opis budynek stalowy v1


Wydział Inżynierii i Kształtowania Środowiska SGGW
Katedra Budownictwa i Geodezji
Zakład Mechaniki i Konstrukcji Budowlanych

Projekt: Projekt budynku o ramowej konstrukcji stalowej

Wykonał:

Łukasz Gradowski gr. 3

  1. Wstęp

    1. Informacje wstępne

W ramach przedmiotu Konstrukcje metalowe zaprojektowano stalową konstrukcję szkieletu budynku wielokondygnacyjnego.

    1. Wykonano w oparciu o normy

PN-82-B-02000 „Obciążenia budowli - Zasady ustalania wartości”
PN-82-B-02001 „Obciążenia budowli - Obciążenia stałe”
PN-76-B-03001 „Konstrukcje i podłoża budowli - Ogólne zasady obliczeń”
PN-90-B-03200 „Konstrukcje stalowe - obliczenia statyczne i projektowanie”
PN-70-B-02011 „Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie wiatrem”
PN-70-B-02010 „Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie śniegiem”
PN-98-B-03215 „Konstrukcje stalowe - Połączenia z fundamentami - projektowanie i wykonanie”

PN-99-B-03264 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone - Obliczenia statyczne i projektowanie” Założenia projektowe.

      1. Geometria budynku

Geometrię budynku przedstawia Rysunek 1 „Wymiary osiowe hali”

      1. Materiał

Kształtowniki: Stal: St4
Załączniki

      1. Rysunki

Rysunek 1 - Przekroje szkieletu budynku wielokondygnacyjnego
Rysunek 2 - Rzut szkieletu budynku wielokondygnacyjnego

Rysunek 3 - Belka stropowa
Rysunek 4 - Rygiel

Rysunek 5 - Słup
Rysunek 6 - Połączenie rygla ze słupem

Rysunek 7,8,9,10,11 - Szczegóły

      1. Tabele

Tabela 1 - Zestawienie obciążeń dachu
Tabela 2 - Zestawienie obciążeń stropu
Tabela 3 - Zestawienie schematów obciążeń

  1. Obciążenia

    1. Obciążenia stałe

      1. Obciążenia stropodachu

Tab. 1 Zestawienie obciążeń dachu

Wyszczególnienie

Obciążenie charakterystyczne

[kN/m2]

Współczynnik obciążenia

Obciążenie obliczeniowe

[kN/m2]

Papa termozgrzewalna

0,10

1,2

0,12

Wełna mineralna 0,25m*1,5kN/m2

0,375

1,2

0,45

Folia izolacyjna

0,01

1,2

0,01

Płyta żelbetowa 0,15m*25kN/m2

3,75

1,1

4,125

Belki stropowe

0,30

1,1

0,33

Instalacje

0,50

1,2

0,60

Sufit podwieszany

0,3

1,2

0,36

Σ

5,34

1,12

6,00

qch1 = 5,34 kN/m2
qo1 = 6,00 kN/m2

      1. Obciążenia stropu typowego

Tab. 2 Zestawienie obciążeń stropu

Wyszczególnienie

Obciążenie charakterystyczne

[kN/m2]

Współczynnik obciążenia

Obciążenie obliczeniowe

[kN/m2]

Warstwa wykończeniowa

0,32

1,2

0,038

Warstwa wyrównawcza 0,05m*21kN/m2

1,05

1,2

1,26

Izolacja akustyczna

0,05m*2,0kN/m2

0,1

1,2

0,12

Paraizolacja

0,01

1,2

0,012

Płyta żelbetowa 0,15m*25kN/m2

3,75

1,1

4,125

Belki stropowe

0,30

1,1

0,33

Instalacje

0,40

1,2

0,44

Sufit podwieszany

0,3

1,2

0,36

Obciążenia od ścian działowych

1,15

1,2

1,38

Σ

7,38

1,15

8,45

qch2 = 7,38 kN/m2
qo2 = 8,45 kN/m2

Obciążenia od ścian zewnętrznych

qz = 1,0 kN/m2 (Przyjęto)
γf =1,2
qzo = qz ⋅ γf
qzo = 1,0⋅1,2 = 1,2 kN/m2
qzo = 1,2 kN/m2

    1. Obciążenia zmienne

      1. Obciążenia użytkowe

qch = 5,6 kN/m2
γf =1,2
qo = qz ⋅ γf
qo = 5,6 ⋅ 1,2 = 6,72 kN/m2
qo = 6,72 kN/m2

      1. Obciążenia śniegiem

Skch = qk ⋅ C

qk = 1,2 kN/m2 (wg Normy dla III strefy śniegowej)
C = 0,8 (wg Nory dla płaskiego dachu)

