18 (18,0 m) |
E-210 |
||||
ZESTAWIENIE ZUŻYCIA MATERIAŁÓW |
|||||
Beton B-45 |
2,4 m3 |
||||
Zbrojenie zwykłe |
Zbrojenie sprężające |
||||
St0 |
StOS |
|
39 splotów 7∅2,5 Gatunek I (Rr = 6100 kG/splot) |
||
121,4 |
18,1 |
|
186,3 |
||
Nadbeton : B-20 1,4 m3 Dodatkowe informacje:
|
dźwigar strunobetonowy SB-60/9-I/7.8 (9,0 m) |
E-211 |
||||
ZESTAWIENIE ZUŻYCIA MATERIAŁÓW |
|||||
Beton B-45 |
0,81 m3 |
||||
Zbrojenie zwykłe |
Zbrojenie sprężające |
||||
St0 + St0S + St3SX |
34GS |
St3SX profilowa |
10 splotów 7×2.5 |
||
44,8 |
19 |
7,7 |
25,2 |
||
Dodatkowe informacje:
|
obliczenie układu poprzecznego oraz zwymiarowanie słupa
Przekrój |
Ciężar własny |
Wiatr |
Śnieg |
Suwnica |
Siły ekstremalne i towarzyszące |
|||||||||||
|
γ>1 γ>1 |
γ<1 γ<1 |
γ>1 γ<1 |
γ<1 γ>1 |
kier. 1 |
kier. 2 |
|
Pmax z lewej |
Pmax z prawej |
Hmax z lewej |
Hmax z prawej |
Mmax [kNm] |
Mmin [kNm] |
Nmax [kN] |
Nmin [kN] |
|
ψoi |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
0,9 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
|
1 |
M |
7,992 |
6,014 |
4,515 |
9,491 |
-13,409 |
47,405 |
2,16 |
-9,858 |
49,152 |
72,562 |
-15,344 |
126,446 |
-22,897 |
43,098 |
42,527 |
|
N |
-286,071 |
-209,476 |
-233,748 |
-261,799 |
0,152 |
0,07 |
-69,223 |
-146,576 |
-30,064 |
-146,264 |
-30,342 |
-463,378 |
-263,953 |
-239,403 |
-487,962 |
2 |
M |
31,607 |
22,562 |
33,088 |
21,081 |
-2,788 |
16,552 |
10,545 |
-79,514 |
13,504 |
-57,055 |
-24,21 |
69,925 |
-60,942 |
33,557 |
-24,574 |
|
N |
-286,071 |
-209,476 |
-233,748 |
-261,799 |
0,152 |
0,07 |
-69,223 |
-146,576 |
-30,064 |
-146,264 |
-30,342 |
-319,127 |
-408,238 |
-239,403 |
-487,962 |
3 |
M |
-11,348 |
-8,262 |
-9,871 |
-9,738 |
-2,712 |
16,587 |
-3,24 |
-79,597 |
13,598 |
-56,982 |
-24,256 |
20,264 |
-95,978 |
-19,199 |
-95,978 |
|
N |
-200,161 |
-147,829 |
-147,829 |
-200,161 |
0 |
0 |
-41,652 |
-146,41 |
-30,25 |
-146,41 |
-30,25 |
-178,079 |
-379,893 |
-178,079 |
-379,893 |
4 |
M |
-12,519 |
-9,143 |
-10,535 |
-11,127 |
-3,257 |
13,434 |
-3,365 |
-83,679 |
8,694 |
-69,299 |
-24,044 |
11,642 |
-101,821 |
11,642 |
-101,821 |
|
N |
-200,161 |
-147,829 |
-147,829 |
-200,161 |
0 |
0 |
-41,652 |
-146,41 |
-30,25 |
-146,41 |
-30,25 |
-178,079 |
-379,893 |
-178,079 |
-379,893 |
5 |
M |
-32,536 |
-23,929 |
-25,318 |
-31,143 |
-3,257 |
13,434 |
-7,53 |
26,128 |
31,382 |
40,508 |
-1,357 |
28,673 |
-42,848 |
28,673 |
-42,848 |
|
N |
-200,161 |
-147,829 |
-147,829 |
-200,161 |
0 |
0 |
-41,652 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-147,829 |
-233,483 |
-147,829 |
-233,483 |
6 |
M |
-40,032 |
-29,566 |
-29,566 |
-40,032 |
0 |
0 |
-8,33 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-29,566 |
-46,696 |
-29,566 |
-46,696 |
|
N |
-200,161 |
-147,829 |
-147,829 |
-200,161 |
0 |
0 |
-41,652 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-147,829 |
-233,483 |
-147,829 |
-233,483 |
Uwaga:
W schematach od obciążenia suwnicy uwzględniono ciężar belki podsuwnicowej, ponadto siły poziome (H) skojarzono z siłami pionowymi (Pmax).
Obwiednia momentów i sił osiowych towarzyszących
Projekt prefabrykowanej hali przemysłowej |
wg systemu P-70 |
Hala żelbetowa