Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
OPIS TECHNICZNY
Ogólna koncepcja konstrukcji obiektu
Projektowany budynek jest jednonawową, żelbetową konstrukcją hali przemysłowej.
Obiekt 1-piętrowy, nieocieplony bez transportu podpartego. Rozpiętość hali mierzona
w licu słupów układów nośnych wynosi 7,5 m. Maksymalne wysokości hali wynoszą
w kalenicy 9,0 m, przy okapie 8,34 m; w świetle wysokość wynosi 5 m. Hala oparta jest na
gruncie za pomocą stóp fundamentowych przytwierdzonych śrubami. Zadaszenie
i obudowa wykonane z blachy stalowej.
Podstawa projektowania
Obiekt o konstrukcji monolitycznej i rozstawie 7,5 m w osiach podpór. Rygiel ustroju
poprzecznego zaprojektowany w jako teowy. W skład konstrukcji wchodzą również takie
elementy jak żebra, słupy, stopy fundamentowe oraz obudowa obiektu.
Lokalizacja
Obiekt zlokalizowany w Kamieniu Pomorskim w woj. zachodniopomorskim na wysokości
10 m n. p. m. Zaznacza się tu silnie wpływ klimatu morskiego: wilgotność powietrza,
długotrwałość zim, amplituda temperatur. Średnia roczna temperatura na tym obszarze
waha się w granicach 7 - 8,3 �C. Najcieplejszy miesiąc to sierpień, a najchłodniejszy
 styczeń. Temperatura maksymalna mieści się w granicach 32,1� do 33,1 �C, a minimalna
od -18,6� do -19,2 �C. Wiatry wieją najczęściej z kierunku pd.-zach.(SW) i płn.-zach (NW).
Warunki klimatyczne odpowiadają II strefie obciążenia śniegiem oraz II strefie obciążenia
wiatrem. Jest to obszar, na którym nie występuje znaczące przenoszenie śniegu przez
wiatr z powodu ukształtowania terenu, innych budowli lub drzew.
Sposób obliczeń opiera się na normach i przepisach budowlanych. Uwzględniono ciężar
własny budynku, specyfikę wykonania oraz obciążenie śniegiem i oddziaływanie wiatru.
Szczegóły elementów konstrukcji
Rygiel ustroju nośnego: podciąg żelbetowy o wym. 50x90 cm
Rozstaw poprzecznych ustrojów nośnych, A = 7,5 m.
Liczba poprzecznych ustrojów nośnych, n = 2
1.5.2. W obliczeniach uwzględnia się również stopę fundamentową oraz jednostopniowy
słup o wym. 50x50 cm.
1 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
1. Dane ogólne i założenia
WYMIARY ELEMENTÓW:
- płyta hf = 0,1 m
- żebro h2 = 0,7 m; b2 = 0,35 m;
- rozstaw żeber 2,5 m
- podciąg hp = 0,9 m; bw = 0,5 m; leff = 7,5 m
KLASA EKSPOZYCJI:
Przyjęto klasę ekspozycji ą� XC1
BETON ą� B30
fck = 25 MPa fcd = 16,7 MPa fctd = 1,2 MPa fctk = 1,8 MPa
fctm = 2,6 MPa
STAL ą� A IIIN:
fyk = 490 MPa fyd = 420 MPa
OTULINA:
c = cmin + "c, "c = 10 mm
- minimalna grubość otulenia cmin = 15 mm
c = 15 + 10 = 25 mm Przyjęto otulinę c = 3 cm
GRANICZNA WARTOŚĆ WZGL
DNEJ WYSOKOŚCI STREFY ŚCISKANEJ:
�eff,lim = 0,5 �� ze względu na zastosowanie stali klasy A IIIN
STRZEMIONA:
Przyjęto strzemiona klasy A-I o średnicy �12 mm
fyk = 240 MPa fyd = 240 MPa
ŚCIANA PI
TRA  WYMIARY:
h3 = 4,0 m; bs = 0,25 m; l = 8,0 m
materiał ą� cegła pełna o ciężarze łf = 19,0
2 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
2. Zestawienie obciążeń
OBCIAŻENIA STAA
E:
DACH
Lp Warstwa ł [kN/m3] gk [ ] gd [ ]
papa termozgrzewalna
1. 21,0 0,42 0,57
2 x 0,005 m = 0,01 m
2. wełna mineralna gr. 0,15 m 0,7 0,11 0,15
3. płyta betonowa gr. 0,1 m 24,0 2,4 3,24
SUMA 2,93 [ ] 3,96 [ ]
STROP
Lp Warstwa ł [kN/m3] gk[ ] gd [ ]
1. lastryko 19,0 0,95 1,28
2. płyta żelbetowa gr. 0,12 m 25,0 3,0 4,05
3. tynk cem. wap. gr. 0,02 m 19,0 0,38 0,51
SUMA 4,33 [ ] 5,84 [ ]
OBCI
ŻENIA ZMIENNE:
