OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMAŁOŚCIOWE PODCIAGU STALOWEGO W BUDYNKU DOMU DZIECKA W TRZCIANCE

1. ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ:

1.1. STAŁE

Rodzaj: ciężar

Typ: stałe

1.1.1. obciążenie warstw stropu drewnianego- z rozpiętości 6,1m

Charakterystyczna wartość obciążenia:

Q_k = 13,18 kN/m.

Obliczeniowe wartości obciążenia:

Q_o1 = 16,09 kN/m, γ_f1 = 1,22,

Q_o2 = 11,86 kN/m, γ_f2 = 0,90.

Składniki obciążenia:

Deszczułki podłogowe (przybijane) o grubości 22 mm

Q_k = 0,210 kN/m² · 6,1 m = 1,28 kN/m.

Q_o1 = 1,41 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 1,15 kN/m, γ_f2 = 0,90.

slepa podłoga-deski sosnowe

Q_k = 5,5 kN/m³ · 0,025 m · 6,1 m = 0,84 kN/m.

Q_o1 = 0,92 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 0,76 kN/m, γ_f2 = 0,90.

belki

Q_k = 5,5 kN/m³ · 0,24 m · 0,2 m · 6,1 m / 0,9 m = 1,79 kN/m.

Q_o1 = 1,97 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 1,61 kN/m, γ_f2 = 0,90.

łaty

Q_k = 5,5 kN/m³ · 0,045 m · 0,045 m · 2 · 6,1 m / 0,9 m = 0,15 kN/m.

Q_o1 = 0,17 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 0,14 kN/m, γ_f2 = 0,90.

polepa

Q_k = 12,0 kN/m³ · 0,10 m · 0,7 m · 6,1 m / 0,9 m = 5,69 kN/m.

Q_o1 = 7,40 kN/m, γ_f1 = 1,30,

Q_o2 = 5,12 kN/m, γ_f2 = 0,90.

ślepy pułap

Q_k = 5,5 kN/m³ · 0,019 m · 0,7 m · 6,1 m / 0,9 m = 0,50 kN/m.

Q_o1 = 0,55 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 0,45 kN/m, γ_f2 = 0,90.

podsufitka

Q_k = 5,5 kN/m³ · 0,019 m · 6,1 m = 0,64 kN/m.

Q_o1 = 0,70 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 0,58 kN/m, γ_f2 = 0,90.

tynk wapienny

Q_k = 15,0 kN/m³ · 0,025 m · 6,1 m = 2,29 kN/m.

Q_o1 = 2,98 kN/m, γ_f1 = 1,30,

Q_o2 = 2,06 kN/m, γ_f2 = 0,90.

1.1.2. obciazenie scianą I piętra- wysokość wierzchołka trójkąta równobocznego -h=1,91m

Charakterystyczna wartość obciążenia:

Q_k = 14,15 kN/m.

Obliczeniowe wartości obciążenia:

Q_o1 = 15,78 kN/m, γ_f1 = 1,12,

Q_o2 = 12,74 kN/m, γ_f2 = 0,90.

Składniki obciążenia:

tynk cementowo-wapienny

Q_k = 19,0 kN/m³ · 0,015 m · 1,91 m · 2 = 1,09 kN/m.

Q_o1 = 1,42 kN/m, γ_f1 = 1,30,

Q_o2 = 0,98 kN/m, γ_f2 = 0,90.

Budowlana wypalana z gliny pełna

Q_k = 18,0 kN/m³ · 0,38 m · 1,91 m = 13,06 kN/m.

Q_o1 = 14,37 kN/m, γ_f1 = 1,10,

Q_o2 = 11,75 kN/m, γ_f2 = 0,90.

1.2. UŻYTKOWE

Rodzaj: użytkowe

Typ: zmienne

1.2.1. Pokoje i pomieszczenia mieszkalne

Charakterystyczna wartość obciążenia:

Q_k = 1,5 kN/m² · 6,1 m = 9,15 kN/m.

Obliczeniowa wartość obciążenia:

Q_o = 12,81 kN/m, γ_f = 1,40,

_d = 1,00.

