Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Stę\
enia hal
dr in\
. Jerzy Goczek
dr in\
. Jerzy Goczek
Zakład Konstrukcji Stalowych
Politechnika A
ódzka
A
ódz
2013
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a) b) c)
Pręty o ró\
nej liczbie więzów zewnętrznych:
a) niedostateczna ilość więzów  niestateczność poło\
enia,
b) minimalna ilość więzów zapewniająca stateczność poło\
enia,
c) większa ilość więzów  układy statycznie niewyznaczalne
2
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a)
cięgno
b)
cięgno
cięgno
pręt
c)
Układy prętów ró\
niące się liczbą stopni swobody:
a) nieustabilizowane, b) ustabilizowane, c) przesztywnione
3
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Stę\
enia powierzchniowe
Stę\
enia powierzchniowe
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
2
6
4
5
1
3
Poszycie dachu z blachy fałdowej
1  płatew lub rygiel, 2  arkusz blachy, 3  zakład podłu\
ny, 4  zakład
poprzeczny, 5  łączniki główne, 6  łączniki uszczelniające
5
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
4
3
1
2
6
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
4
3
1
2
7
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Stę\
enia prętowe
Stę\
enia prętowe
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
2 2
3
1 1
4
2 2
5
1 1
6
Stabilizowanie poło\
enia pręta przez połączenie z konstrukcją sztywną
i stateczną: 1  pręt stabilizowany, 2  pręt stabilizujący (stę\
enie),
3  tę\
nik kratowy, 4  rama samostateczna, 5  przepona z blachy fałdowej,
6  ściana betonowa
9
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
konstrukcja stę\
ana rama stę\
ająca
Stę\
enie w postaci ramy portalowej
10
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Imperfekcje geometryczne w modelowaniu
konstrukcji hal stalowych
Natura imperfekcji:
" materiałowe (niejednorodność, naprę\
enia resztkowe),
" geometryczne (przechył, brak prostoliniowości, wybrzuszenia
płyt, mimośrody w węzłach).
Do analizy konstrukcji przyjmuje się zastępcze imperfekcje
Do analizy konstrukcji przyjmuje się zastępcze imperfekcje
geometryczne.
Podział imperfekcji:
" globalne w przypadku układów prętów i ich stę\
eń
(efekt P  "),
" lokalne w przypadku pojedynczych prętów
(efekt P  �).
11
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Imperfekcje geometryczne w trójwymiarowym
modelowaniu konstrukcji hal stalowych
Imperfekcje początkowe pojedynczych prętów
12
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Przechył początkowy
13
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Przechył początkowy
14
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Początkowe wygięcie
15
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Imperfekcja zastępcza przy obliczaniu stę\
eń
Siły stabilizujące ramy główne, a przenoszone przez tę\
nik połaciowy poprzeczny
16
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Imperfekcja w analizie stę\
eń
17
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Imperfekcja w analizie stę\
eń
obcią\
enie tę\
nika zale\
y od jego sztywności
18
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a) b)
2
4
1 1
2
3 3
a a
L = n x a
Płatwiowy układ konstrukcji dachu:
a) zespół przepon, b) pojedyncza przepona
1 - kierunek tworzącej fałd, 2 - pręty prostopadłe do kierunku tworzącej fałd
(płatwie), 3 - pręty równoległe do tworzącej fałd (dz
wigary główne),
4 - podparcie zespołu przepon (stę\
enie pionowe ścian szczytowych)
19
b
b
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
kratownica tę\
nika
połaciowego
poprzecznego
3 1
2
4
Układ elementów przekrycia płatwiowego:
1 - rygiel ramy, 2 - płatew, 3 - krzy\
ulec tę\
nika połaciowego poprzecznego,
4 - kierunek tworzącej fałdy
20
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Stę\
ająca rola tę\
nika połaciowego poprzecznego
21
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Oddziaływanie wiatru na ścianę szczytową
4/5e=12,88
1/5e=3,22 d-e=55,90
A B C
kalenica
D E
A B C
L=d=72,0
22
24
B=b = 24,0
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
1/8 A0
1/16 A0
A0
Oddziaływanie wiatru na ścianę szczytową  pola zbierania obcią\
eń
23
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
tę\
nik połaciowy poprzeczny
W1 W3
W4
W2
W4
W2
W4
W2
W1 W3
