OBCI
ŻENIA DZIAA
AJ
CE NA UKA
AD
POPRZECZNY HALI
W ramach projektu uwzględnić należy następujące rodzaje obciążeń:
A. Obciążenia stałe G (grawitacyjne)
B. Obciążenie śniegiem S (grawitacyjne)
C. Obciążenie wiatrem W (^ð do powierzchni dziaÅ‚ania)
Inne typy obciążeń mogące wystąpić w halach (pominięte w ramach projektu):
D. Oddziaływania temperaturowe T
E. Oddziaływania dz
wignic Q (poziome Qh i pionowe Qv)
F. Imperfekcje geometryczne fð
WYZNACZANIE OBCI
ŻEC
KLIMATYCZNYCH
(WIATR, ÅšNIEG)
wg NORM EUROPEJSKICH PN-EN
Normy niezbędne do wyznaczania obciążeo klimatycznych:
1. PN-EN 1990:2004 Eurokod: Podstawy projektowania
konstrukcji
2. PN-EN 1991-1-3:2004 Oddziaływania na konstrukcje -
Częśd 1-3: Obciązenie śniegiem
3. PN-EN 1991-1-4:2004 Oddziaływania na konstrukcje -
Częśd 1-4: Obciązenie wiatrem
UKA
AD KONSTRUKCYJNY HAL PA
ATWIOWYCH
HALE BEZPA
ATWIOWE
OBCI
ŻENIE ŚNIEGIEM
wg PN-EN 1991-1-3:2004 Oddziaływania na konstrukcje 
Częśd 1-3: Obciążenie śniegiem
Wg PN-EN obciążenie śniegiem (s) ustala się następująco:
a) w trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej
s = mð Ce Ct sk (wzór 5.1)
b) w wyjątkowej sytuacji obliczeniowej (np. śnieg o okresie t = 100 lat)
s = mð Ce Ct sAd (wzór 5.2)
c) w sytuacji obliczeniowej wyjątkowych zasp śnieżnych
s = mð sk (wzór 5.3)
mð  współczynnik ksztaÅ‚tu dachu
Dachy jedno- i dwu-poÅ‚aciowe (að1 , að2  kÄ…ty nachylenia poÅ‚aci):
(Rysunek 5.1)
W sytuacji gdy kÄ…t spadku dachu að , mieÅ›ci siÄ™ w przedziale
0°< að <30° , wartoÅ›d współczynnika mð1 = 0,8 (tab. 5.2)
Przypadki obciążeo dla dachów dwupołaciowych
(Rysunek 5.3)
Ce  współczynnik ekspozycji
Zalecane wartości współczynnika Ce w zależności od
warunków terenowych  wg (tab. 5.1)
Teren Ce
Wystawiony na działanie wiatru (odkryty) 0,8
Normalny 1,0
Osłonięty od wiatru 1,2
Ct  współczynnik termiczny
Ct < 1,0  dla dachów o wysokim wsp. przenikania
ciepła (>1 W/m2K)
Ct = 1,0  dla pozostałych przypadków
sk  wartośd charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu
(załącznik C do PN-EN):
(Tablica C.13)
Strefa sk [kN/m2]
1 0,007·A  1,4 Å‚ð 0,7
2 0,9
3 0,006·A 0,6 Å‚ð 1,2
4 1,6
5 0,93·exp(0,00134·A) Å‚ð 2,0
A  wysokośd nad poziomem morza *m+
(dane do projektu można uzyskad na stronie
http://www.wysokosc.mapa.info.pl )
(Rysunek C.13) - podział Polski na strefy obciążenia śniegiem.