2. OBLICZENIA STATYKI BELKI:

Nazwa: PODCIAG STALOWY.rmt

WĘZŁY:

WĘZŁY:

------------------------------------------------------------------

Nr: X [m]: Y [m]:

------------------------------------------------------------------

1 0,000 0,000

2 2,200 0,000

------------------------------------------------------------------

PODPORY: P o d a t n o ś c i

------------------------------------------------------------------

Węzeł: Rodzaj: Kąt: Dx(Do*): Dy: DFi:

[ m / k N ] [rad/kNm]

------------------------------------------------------------------

1 stała 0,0 0,000E+00 0,000E+00

2 przesuwna 0,0 0,000E+00*

------------------------------------------------------------------

OSIADANIA:

------------------------------------------------------------------

Węzeł: Kąt: Wx(Wo*)[m]: Wy[m]: FIo[grad]:

------------------------------------------------------------------

B r a k O s i a d a ń

------------------------------------------------------------------

PRZEKROJE PRĘTÓW:

PRĘTY UKŁADU:

Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 01 - sztyw.-przegub;

10 - przegub-sztyw.; 11 - przegub-przegub

22 - cięgno

------------------------------------------------------------------

Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój:

------------------------------------------------------------------

1 00 1 2 2,200 0,000 2,200 1,000 2 2 U 140

------------------------------------------------------------------

WIELKOŚCI PRZEKROJOWE:

------------------------------------------------------------------

Nr. A[cm2] Ix[cm4] Iy[cm4] Wg[cm3] Wd[cm3] h[cm] Materiał:

------------------------------------------------------------------

2 40,8 7288 1210 173 173 14,0 2 Stal St3

-----------------------------------------------------------------

STAŁE MATERIAŁOWE:

------------------------------------------------------------------

Materiał: Moduł E: Napręż.gr.: AlfaT:

[N/mm2] [N/mm2] [1/K]

------------------------------------------------------------------

2 Stal St3 205000 215,000 1,20E-05

------------------------------------------------------------------

OBCIĄŻENIA:

OBCIĄŻENIA: ([kN],[kNm],[kN/m])

------------------------------------------------------------------

Pręt: Rodzaj: Kąt: P1(Tg): P2(Td): a[m]: b[m]:

------------------------------------------------------------------

Grupa: A "strop" Stałe γf= 1,22

1 Liniowe 0,0 13,18 13,18 0,00 2,20

1.1.1. obciążenie warstw stropu drewnianego

Grupa: S "ściana" Stałe γf= 1,12

1 Trapezowe 0,0 14,15 1,10 1,10

1.1.2. obciazenie scianą I piętra

Grupa: U "użytkowe" Zmienne γf= 1,40

1 Liniowe 0,0 9,15 9,15 0,00 2,20

1.2.1. Pokoje i pomieszczenia mieszkalne

------------------------------------------------------------------

==================================================================

W Y N I K I

Teoria I-go rzędu

==================================================================

OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.:

------------------------------------------------------------------

Grupa: Znaczenie: d: γf:

------------------------------------------------------------------

Ciężar wł. 1,10

A -"strop" Stałe 1,22

S -"ściana" Stałe 1,12

U -"użytkowe" Zmienne 1 1,00 1,40

-----------------------------------------------------------------

MOMENTY:

TNĄCE:

SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ASU

------------------------------------------------------------------

Pręt: x/L: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]:

------------------------------------------------------------------

1 0,00 0,000 0,0 40,9 0,0

0,50 1,100 24,1* 0,0 0,0

1,00 2,200 0,0 -40,9 0,0

------------------------------------------------------------------

* = Wartości ekstremalne

NAPRĘŻENIA:

NAPRĘŻENIA: T.I rzędu

Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ASU

------------------------------------------------------------------

Pręt: x/L: x[m]: SigmaG: SigmaD: SigmaMax/Ro:

[MPa]

------------------------------------------------------------------

2 Stal St3

1 0,00 0,000 -0,0 0,0 0,000

0,50 1,100 -139,3 139,3 0,648*

1,00 2,200 -0,0 0,0 0,000

------------------------------------------------------------------

* = Wartości ekstremalne

REAKCJE PODPOROWE:

REAKCJE PODPOROWE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ASU

------------------------------------------------------------------

Węzeł: H[kN]: V[kN]: Wypadkowa[kN]: M[kNm]:

------------------------------------------------------------------

1 0,0 40,9 40,9

2 0,0 40,9 40,9

------------------------------------------------------------------

PRZEMIESZCZENIA WĘZŁÓW: T.I rzędu

Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ASU

------------------------------------------------------------------

Węzeł: Ux[m]: Uy[m]: Wypadkowe[m]: Fi[rad]([deg]):

