Opis techniczny
Zgodnie z powy\
szymi zało\
eniami konstrukcyjnymi trzon słupa został
zaprojektowany z dwóch ceowników zwykłych o wysokości h=180mm. Rozstaw
między pojedynczymi gałęziami słupa, w osiach kształtowników, wynosi 261,6mm.
PrzewiÄ…zki nale\
y wykonać z płaskowników 220x110x9mm. Przewiązki te nale\
y
przyspawać do gałęzi spoiną pachwinową o grubości a=8mm. Odległość, w osiach,
między poszczególnymi przewiązkami powinna wynosić 800mm.
Pokrywa słupa została zaprojektowana z płaskownika o wymiarach
320x230x12mm. PokrywÄ™ tÄ… nale\
y przyspawać do trzonu słupa za pomocą spoiny
pachwinowej o grubości spoiny a=6mm. Powierzchnia poprzeczna trzonu słupa
będzie obrobiona mechanicznie np. frezowana.
Do wykonania płytki centrującej nale\
y u\
yć płaskownika o wymiarach
20x180x12mm. Połączenie płytki centrującej z pokrywą słupa nale\
y wykonać za
pomocą spoiny pachwinowej o długości l=85mm i grubości spoiny równej 4mm.
Dla wzmocnienia trzonu słupa zostało zaprojektowane \
ebro rozdzielcze
poprzeczne wykonane z płaskownika o wymiarach 284x230x12mm. śebro nale\
y
przyspawać do gałęzi słupa spoiną pachwinową o grubości 4mm i długości spoiny
równej 85mm.
Do wykonania podstawy słupa nale\
y u\
yć betonu klasy B15. Zakotwienie słupa
nale\
y wykonać przy u\
yciu dwóch kotew fajkowych o średnicy 20mm.
1. Szczegółowe obliczenia statyczne
1.1. Trzon słupa
1.1.1. Dobór przekroju gałęzi słupa
Oszacowuję potrzebną powierzchnię przekroju gałęzi słupa ze względu na
zało\
oną siłę obliczeniową oraz zadaną stal, z której mają być wykonane ceowniki.
Dane:
Nobl=690kN
Stal St0S, zakładam 0 < t d" 16 mm => fd=175MPa, Remin=195MPa,
Rm=315MPa
Oszacowuję minimalną wartość pola powierzchni całego przekroju słupa (2
gałęzi), które wystarczy do przeniesienia zadanego obcią\
enia.
690
39,43
17,5
W oparciu o normÄ™ PN-91/H-93407 i oszacowane minimalne pole przekroju
dobieram ceownik o wysokości h=180mm.
Charakterystyka wybranego ceownika jest następująca:
A=28 cm2
h=180mm
s=70mm
e=19,2mm
g=8mm
t=11mm<16mm
m=22 kg/m
Jx=1350cm4
Jy=114cm4
ix=6,95cm
iy=2,02cm
Pole powierzchni dwóch ceowników h=180mm jest równe:
2 28 56
Obliczam rozstaw między gałęziami, zakładając, \
e moment bezwładności
względem osi y-y trzonu słupa będzie o 10% większy ni\
moment bezwładności
względem osi x-x.
1,1
2 13,99
2 139,9 2 19,2 178,3 Ä™ 30
2 300 2 19,2 261,6
Obliczam momenty bezwładności względem osi y-y i osi x-x dla przyjętego układu
ceowników.
2700
2 2 1350 2700 6,94
56
26,16
2 2 114 28 9808,84
2 2
9808,84
13,23
56
Sprawdzam trzon słupa ze względu na wyboczenie.
Obliczam odległości między przewiązkami, zakładając 7 przedziałów.
570
81,43 60 60 2,02 121,2 Å‚
7
Obliczam smukłości.
Z uwagi na zało\
enia konstrukcyjne i określony w nich sposób podparcia,
gÅ‚owicy oraz podstawy sÅ‚upa, wartość współczynnika µ=0,7.
,
" Smukłość względem osi x 57,46
,
,
" Smukłość względem osi y 30,15
,
,
" Smukłość postaciowa 40,31
,
" Smukłość porównawcza 84 84 93,11
" Smukłość materiałowa 50,34
,

" Smukłość względna 0,62 0,795
,
Sprawdzam stan graniczny nośności.
690
0,886 1
0,795 1 56 17,5
Komentarz:
Warunek stanu granicznego nośności został spełniony, co oznacza, \
e przekrój
został zaprojektowany prawidłowo. Stopień wykorzystania przekroju wynosi 88,6%.
Sprawdziłam te\
, czy istnieje mo\
liwość doboru dwóch ceowników 160, ale wtedy
warunek stanu granicznego nośności nie został spełniony.
Sprawdzam stan graniczny nośności dla pojedynczej gałęzi słupa.
40,31

0,433 0,901
93,11
1
690
2
0,781 1
0,901 1 28 17,5
Komentarz:
Warunek stanu granicznego nośności dla pojedynczej gałęzi został spełniony i
jest on mniejszy ni\
dla całego trzonu słupa, co oznacza, \
e najpierw zniszczeniu
ulegnie cały słup, a dopiero potem, pojedyncze gałęzie.
1.1.2. Sprawdzenie klasy przekroju wybranego kształtownika
215 215
1,108
175
Smukłość półki
70 8 8
4,91 9 9 1,108 9,98 ó
11
Smukłość ścianki
180 2 11 2 8
17,75 33 33 1,108 36,58
8
ó
Z uwagi na fakt, i\
zarówno smukłość ścianki, jak i półki, mieści się w
granicach dopuszczalnych dla przekroju klasy I
(wg normy PN-90/B-03200) cały przekrój nale\
y zaliczyć do przekrojów klasy
I.