Skch = 1,2 ⋅ 0,8 = 0,96 kN/m2
Skch = 0,96 kN/m2

S = Skch ⋅ γf

γf = 1,5

So = 0,96 ⋅ 1,5 = 1,44 kN/m2
So = 1,44 kN/m2

      1. Obciążenie wiatrem

Konstrukcja nie jest podatna na porywy wiatru.

pk = qk ⋅ Ce ⋅ C ⋅ 

qk = 300Pa = 0,30kPa = 0,30 kN/m2 (wg Normy dla I strefy wiatrowej)
qk = 0,30 kN/m2

 = 1,8 (Dla konstrukcji nie podatnych)

γf = 1,5

 = 0,06 (wg Normy dla ram spawanych) + 0,02 (wg Normy na połączenia śrubowe) = 0,08
= 0,08

0x01 graphic
= 0,16s

Konstrukcja jest nie podatna przyjęto   ,

Ce = 1,0 (A)

Wartość współczynnika C
Cp1 = +0,7 (Dla przegrody od strony nawietrznej)
Cp2 = -0,4 (Dla przegrody od strony zawietrznej)

Strona nawietrzna:

pkN = 0,30 ⋅ 1 ⋅ 0,7 ⋅ 1,8 = 0,378 kN/m2
pkN = 0,378 kN/m2

pN = 0,378 ⋅ 1,5 = 0,567 kN/m2
pN = 0,567 kN/m2

Strona zawietrzna

pkZ = 0,03 ⋅ 1 ⋅ (-0,4) ⋅ 1,8 = - 0,216 kN/m2
pkZ = - 0,216 kN/m2

pZ = - 0,216 ⋅ 1,5 = - 0,324 kN/m2
pZ = - 0,324 kN/m2

  1. Schematy obciążeń

a = 2,2 m (Rozstaw belek stropowych)

b = 6,6 m (Rozstaw słupów)

Go = a·b·qo = 2,2·6,6·8,45 = 122,69 kN = G

Go = a·b·qo = 2,2·6,6·6,0= 87,12 kN = G1

Go = 0,5a·b·qo + h·b·qo = 0,5·2,2·6,6·8,45 + 3,5·6,6·1,2 = 89,07 kN = G2

So = a·b·so = 2,2·6,6·1,44 = 20,91 kN = S

Po = a·b·qo = 2,2·6,6·6,72= 97,57 kN = P

WN = b·pkn = 6,6·0,567 = 3,742 kN/ m

WZ = b·pkz = 6,6·(-0,324) = -2,138 kN/ m

  1. Kombinacje obciążeń

K1 = Obciążenia stałe + S + P1 + P2 + W

K2 = Obciążenia stałe + P1 + P2 + W

K3 = Obciążenia stałe + S + P1 + P2

K4 = Obciążenia stałe + S + P3

K5 = Obciążenia stałe + S + P2

K6 = Obciążenia stałe + S + P1

  1. Przedstawienie wyników (siły wewnętrzne w prętach konstrukcji)

Wyniki przedstawiono w formie wydruków z programu Rm-Win (Załączniki ...)

    1. Najbardziej obciążony rygiel

      1. Ekstremalny moment

Ekstremalny moment gnący dla rygla znaleziony dla
Kombinacji: K2 = Obciążenia stałe + P1 + P2 + W
Pręt: 9

Wartości:
M = - 356,2 kNm
V = - 235,7 kN
N = 8,9 kN (rozciągająca)

    1. Najbardziej obciążony słup

      1. Ekstremalna siła ściskająca

Ekstremalna siła ściskająca dla słupa znaleziona dla
Kombinacji: K1 = Obciążenia stałe + S + P1 + P2 + W
Podstawa słupa
Pręt: 3

Wartości:
M = -20,9 kNm
V = 11,8 kN
N = - 881,6 kN (ściskająca)

  1. Wymiarowanie belki stropowej

    1. Obliczenia wstępne

      1. Charakterystyka obciążenia belki

Geometria:
l = 6,6 m (długość belki)
b/3 = 2,2 m (rozstaw belek)