OBCI
ŻENIE WIATREM
wg PN-EN 1991-1-4:2004 Oddziaływania na konstrukcje 
Częśd 1-4: Obciążenie wiatrem
Wg PN-EN obciążenie wiatrem (w) ustala się następująco (tab. 5.1) :
a) ciśnienie prędkości wiatru we na powierzchnie zewnętrzne:
we = qp(ze) cpe = ce(z) qb cpe (wzór 5.1)
b) ciśnienie prędkości wiatru wi na powierzchnie wewnętrzne:
wi = qp(zi) cpi = ce(z) qb cpi (wzór 5.2)
gdzie:
qp(z)  wartośd szczytowa ciśnienia prędkości wiatru
cpe  współczynnik ciśnienia zewnętrznego
cpi  współczynnik ciśnienia wewnętrznego
qp(z)  wartośd szczytowa ciśnienia prędkości wiatru
qp(z) = ce(z) qb (wzór 4.8)
gdzie ce(z)  współczynnik ekspozycji (rys. 4.2 i tab. NA.3)
qb  wartośd bazowa ciśnienia prędkości wiatru (tab. NA.1)
(Rysunek 4.2)
ce(z)  współczynnik ekspozycji
Kategoria
ce (z) zmin , m zmax , m
terenu
O 3,0·(z/10)0,17 1 200
I 2,8·(z/10)0,19 1 200
II 2,3·(z/10)0,24 2 300
III 1,9·(z/10)0,26 5 400
IV 1,5·(z/10)0,29 10 500
(Tablica NA.3)
Kategorie terenu (załącznik A.1)
0  obszary morskie i przybrzeżne
I  jeziora i tereny płaskie o nieznacznej roślinności, bez przeszkód
II  tereny o niskiej roślinności i pojedynczych przeszkodach
III  tereny pokryte roślinnością i budynkami (wsie, stałe lasy)
IV  tereny miejskie (> 15 % powierzchni zabudowanej budynkami h > 15 m)
qb  wartośd bazowa ciśnienia prędkości wiatru
(Tablica NA.1) - Wartości podstawowe bazowej prędkości wiatru vb
i ciśnienie prędkości wiatru qb do wysokości H = 300 m n.p.m.
Strefa
vb [m/s] qb [kN/m2]
1 22 0,30
2 26 0,42
3 22 0,30
Dla H > 300 m według wzorów w tabl. NA.1 PN-EN 1991-1-4
(Rysunek NA.1) - podział Polski na strefy obciążenia wiatrem.
cpe , cpi  współczynnik ciśnienia zewnętrznego, wewnętrznego.
(rodział 7. PN-EN  tabl. 7.1 , 7.4 oraz pkt. 7.2.9)
(Rysunek 5.1)  ciśnienie wywierane na powierzchnie.
PRZYKA
AD OBLICZENIOWY - oddziaływanie klimatyczne na budynek:
(na podstawie książki: Goczek, Gajdzicki, Supeł  Przykłady obliczeo konstrukcji stalowych )
1. WIATR wg PN-EN 1991-1-4:2004
2. ÅšNIEG wg PN-EN 1991-1-3:2004
Dane:
- całkowita długośd budynku: L=72,0 m
- szerokośd budynku: B=24,0 m
- rozstaw ram: l=7,2 m
- nachylenie poÅ‚aci dachowej: Ä…=5°
- wysokośd przy okapie: h0 =7,0 m
- wysokoÅ›d w kalenicy: h= h0 +(B/2)·tgÄ… = 7,0+(24/2)·tg5° = 8,05 m
Ciśnienie prędkości wiatru we na powierzchniach zewnętrznych:
(budynek znajduje się w I strefie obciążenia wiatrem na wysokości
A<300m.n.p.m.)
we = qp(ze) cpe
qp(z) - szczytowa wartość ciśnienia prędkości wiatru:
- poziom odniesienie
ze = h = 8,05m
- bazowa wartość ciśnienia prędkości wiatru
qb = 0,30 [kN/m2]
- współczynnik ekspozycji
ce(z) = 1,9·(z/10)0,26 = 1,9·(8,05/10)0,26 = 1,80
-szczytowa wartość ciśnienia prędkości wiatru
qp(z) = ce(z) qb = 1,8·0,30 = 0,54 [kN/m2] {qp(z)=0,558 wg przykÅ‚adu z książki}
cpe  współczynnik ciśnienia zewnętrznego
1) wiatr wieje prostopadle do budynku:
1a) ściany pionowe:
- podział ścian budynku na strefy w zależności od
paramteru  e (rys. 7.5)
e = min {b; 2h} = min {b=B=24,0m; 2h=2*8,05= 16,1m} = 16,1m
e=16,1m < d = 24,0m
(Rysunek 7.5)
cpe dla ścian pionowych na podstawie (tabl. 7.1) w zależności od
proporcji h/d
- proporcje budynku h/d = 8,05/24 = 0,335
1b) połacie dachowe:
- podział połaci dachowej na strefy w zależności od
paramteru  e (rys. 7.8b)
e = min {b; 2h} = min {b=B=24,0m; 2h=2*8,05= 16,1m} = 16,1m
e=16,1m < d = 24,0m
(Rysunek 7.8b)
cpe dla połaci dachowych na
podstawie (tabl. 7.4a) w zależności
od kÄ…ta nachylenia poÅ‚aci Ä… = +5°
Nie dopuszcza się przyjmowania wartości
dodatnich i ujemnych na tej samej połaci
dlatego dla obszaru J przyjęto wartość -0,6.