Oddziaływanie wiatru na ściany szczytowe wywołuje siły podłu\
ne w płatwiach
24
zdwojona płatew
(słupek kratownicy tę\
nika)
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a) b) c)
NEd NEd
NEd
NEd(e0+�q)
�q
�q
�q
�q
e0
8NEd(e0+�q) 4NEd(e0+�q) 8NEd(e0+�q) 4NEd(e0+�q)
qd=Ł Ł
B2 B B2 B
Obcią\
enie tę\
nika poprzecznego od imperfekcji rygli ram głównych
26
B
B=24,0
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
W1 W2 W2 W2 W1
qd
Z232/2,0
"20
"20
210�17,2
4�6,0=24,0
A
ączne obcią\
enie tę\
nika połaciowego poprzecznego
27
6,0
q
�
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Tę\
nik pionowy w ścianach podłu\
nych
tę\
nik połaciowy poprzeczny
180PE
17,2x210
(stopka 550PE)
7,2
28
6,4
0
2
2
2
0
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
3
1 1
2 2
b b
L = n x b
Tworząca fałd poszycia równoległa do długości budynku:
a) zespół przepon, b) pojedyncza przepona
1 - kierunek tworzącej fałd, 2 - pręty prostopadłe do tworzącej fałd (dz
wigary
główne), 3 - podparcie zespołu przepon (stę\
enie pionowe ścian szczytowych)
29
a
a
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
3 5
4
1
2
Przekrycie bezpłatwiowe z tę\
nikiem połaciowym:
1 - poprzeczny układ nośny, 2 - kierunek tworzącej fałdy, 3 - nośny krzy\
ulec
tę\
nika, 4 - pręty stę\
enia podłu\
nego, 5 - element brzegowy (okapowy)
30
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Dz
wigar kratowy w przekryciu bezpłatwiowym
z wykratowaniem drugorzędnym
31
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
NEd NEd NEd
H H
Ć Ć Ć
Oddziaływanie szeregu słupów na tę\
nik pionowy
32
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a) b) c)
ą ą ą
H H H
F F =0 F F F F
F1 F2=0 F1 F2 F1 F2
Tę\
nik typu X:
a) wiotkie krzy\
ulce, b) sztywne krzy\
ulce, c) krzy\
ulce wstępnie napięte
33
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
H H
ą ą S2
S1=H/cos ą
S1=(H+S2)/cos ą
a
S2=H*a/b
S2=H*a/b
b b
Rozkład sił w tę\
nikach o wiotkich krzy\
ulcach:
a) tę\
nik typu  X , b) tę\
nik portalowy
34
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Tę\
nik pionowy ścienny:
a) typu  X , b) portalowy
35
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a) b) c)
3
2 2 2
1 1 1
3
3
Geometria tę\
ników pionowych:
1  słup, 2  rygiel ścienny,
3  krzy\
ulec
36
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
2
1
3
Rama hali dwunawowej z wewnętrznych szeregiem słupów wahadłowych:
1  szereg wewnętrzny słupów wahadłowych, 2  tę\
nik połaciowy poprzeczny,
3  tę\
nik pionowy ściany podłu\
nej
37
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
stę\
enie pionowe
a) b)
oś rzędu słupów
L
H0
L
oś rzędu słupów
L
oś rzędu słupów
Schemat statyczny kratownicy tę\
nika połaciowego zale\
nie od występowania
stę\
enia pionowego szeregu słupów wewnętrznych słupów:
a) stę\
enie występuje, b) stę\
enie nie występuje
38
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
L<15m L<15m
L<15m L<15m
Stę\
enia pionowe kratownic dachowych
39
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
kratownica
Stę\
enie pionowe kratownic dachowych
40
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Przykładowy układ stę\
eń
dachowych
1  tę\
nik połaciowy
1  tę\
nik połaciowy
3
3
2
1
poprzeczny,
2  tę\
nik połaciowy
1
3
1 podłu\
ny,
3  pionowy tę\
nik
3
dachowy,
4
4  tę\
nik podłu\
ny w
2
poziomie pasa dolnego
3
3
2
1 2 1
41
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
a)
b)
c)
Napinanie krzy\
ulców z pręta okrągłego :
a), c)  zakotwienie, b)  śruba rzymska
42
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Naciąg wprowadzony przez śrubę rzymską
43
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Wprowadzanie naciągu
44
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
2 2
a l
1 1
5
3
4
6 6
6 6
a l
Sposoby napinania krzy\
ulców z pręta okrągłego przez dokręcenie nakrętki:
1  pręt okrągły, 2  środnik rygla, słupa, 3  kątownik, 4  blok kotwiący,
5  ostroga, 6  nakrętka
45
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Odlewany blok kotwiący
46
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
wzmocniony
wzmocniony
środnik
47
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
słup zewnętrzny
rygiel ramy
Stę\
enia przeciwskrętne słupów i rygli
48
Konstrukcje metalowe II dr in\
. Jerzy Goczek
Koniec
Koniec