Obciążenia:

gbch = gch2 ⋅ b/3 ⋅ 1,15 (obciążenie stałe charakterystyczne)
gbch = 7,38 ⋅ 2,2 ⋅ 1,15 = 18,67 kN/m

gbo = go2 ⋅ b/3 ⋅ 1,15 (obciążenie stałe obliczeniowe)
gbo = 8,45 ⋅ 2,2 ⋅ 1,15 = 21,38 kN/m

qbch = qch ⋅ b/3⋅ 1,15 (obciążenie zmienne charakterystyczne)
qbch = 5,6 ⋅ 2,2 ⋅ 1,15 = 14,17 kN/m

qbo = qo ⋅ b/3 ⋅ 1,15 (obciążenie zmienne obliczeniowe)
qbo = 6,72 ⋅ 2,2 ⋅ 1,15 = 17,00 kN/m

Siły wewnętrzne:

M = (qbo + qbo) ⋅ l2 / 8
M = (21,38 + 17,00) ⋅ 6,62 / 8 = 208,99 kNm

V = (qbo + qbo) ⋅ l / 2
V = (21,38 + 17,00) ⋅ 6,6 / 2 = 126,66 kN

Wymagana charakterystyka przekroju:

wxp ≥ M / fd
fd = 23,5 MPa (dla stali St4, t<16mm)
wxp ≥ 208,99/ 23,5 = 889,33 cm3

      1. Przyjęty przekrój

Kształt przyjętego przekroju

IPE360
wx = 940 cm3
Jx = 16270cm4
hw = 360 mm
s = 170 mm
g = 8 mm (grubość środnika)
tw = 12,7 mm (grubość półki)

A = 72,7 cm2

fd = 235 MPa = 23,5 kN/cm2 (bo t<16mm)

    1. Sprawdzenie stanów granicznych

      1. Stan graniczny nośności przy zginaniu

MR = p ⋅ wx ⋅ fd
MR = 1,07 ⋅ 904 ⋅ 23,5 = 22731 kNcm = 227,31 kNm

0x01 graphic
=>0x01 graphic
= 0,92 < 1
φL = 1 - belka jest zabezpieczona przed zwichrzeniem

      1. Stan graniczny nośności przy czystym ścinaniu

0x01 graphic

Av = hw ⋅ g
Av = 36 ⋅ 0,8 = 28,8 cm2

Założono przegubowe podparcie belki stropowej na ryglach

VR = 0,58 ⋅ pv ⋅ Av ⋅ fd

Warunek smukłości przy ścianiu:
hw / g = 36 / 0,8 = 45,0
0x01 graphic
=0,96
70 = 70⋅ 0,96 = 66,96
hw / tw = 45,0 < 66,96 = 70

Ścianka kształtownika odporna na miejscową utratę stateczności przy czystym ścinaniu

pv = 1

VR = 0,58 ⋅ 1 ⋅ 28,8 ⋅ 23,5 = 392,54 kN
0x01 graphic
=> 0x01 graphic
=0,32 <1 < 0,6

Nie ma potrzeby sprawdzać jednoczesnego zginania i ścinania.

      1. Stan graniczny użytkowania przy zginaniu

f ≤ fgr

fgr = l / 250
fgr = 660 / 250 = 2,64 cm

0x01 graphic
=0,02432 m = 2,43 cm


f = 2,43 < 2,64 = fgr

  1. Wymiarowanie rygla

    1. Obliczenia wstępne

      1. Charakterystyka obciążenia rygla

Siły wewnętrzne dla pręta 9 i kombinacji K2:

Kombinacji: K2 = Obciążenia stałe + P1 + P2 + W
Pręt: 9

Wartości:
M = - 356,2 kNm
V = - 235,7 kN
N = 8,9 kN (rozciągająca)

Wymagana charakterystyka przekroju:

wxp ≥ M / fd
fd = 235 MPa (dla stali St4 i t ≤ 16 mm)
wxp ≥ 356,2 / 235 000 = 0,00151574 m3 = 1515,74 cm3

      1. Przyjęty przekrój

Kształt przyjętego przekroju

IPE500
wx = 1930 cm3
Jx = 48200 cm4
ix = 20,4 cm
A = 116 cm2
h = 500 mm
s = 200 mm
g = 10,2 mm (grubość środnika)
t = 16 mm (grubość półki)
fd = 235 MPa = 23,5 kN/cm2 (t<16mm)

    1. Sprawdzenie stanów granicznych

      1. Sprawdzenie klasy przekroju

0x01 graphic
= 0,96

Pas ściskany

b - Szerokość pojedynczej części półki (bez grubości środnika i zaokrągleń)
g - Grubość półki