------------------------------------------------------------------

1 0,00000 -0,00000 0,00000 -0,00700 ( -0,401)

2 0,00000 -0,00000 0,00000 0,00700 ( 0,401)

------------------------------------------------------------------

PRZEMIESZCZENIA:

DEFORMACJE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ASU

------------------------------------------------------------------

Pręt: Wa[m]: Wb[m]: FIa[deg]: FIb[deg]: f[m]: L/f:

------------------------------------------------------------------

1 -0,0000 -0,0000 -0,401 0,401 0,0048 454,3

------------------------------------------------------------------

3. OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE:

Zadanie: PODCIAG STALOWY

Przekrój: 2 U 140

Wymiary przekroju:

U 140 h=140,0 s=60,0 g=7,0 t=10,0 r=10,0 ex=17,5.

Charakterystyka geometryczna przekroju:

Jxg=1210,0 Jyg=862,3 A=40,80 ix=5,4 iy=4,6.

Materiał: St3SX,St3SY,St3S,St3V,St3W. Wytrzymałość fd=215 MPa dla g=10,0.

Przekrój spełnia warunki przekroju klasy 1.

Siły przekrojowe:

xa = 1,100; xb = 1,100.

Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: ASU

M_x = -24,1 kNm, V_y = 0,0 kN, N = 0,0 kN,

Naprężenia w skrajnych włóknach: σ_t = 139,3 MPa σ_C = -139,3 MPa.

Naprężenia:

xa = 1,100; xb = 1,100.

Naprężenia w skrajnych włóknach: σ_t = 139,3 MPa σ_C = -139,3 MPa.

Naprężenia:

- normalne: σ = 0,0 Δσ = 139,3 MPa ψ_oc = 1,000

Warunki nośności:

σ_ec = σ / ψ_oc + Δσ = 0,0 / 1,000 + 139,3 = 139,3 < 215 MPa

Długości wyboczeniowe pręta:

- przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika 1 normy:

χ₁ = 1,000 χ₂ = 1,000 węzły nieprzesuwne ⇒ μ = 1,000 dla l_o = 2,200

l_w = 1,000×2,200 = 2,200 m

- przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu:

χ₁ = 1,000 χ₂ = 1,000 węzły nieprzesuwne ⇒ μ = 1,000 dla l_o = 2,200

l_w = 1,000×2,200 = 2,200 m

Siły krytyczne:

Zwichrzenie:

Dla przekroju rurowego lub skrzynkowego rozstaw stężeń zabezpieczających przekrój przed obrotem l₁ = l_ω =2200 mm:

= l₁

Pręt jest zabezpieczony przed zwichrzeniem.

Nośność przekroju na zginanie:

xa = 1,100; xb = 1,100.

- względem osi X

M_R = α_p W f_d = 1,000×172,9×215×10^-3 = 37,2 kNm

Współczynnik zwichrzenia dla λ _L = 0,000 wynosi ϕ_L = 1,000

Warunek nośności (54):

Nośność przekroju na ścinanie:

xa = 0,000; xb = 2,200.

- wzdłuż osi Y

V_R = 0,58 A_V f_d = 0,58×19,6×215×10^-1 = 244,4 kN

Vo = 0,3 V_R = 73,3 kN

Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y:

V = 40,9 < 244,4 = V_R

Stan graniczny użytkowania:

Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą:

a_max = 3,9 mm

a_gr = l / 350 = 2200 / 350 = 6,3 mm

a_max = 3,9 < 6,3 = a_gr

4. SPOSÓB ZAMOCOWANIA PODCIĄGU W ŚCIANIE:

Nad projektowanymi otworami należy wykonać nadproże z belek stalowych ceownikowych - 2C140:

w tym celu należy :

- podstemplować strop po obu stronach ściany,

- wykonać bruzdę z jednej strony ściany ,osadzić belkę stalową C140 ,

- w miejscu osadzenia belki na ścianie wykonać poduszki betonowe z betonu B20 o wymiarach 20x20x15

- miejsca połączenia górnej półki ceownika ze ścianą należy wypełnić zaprawą montażową

- następnie wykonać bruzdę po drugiej stronie ściany, osadzić drugą belkę stalowa C140 jak wyżej,

- w celu uniknięcia przemieszczania się belek , skręcić je śrubami ø 12 co ok. 0,5m,

- następnie usunąć fragment ściany - wielkości żądanego otworu,

- nadproże zaszpałdować, owinąć siatką Rabitza, otynkować.

---