1.1.3. Wymiarowanie przewiązek i dobór spoiny
Przyjmuję przewiązki wykonane z płaskowników 220x110x9.
Sprawdzam słuszność przyjętych wymiarów przewiązek ze względu na siły
wynikajÄ…ce z obciÄ…\
enia siłą poprzeczną Q.
0,012 0,012 56 17,5
14,79
0,795
14,79 81,43
23,02
1 2 2 1 26,16
23,02 81,43
301,13
2 2
Obliczam pole powierzchni ścinania.
0,9 11 9,9
Obliczam wskaz
nik wytrzymałości.
0,9 11
18,15
6 6
Sprawdzam warunek wytrzymałości przewiązek na zginanie.
18,15 17,5 317,63
301,13
0,948 1 Å‚
317,63
Sprawdzam warunek wytrzymałości przewiązek na ścinanie.
0,58 0,58 9,9 17,5 100,485
23,02
0,229 1 Å‚
100,485
Określam grubość nominalną spoiny.
2,5
0,7
0,2
16
gdzie:
anom  grubość nominalna spoiny [mm]
t2  grubość cieńszej z łączonych blach [mm]
t1  grubość grubszej z łączonych blach [mm]
2,5
0,7 11 7,7
0,2 9 1,8
16
Przyjmuję grubość nominalną spoiny równą 6mm.
Obliczam pole ścinania spoiny.
11 0,6 2 4 0,6 16,2
Obliczam moment bezwładności spoiny względem osi poziomej.
0,6 11 4 0,6 22
2 2 4 0,8 357,24
12 12 2
Obliczam wskaz
nik wytrzymałości.
357,24
64,95
5,5
Obliczam naprÄ™\
enia panujÄ…ce w spoinie.
23,02
1,421 14,21
16,2
301,13
4,636 46,36
64,95
14,21 46,36 48,49
0,8 175 140,0
Komentarz
NaprÄ™\
enia w spoinie nie przekraczają wartości dopuszczalnych.
1.2. Głowica słupa
1.2.1. Wymiarowanie płytki centrującej
Oszacowuję potrzebne pole powierzchni płytki centrującej.
690
31,54
1,25 1,25 17,5
Przyjmuję długość płytki centrującej lpc = 180mm.
Orientacyjna szerokość płytki centrującej bpc jest równa:
31,54
1,75
18
Przyjmuję szerokość płytki centrującej bpc = 20mm.
Przyjmuję nominalną grubość spoiny do przyspawania płytki centrującej anom=4mm.
Przyjęto, \
e powierzchnia poprzeczna trzonu słupa będzie frezowana.
Obliczam potrzebną długość spoiny.
690 0,25
7,70
4 0,4 0,8 17,5
2 7,70 2 0,4 8,50
1.2.2. Wymiarowanie przepony górnej
PrzyjmujÄ™ jedno \
ebro usztywniajÄ…ce.
Obliczam pole przekroju przepony.
1,2 20 23 1,2 51,6
Obliczam moment statyczny względem osi y1.
1,2 20 10 23 1,2 20,6 808,56
Obliczam poło\
enie osi y.
808,56 3
1
15,67
51,6
Obliczam moment bezwładności przepony względem osi y.
1,2 20 23 1,2
1,2 20 15,67 10
12 12
23 1,2 15,67 20,6 2245,70
Obliczam wskaz
nik wytrzymałości.
2245,70
143,32
15,67
3
143,32 17,5 2508,00
2
690 28,40
2449,5
8 8
2449,5
0,977 1
2508,0
Przyjmuję nominalną grubość spoiny do przyspawania \
ebra anom=4mm.
Obliczam potrzebną długość spoiny.
690 0,25
7,70
4 0,4 0,8 17,5
2 7,70 2 0,4 8,50
1.3. Podstawa słupa
1.3.1. Masa słupa
Nobl=690kN
h=5,7 m
mI200= 22 kg/m
Obliczam ciÄ™\
ar dwóch gałęzi słupa.
1
2 22 5,7 1,1 2,76
Å‚Ä™
100
PrzyjmujÄ™ ciÄ™\
ar przewiązek równy 20% cię\
aru gałęzi słupa).
1,2 2,76 3,31
Å‚
690 3,31 693,31
Å‚
Na podstawę słupa przyjmuję beton zbrojony B15 o wytrzymałości fcd=8MPa.
1.3.2. Pole powierzchni blachy podstawy słupa.
Obliczam pole powierzchni docisku Ac0.
693,31
866,64
0,8
35 30 1050
Obliczam pole powierzchni rozdziału Ac1.
2 2 35 2 30 30 2 35 9500
Obliczam współczynnik rozdziału.
9500
3,01 2,5 Ä™ 2,5
1050
Obliczam średnie naprę\
enie ściskające na powierzchnię rozdziału.
693,31
0,08 0,8
9500 1050
Obliczam współczynnik korekcyjny do konstrukcji betonu.
2,5 1 0,08 2,5 1
2,5 2,5 2,32
0,67
Określam wytrzymałość obliczeniową betonu skorygowaną na docisk.
2,32 0,67 1,55
Sprawdzam warunek stanu granicznego nośności.
693,31
0,425 1 Å‚
1050 1,55
693,31
0,825 1 Å‚
1050 0,8
1.3.3. Obliczenie grubości blachy podstawy.
Współczynniki É wyznaczono na podstawie normy PN-85/B-03215 Tablica Z2-2.
693,31
0,660 6,60
1050
Strefa 1.
261,6
1,453
180
0,873 192,060
0,660
192,060 37,397
17,5
Strefa 2.
44,2
0,246
180
0,332 73,04
0,660
73,04 14,19
17,5
Strefa 3.
1,732
2 0,660
1,732 60 20,19 Ä™ 38
17,5