0x01 graphic
=4,62
9 = 9 ⋅ 0,96 = 8,64
4,62 < 8,64 = 9
Przekrój klasy I

Środnik

b - Wysokość środnika (bez grubości półki i zaokrągleń)
t - Grubość półki

0x01 graphic
= 43,33
66 = 66 ⋅ 0,96 = 63,36
43,33< 63,36
Przekrój klasy I

Warunek smukłości przy ścinaniu

h - Wysokość środnika (bez grubości półki)
t - Grubość półki

0x01 graphic
= 45,88

70 = 70 ⋅ 0,96 = 67,2
45,88 < 67,2

Przekrój klasy I

      1. Stan graniczny nośności na zginanie z rozciąganiem

0x01 graphic
<1


NRt = A ⋅ fd
NRt = 116 ⋅ 23,5 = 2726 kN

MRx = p ⋅ wx ⋅ fd
MRx = 1 ⋅ 1930⋅ 23,5 = 45355 kN⋅cm = 453,55 kNm

0x01 graphic
=0,79 < 1

Przyjęto L = 1 - belka jest zabezpieczona przed zwichrzeniem

      1. Stan graniczny nośności przy czystym ścinaniu

0x01 graphic

Av = h ⋅ g
Av = 50,0 ⋅ 1,02 = 51 cm2

VR = 0,58 ⋅ pv ⋅ Av ⋅ fd

0x01 graphic
=0,96

Warunek smukłości przy ścinaniu:

0x01 graphic
= 45,00

70 = 70⋅ 0,96 = 67,2
45,0 < 67,2
Zatem
pv = 1

VR = 0,58 ⋅ 1 ⋅ 51 ⋅ 23,5 = 695,13 kN
0x01 graphic
= 0,34 <1

      1. Stan graniczny użytkowania przy zginaniu

f ≤ fgr

fgr = l / 350
fgr = 660 / 350 = 1,89 cm

f = 0,23 cm (odczytane z programu MR-WIN)

f = 0,23 1,89

  1. Wymiarowanie słupa

    1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności

      1. Charakterystyka pracy słupa

Pręt: 3

Wartości:
M = -20,9 kNm
V = 11,8 kN
N = - 881,6 kN (ściskająca)

Parametry geometryczne:

h = 3,50 m

Połączenie słup - rygiel: Sztywne

      1. Przyjęty przekrój

HEB240
wx = 938 cm3
wy = 327 cm3
Jx = 11260 cm4
Jy = 3920 cm4
ix = 10,3 cm
iy = 6,08 cm
A = 91,0 cm2
h = 240 mm
b = 240 mm
g = 10 mm (grubość środnika)
t = 17,0 mm (grubość półki)
fd = 225 MPa = 22,5 kN/cm2 (16mm<t ≤ 40mm)

Js / ls = 14920 / 350 = 32,17 cm3

      1. Nośność dla prostych obciążeń (ściskanie, zginanie)

NRc =  ⋅ A ⋅ fd
NRc = 1 ⋅ 106,0 ⋅ 22,5 = 2385 kN

MR =  ⋅ wx ⋅ fd
MR = 1 ⋅ 938 ⋅ 22,5 = 21105 kN cm = 211,05 kNm

      1. Obliczenie współczynnika wyboczeniowego 

Obliczenie 1 (połączenie słup - fundament)

0x01 graphic

Kc = Js / ls
Kc = 32,17 cm3

Ko = Kc (ponieważ słup sztywno zamocowany w fundamencie)
Ko = 32,17 cm3

1 = 0,5

Kc - Szytwność słupa
Ko - Sztywność połączenia

Obliczenie 2 (połączenie słup - rygle)

0x01 graphic

Kc = Js / ls
Kc = 32,17 cm3

0x01 graphic
= 73,03

Ko =  ⋅ Jb / lb
Ko = 2 ⋅ 1 ⋅ 73,03 = 146,06 cm3
0x01 graphic
= 0,18

Obliczenie współczynnika wyboczeniowego x
x = f(1, 2)
x = f(0,5; 0,18) (Odczytano z wykresu Rys. Z1-3 b) )
x = 1,27

Obliczenie smukłości x i y

y = 1 (Przyjęto)
x = f (1; 2)

Kc - Sztywność słupa
Ko - Sztywność połączenia

x = x ⋅ h / ix
x = 1,30 ⋅ 350 / 10,3 = 43,16

y = y ⋅ h / iy
y = 1 ⋅ 350 / 6,08 = 57,56

Obliczenie smukłości względnej x i y

0x01 graphic
= 82,11

0x01 graphic
= 0,53

0x01 graphic
= 0,70

Wyznaczenie współczynników wyboczeniowych x i y

x = f(x; krzywa b)
x = f(0,53; krzywa b) = 0,925

y = f(y; krzywa c)
y = f(0,70; krzywa c) = 0,744

      1. Obliczenie współczynnika zwichrzenia l

l - Smukłość względna przy zwichrzeniu

Ponieważ przekrój bisymetryczny dwuteowy, podparty symetrycznie w sposób widełkowy (możliwość obrotu wokół osi pręta) i obciążony momentami na podporach.