Wartości wsp. cpe dla układu poprzecznego hali, gdy wiatr wieje
prostopadle do budynku:
cpi  współczynnik ciśnienia wewnętrznego
Wartości wsp. cpi dla układu poprzecznego hali, gdy wiatr wieje
prostopadle do budynku  pkt. 7.2.9.(6)
cpe  współczynnik ciśnienia zewnętrznego
2) wiatr wieje równolegle do budynku:
2a) ściany pionowe:
- podział ścian budynku na strefy w zależności od
paramteru  e (rys. 7.5)
e = min {b; 2h} = min {b=B=24,0m; 2h=2*8,05= 16,1m} = 16,1m
e=16,1m < d = 72,0m
cpe dla ścian pionowych na podstawie (tabl. 7.1) w zależności od
proporcji h/d
- proporcje budynku h/d = 8,05/72 = 0,11
2b) połacie dachowe:
- podział połaci dachowej na strefy w zależności od
paramteru  e (rys. 7.8c)
e = min {b; 2h} = min {b=B=24,0m; 2h=2*8,05= 16,1m} = 16,1m
e=16,1m < d = 72,0m
cpe dla połaci dachowych na podstawie (tabl. 7.4a) w
zależnoÅ›ci od kÄ…ta nachylenia poÅ‚aci Ä… = +5°
Bardziej niekorzystną sytuacją jest działaniem wiatru w kierunku
prostopadłym do budynku (większe wartości współczynnik ciśnienia
zewnętrznego).
Ostatecznie ciśnienie prędkości wiatru przypadające na pojedynczą ramę
oblicza siÄ™ wg wzoru: w = (cpe,10 - cpi)·qp(z)·l
l = 7,2 [m] ; qp(z) = 0,54 [kN/m2] ; cpi = 0,2 ; cpe,10 = (w zalężności od strefy budynku)
OBCI
ŻENIE ŚNIEGIEM (przyjęto założenie, że budynek znajduje się w II
strefie śniegowej i warunkach terenowych tzw. normalnych)
Obciążenie śniegiem  s w trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej
oblicza siÄ™ na podstawie wzoru:
s = mð Ce Ct sk
Sk = 0,9 [kN/m2]  tabl. C.13
Ct = 1,0  pkt. 5.2 (8)
Ce = 1,0  tabl. 5.1
mð = 0,8  tabl. 5.2
Wartość obciążenia śniegiem wyniesie:
s = 0,8·1,0·1,0·0,9 = 0,72 [kN/m2]
Obciążenie śniegiem zebrane na ramę wewnętrzną budynku:
S = s·l = 0,72·7,2 = 5,18 [kN/m]
Kombinacje obciążeń dla oddziaływania śniegu wg rys. 5.3
Dwa przypadki obciążenia śniegiem
KOMBINACJE OBCI
ŻEC
i WSPÓA
CZYNNIKI OBCI
ŻEC
wg PN-EN 1990:2004.
STAN GRANICZNY NOSNOÅšCI (wg PN-EN tzw. ULS)
STAN GRANICZNY UŻYTKOWANIA (wg PN-EN tzw. SLS)
wz. 6.10
wz. 6.14
Å‚G,sup = 1,35 ; Å‚G,inf = 1,0 ; Å‚Q = 1,50 ; ¾ = 0,85 tabl. A.1.2 (B)
G  obciążenie ciężarem własnym (konstrukcja, obudowa)
Qw  obciążenie wiatrem
QS  obciążenie sniegiem
Ze względu na zakres projektu kombinacje dotyczą obciążeń głównego
układu nośnego hali (rama = słupy+rygiel bez kombinacji dla el.
drugorzędnych: płatwi i rygli)
UWAGA !!!
W slajdach wykorzystano rysunki i materiały zawarte w następujących
żródłach:
1. Goczek, Gajdzicki, Supeł -  Przykłady obliczeń konstrukcji stalowych
wyd. Pol. A
ódzka 2010
2. Biegus A.   Stalowe budynki halowe wyd. Arkady
3. Materiały opracowane na Pol. Krakowskiej, udostępnione na stronie
Katedry Konstrukcji Metalowych PKr.
4. Normy europejskie dla potrzeb dydaktycznych.