 = 1 (Przyjęto)

0x08 graphic

l = f(l; krzywa b)
l = f(0,66; krzywa b)
l = 0,862

      1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności na zginanie ze ściskaniem

Obliczenie składnika poprawkowego x

0x01 graphic
 ,

Sprawdzenie stanu granicznego nośności dla osi x

0x01 graphic

0x01 graphic
= 0,51 < 1-0,08

Sprawdzenie stanu granicznego nośności dla osi y

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
= 0,61 < 1

Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania

Stan graniczny użytkowania dla węzłów każdej kondygnacji

Ux - Przemieszczenie poziome węzła

hi - Wysokość węzła nad górny wierzch fundamentu

Ux ≤ hi / 500 (Dla budynków wielokondygnacyjnych)

SGU dla węzła nr 6 (Stropodach)

Ux = 0,0020 m = 2,0 mm (Odczytane z programu RM-WIN)
hi = 7,0 m = 7000 mm
hi / 500 = 7000 / 500 = 14,0 mm

Ux ≤ hi / 500
2,0 ≤ 14,0

SGU dla węzła nr 5 (Strop)

Ux = 0,0014 m = 1,4 mm (Odczytane z programu)
hi = 3,50m = 3500
hi / 500 = 3500 / 500 = 7,0 mm

Ux ≤ hi / 500
1,4 ≤ 7,2

  1. Połączenia

    1. Połączenie belki stropowej z ryglem

      1. Sprawdzenie nośności połączeń

Zaprojektowano śruby klasy 8.8
Przyjęto blachę łącznikową (żebro rygla) o grubości:
t = 8 mm

Obliczenie orientacyjne średnicy łącznika

dn > 1,5 ⋅ t = 1,5 ⋅ 8 = 12,0 mm
dn < 2,25 ⋅ t = 1,5 ⋅ 8 = 18,0 mm

0x01 graphic
1,6 cm

Przyjęto śrubę M16

Wyznaczenie granicznych odległości otworów

a1min = a2min = 1,5d
a1min = a2min = 1,5 ⋅ 16 = 24 mm
a1min = a2min = 24 mm

amin = a3min = 2,5d
amin = a3min = 2,5 ⋅ d = 40 mm
amin = a3min = 45 mm

Przyjęta geometria połączenia

Schemat rozmieszczenia otworów belce stropowej 0x08 graphic

Przyjęto 3 śruby M16 kl. 8.8
m = 3

a1 = 40 mm (odległość osi otworu od krawędzi kształtownika w poziomie)
a2 = 65 mm (odległość osi otworu od górnej, dolnej krawędzi belki stropowej)
a3 = 100 mm (rozstaw osiowy otworów w pionie)

Sprawdzenie nośności połączenia ze względu na ścinanie trzonu śruby

V - Siła tnącą (podporowa)
V = 126,66 kN

SRV = 72,4 kN (Z tablic, dla śruby M16)

0x01 graphic

0x01 graphic
42,22 < 72,4

Sprawdzenie nośności połączenia ze względu na docisk do ścianki otworu

  min(a1 / d; a2 / d; 2,5)
a1 / d  45 / 16 = 2,8
a2 / d = 65 / 16 = 4,06
  2,5

SRB =  ⋅ d ⋅ tmin ⋅ fd
SRB = 2,5 ⋅ 1,6 ⋅ 0,8 ⋅ 23,5 = 75,2 kN

St - Siła dociskowa w śrubie od siły tnącej belki stropowej

St = V / m
St = 126,66 / 3 = 42,22 kN

Sm - Siła dociskowa w śrubie od momentu gnącego belki stropowej

e - Odległość osi otworu od osi rygla
e = 15 + 45 = 60 mm

Mo = V ⋅ e
Mo = 126,66 ⋅ 0,06 = 7,60 kNm

Sm = Mo / 2a

Sm = 7,60 / (2 ⋅ 0,1) = 38,00 kN

0x01 graphic
56,80 kN

S ≤ SRB
56,8 ≤ 75,2

      1. Sprawdzenie przekroju osłabionego otworami

Schemat obliczenia osłabienia przekroju

t = 8 mm = 0,8 cm

n - liczba łączników przenoszących obciążenie F i M0
n = 3

nv = 3

l1 = 57 mm = 5,7 cm
l2 = l3 = 84 mm = 8,4 cm
l4 = 317 mm = 3,7 cm

An = t ⋅ l
An = 0, 8 ⋅ (5,7 + 8,4 + 8,4) = 18,0 cm2

Ant = t ⋅ l4
Ant = 0,8 ⋅ 3,7= 2,96 cm2

FRj = fd ⋅ (0,6An + nv / n ⋅ Ant)
FRj = 23,5 ⋅ (0,6 ⋅ 18,0 + 3 / 3 ⋅ 2,96) = 323,36 kN

Vd = 126,66 kN

Vd ≤ FRj
126,66 ≤ 323,36

      1. Sprawdzenie przekroju osłabionego -

Schemat pracującej na ścinanie części przekroju

Założono że półka kształtownika nie pracuje (do obliczeń)

e1 = 55 mm = 5,5cm

M = V ⋅ e1
M = 126,66 ⋅ 5,5 = 696,63 kNcm

h - Wysokość środnika bez części zaokrąglonych i półek
h = 29,8 cm
wx - Wskaźnik wytrzymałość dla środnika
wx = b ⋅ h2 / 6
wx = 0,8 ⋅ 29,82 / 6 = 118,88 cm3

MR - Nośność na zginanie środnika
MR = wx ⋅ fd
MR = 118,88 ⋅ 23,5 = 2793,74 kNcm
M ≤ MR
696,63 ≤ 2793,74

    1. Połączenie rygla ze słupem

      1. 0x08 graphic
        Dane połączenia

Schemat konstrukcji węzła

Przy połączeniu słupa z ryglem zastosowano połączenie czołowe.

Grubości elementów
Przyjęto żeberko grubości 8 mm
Grubość środnika rygla 10,2 mm
Grubość środnika słupa 10 mm
Grubość półki rygla 16 mm
Grubość półki słupa 17 mm

Rozlokowanie śrub
Zastosowano 12 śrub M20 kl. 10.9, Nakrętki kl. 10
W 4 rzędach
Odległości od osi obrotu (środek dolnej półki rygla)
I rząd: y1 = ymax = 542 mm (4szt.)
II rząd: y2 = 426 mm (4szt.)
III rząd: y3 = 346 mm (2szt.)
IV rząd: y4 = 58 mm (2szt.)

Parametry śrub
Rm = 1040 kN
SRt = 239 kN
SRv = 150 kN

Obciążenie Węzła
M = -356,2 kNm
V = -235,7 kNm
N = 8,9 kN (rozciągająca)
Mch = -287,48 kNm (charakterystyczny)

Obliczenie grubości blachy czołowej

t ≥ tmin
0x01 graphic
0x01 graphic
= 2,026 cm = 20,3 mm
Przyjęto:
t = 22 mm

Spaw między żebrem a blachą czołową

t2 - Grubość blachy czołowej
t2 = 22 mm
t1 - Grubość żebra
t1 = 8 mm

0,2 ⋅ t2 = 0,2 ⋅ 22 = 4,4 mm
0,7 ⋅ t1 = 0,7 ⋅ 8 = 5,6 mm
4,4 ≤ a ≤ 5,6

Przyjęto spaw 5 mm

Spaw między blachą czołową a ryglem

t2 - Grubość blachy czołowej
t2 = 22 mm
t1 - Grubość środnika rygla
t1 = 10,2 mm

0,2 ⋅ t2 = 0,2 ⋅ 22 = 4,4 mm
0,7 ⋅ t1 = 0,7 ⋅ 10,2 = 11,2 mm
4,4 ≤ a ≤ 7,1

Przyjęto spaw 5 mm

Spaw między półką słupa a stołkiem montażowym

t2 - Grubość stolika montażowego
t2 = 22 mm
t1 - Grubość półki słupa
t1 = 17 mm

0,2 ⋅ t2 = 0,2 ⋅ 22 = 4,4 mm
0,7 ⋅ t1 = 0,7 ⋅ 17 = 11,9 mm
4,4 ≤ a ≤ 11,9

Przyjęto spaw 5 mm

      1. Sprawdzenie nośności połączenia na zerwanie śrub

Uwzględniono trzy rzędy śrub ze względu na to że dolny rząd znajduje się poniżej wartości:
0,6 ⋅ h0 = 0,6 ⋅ 484 = 290,4 mm
ponad oś obrotu (środek dolnej półki rygla)

ti - Współczynniki odczytane z tabeli z normy

M ≤ MRj
MRi = SRtred ⋅  (mi ⋅ ti ⋅ yi)

SRtred = SRt - N / 6
SRtred = 239 - 8,9 / 6 = 237,52 kN

MRi = 237,52 ⋅ (4 ⋅ 0,7 ⋅ 54,2 + 4 ⋅ 0,9 ⋅ 42,6 + 2 ⋅ 0,8 ⋅ 34,6) =85620 kNcm = 856,2 kNm

356,2 ≤ 856,2

      1. Sprawdzenie nośności połączenia na rozerwanie styku

Ze względu na to, że wysokość rygla przekracza 400mm we wzorach użyto wartość yired zamiast yi

yired = yi - h / 6
h / 6 = 500 / 6 = 83,33 mm = 8,3 cm
yired = yi - 8,3

ri - Współczynniki odczytane z tabeli z normy

0x01 graphic

0x01 graphic
= 29937 kNcm =

MRj= 299,37 kNm

Mch = 287,48 ≤ 299,37 = MRi

      1. Obliczenie wymiarów stołka podporowego

Obliczenie wysokości

Wysokość blachy (stołka podporowego) określono na podstawie potrzebnej spoiny pachwinowej.

hs ≥ V / (2 ⋅ a ⋅ II ⋅ fd) 0x01 graphic
= 14,33 cm
Przyjęto:
hs = 150 mm

Obliczenie szerokości

Szerokość blachy (stołka podporowego) określono na podstawie wytrzymałości jego krawędzi na docisk rygla.

gs - Powierzchnia docisku rygla na stołek montażowy
gs = 1,0 cm (Przyjęto)

fdb - wytrzymałość stali na docisk
fdb = 1,25 ⋅ fd
fdb = 1,25 ⋅ 23,5 = 29,38 kN/cm2

bs ≥ V / (gs ⋅ fdb) 0x01 graphic
= 8,02 cm
Przyjęto:
hs = 85 mm

Obliczenie szerokości

Wymiary stołka podporowego:
Płaskownik 150x85x22mm

    1. Wymiarowanie podstawy słupa

      1. Geometria połączenia

Schemat obliczeniowy słupa

Obciążenie

Kombinacji: K2
Podstawa słupa
Pręt: 7

Wartości:
M = 80,1 kNm
V = 63,8 kNm
N = -475,2 kN (ściskająca)

Fundament
Beton: B15
fc = 10 MPa
E / Ec = 6 (Przyjęto)

Kotwy
Zaprojektowano 4 kotwy fajkowe M24
Re = 225 MPa
Rm = 375 MPa
As = 113 mm2 = 1,13 cm2

Blacha czołowa
B = 360 mm
L = 500 mm
g = 24 mm

Blacha trapezowa
h = 300 mm
g = 16
Spaw:
a = 8mm

Promień rdzenia
r - Promień rdzenia
r = L / 6
r = 550 / 6 = 91,67 mm = 9,17 cm
r = 9,17 mm

Zatem podstawę obliczono się jako ściskaną mimośrodowo.

      1. Sprawdzenie naprężeń występujących w betonie oraz nośności przyjętych kotew dla pręta 7, kombinacji K2

Obciążenie słupa

Kombinacja: K2
Podstawa słupa
Pręt: 7

Wartości:
M = 80,1 kNm
V = 63,8 kNm
N = -475,2 kN (ściskająca)

Mimośród
e = M / N
e = 80,1 / 475,2 = 0,169 m = 16,9 cm

e = 16,9 9,17 = r
Zatem podstawa rozpatrywana jako ściskana mimośrodowo

Sprawdzenie naprężeń ściskających w betonie

Schemat obliczenia podstawy słupa ściskanej mimośrodowo

zt - Odległość osi kotew od osi słupa
zt = 500 / 2 - 70 = 250 - 70 = 180 mm = 18 cm

k = e - L / 2
k = 16,9 - 55 / 2 = -10,6 cm

m = zt + L / 2
m = 18 + 55 / 2 = 45,5cm

E / Ec = 6 (Przyjęto)

n - Liczba rozciąganych kotew
n = 2

p = 6n ⋅ As E / (B ⋅ Ec)
p = 6 ⋅ 2 ⋅ 1,13 ⋅ 6 / 36 = 2,26
p = 2,186

Wzór Fischera
x3 + 3kx2 - p ⋅ (e + zt) ⋅ (m - x) = 0
x3 + 3 ⋅ (-10,6) ⋅ x2 - 2,26 ⋅ (16,9 + 18) ⋅ (45,5 - x) = 0

x - Szerokość strefy ściskanej

Dla x = 32,7
34,33 + 3 ⋅ (-10,9) ⋅ 32,72 - 2,26 ⋅ (16,9 + 18) ⋅ (45,5 - 32,7) = 45,95 ≈ 0

Przyjęto
x = 32,7 cm

σc - Maksymalne naprężenia ściskające w betonie
σc = 2 ⋅ N ⋅ (e + zt) / (B ⋅ x ⋅ (m - x/3)
σc = 2 ⋅ 475,2 ⋅ (16,9 + 18) / (36 ⋅ 32,7 ⋅ (45,5 - 32,7 / 3) = 0,81 kN / cm2 = 8,1 MPa

8,1 MPa ≤ 10,0 MPa

Obliczenie zakotwienia słupa

Z - Siła w kotwiach po jednej stronie podstawy.
Z = P ⋅ (k + x / 3) / (m - x / 3)
Z = 475,2 ⋅ (-10,6 + 32,7 / 3) / (45,5 - 32,7 / 3) = 4,12 kN

SRt - Nośność kotwi na zerwanie
SRt = min {0,65 ⋅ Rm ⋅ n ⋅ As; 0,85 ⋅ Re ⋅ n ⋅ As}
SRt = min {0,65 ⋅ 375000 ⋅ 2 ⋅ 1,13; 0,85 ⋅ 225000 ⋅ 2 ⋅ 1,13} = min {550875 kPa ⋅ cm2 ; 432225 kPa ⋅ cm2} =432225 kPa ⋅ cm2 = 43,22 kN

Z / SRt = 4,12 / 43,22 = 0,095

Sprawdzenie przyjętej grubości blachy czołowej

W poszukiwaniu ekstremalnego momentu przypadającego na 1cm płyty, blachę czołową podzielono na 3 płyty obliczeniowe A, B, C

Płyta A

0x01 graphic
= 1,5 cm

Płyta B

B = 115 mm

L = 206 mm

ω = B/L = 115/206 = 0,55

0x01 graphic
= 0,85

Płyta C

B = 130 mm

L = 240 mm

ω = B/L = 130/240 = 0,55

0x01 graphic
= 2,35

t = 24 mm

      1. Sprawdzenie przyjętej wysokości blachy trapezowej

hw - Wysokość przekroju słupa

Ns = N / 2 + M / hw
Ns = 475,2 / 2 + 80,1 / 0,24 = 571,35 kN

h ≥ Ns / (2⋅II ⋅ a ⋅ fd)
h ≥ 571,35 / (2 ⋅ 0,6 ⋅ 0,8 ⋅ 23,5) = 25,3 cm
h ≥ 25,3 cm

Przyjęto h = 26 cm

23

3

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
opis budynek stalowy
opis proj 3 Stalowe-1, metale obiekty
PW Opis budynek 3, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 4, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 5, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 6, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 2, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 7, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
PW Opis budynek 1, TBS Wrocław Wojanowska, Etap I, ETAP I - PROJEKT WYK, Instalacje elektryczne, Bud
OPIS TECHNICZNY, Skrypty, PK - materiały ze studiów, II stopień, pomoc, II semestr, KONSTRUKCJE STAL
Opis zawodu Monter konstrukcji stalowych, Opis-stanowiska-pracy-DOC
OPIS TECHNICZNY HALA STALOWA, Budownictwo Politechnika Rzeszowska, Rok IV, Konstrukcje Metalowe, Pro
PW Budynek Dozoru Parkingu Opis techniczny
OPIS TECHNICZNY-strop stalowy, Skrypty, PK - materiały ze studiów, I stopień, SEMESTR 7, Konstrukcje
OPIS TECHNICZNY ZE STALI, NAUKA, budownictwo, Semestr V, Konstrukcje stalowe, Projekt - Szczurek
opis techniczny drzwi stalowe profilowe
PROJEKT - TOMEK, OPIS TECHNICZNY- PAU- Tomek, TEMAT: Budynek jednorodzinny, wolnostojący z garażem
OPIS TECHNICZNY-strop stalowy, Fizyka Budowli - WSTiP, Mosty(1)(1), Mosty, most zespolony
OPIS TECHNICZNY1, Skrypty, PK - materiały ze studiów, II stopień, pomoc, II semestr, KONSTRUKCJE STA

więcej podobnych podstron