Częściowy współczynnik bezpieczeństwa ą� łf = 1,5
Charakterystyczne obciążenie użytkowe obiektu ą� pk = 14,0
Charakterystyczne obciążenie użytkowe obiektu ą� pd = 21,0
ZEBRANIE OBCI
ŻEC
NA POSZCZEGÓLNE SIA
Y SKUPIONE OD POSZCZEGÓLNYCH
RODZAJÓW OBCI
ŻEC
:
�� A  CI
ŻAR WA
ASNY
- na stropie:
P1 = a " ly " gd,stropu = 2,5 " 7,5 " 5,84 = 109,5 kN
- na ścianie zewnętrznej:
P2 = + h3 " bs " łściana " ly = + 4,0 " 0,25 " 19,0 " 7,5 = 197,25 kN
- na dachu:
P3 = a " ly " gd,dach = 2,5 " 7,5 " 3,96 = 74,25 kN
3 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
- na skraju dachu:
P4 = = = 37,13 kN
�� B, C, D  OBCI
ŻENIE ŚNIEGIEM  W ZALEŻNOŚCI OD FORMY GROMADZENIA
SI
ŚNIEGU NA POA
ACI DACHOWEJ  3 MOŻLIWOŚCI:
Sk = źi " Ce " Ct " sk, Sd = Sk " łQ, łQ = 1,5
sk  wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem
II strefa obciążenia śniegiem ą� sk = 0,9
Ct  współczynnik termiczny, Ct = 1,0
Ce  współczynnik ekspozycji, Ce = 1,0
źi  współczynnik kształtu dachu, źi = 0,8
Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem:
Sk = źi " Ce " Ct " sk = 1,6 " 1,0 " 1,0 " 0,8 = 0,72
Wartość obliczeniowa obciążenia śniegiem:
Sd = Sk " łQ = 0,72 " 1,5 = 1,08 ą� B ą� 100 % na całym dachu
Sd,lewa połać = 0,5 " Sd = 0,5 " 1,08 = 0,54 ą�C ą� 50 % na lewej połaci
Sd,prawa połać = 0,5 " Sd = 0,5 " 1,08 = 0,54 ą�D ą� 50 % na prawej połaci
Wartość obciążenia na połać dachową:
qpołać = Sd " lpołać = 1,08 " 8,78 = 9,48
�� E, F  OBCI
ŻENIE WIATREM WG PN-77/B-0211
pk = qk " Ce " C "
qk  charakterystyczne obciążenie wiatrem
I strefa ą� qk = 250 Pa
Ce  współczynnik ekspozycji
rodzaj obiektu ą� B ą� Ce = 0,8
C  współczynnik aerodynamiczny
C = C2 - Cw, gdzie:
C2  ciśnienie zewnętrzne
4 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Cw  ciśnienie wewnętrzne, Cw = 0
C = C2, = 1,8
C2:
2 oraz < 1,0
ŚCIANA:
- strona nawietrzna: C2 = 0,7
- strona zawietrzna: C2 = - 0,4
DACH:
- strona nawietrzna: C2 = - 0,9
- strona zawietrzna: C2 = - 0,4
E ą� wiatr wieje z lewej:
pk1 = qk " Ce " C " = 250 " 0,8 " 0,7 " 1,8 = 0,252
pd1 = pk1 " " łQ = 252 " " 1,5 = 1701
pk2 = qk " Ce " C " = 250 " 0,8 " (-0,9) " 1,8 = - 0,324
pd2 = pk2 " " łQ = (-0,324) " " 1,5 = - 2,187
pk3 = qk " Ce " C " = 250 " 0,8 " (-0,4) " 1,8 = - 0,144
pd3 = pk3 " " łQ = (-0,144) " " 1,5 = - 0,216
pk3 = pk4 ą� pd3 = pd4
F ą� wiatr wieje z prawej:
Sytuacja analogiczna do przypadku E.
G ą� obciążenie użytkowe:
- na stropie ą� p1 = pd " a " ly = 21,0 " 2,5 " 7,5 = 393,75 kN
- na ścianie zewnętrznej ą� p2 = = 196,88 kN
Siły wewnętrzne obliczono przy pomocy oprogramowania ROBOT 2011 r.
5 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Geometria:
Wykres momentów zginających (kombinacja nr 1  bardziej niekorzystna):
6 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Wykres sił tnących + reakcje w podporach (kombinacja nr 1  bardziej niekorzystna):
Wykres sił normalnych (kombinacja nr 1  bardziej niekorzystna):
7 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Ugięcie (kombinacja nr 1  bardziej niekorzystna):
3. Obliczenia statyczne
3.1. RYGIEL:
Nośność na zginanie.
Przekrój III prostokątny:
Msd = 847,55 kNm
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 90  3   0,8 = 84,8 cm
M 84755
sd
m�eff =� =� =� 0,141
2
b �� d �� fcd 50 �� 84,82 ��1,67
x�eff =� 1-� 1-� 2m�eff =� 1-� 1-� 2�� 0,141 =� 0,153 Ł� x�eff ,lim =� 0,5
fcd 16,7
As1 =� x�eff �� d �� b �� =� 0,153��84,8�� 50 �� =� 25,79cm2
fyd 420
Przyjęto 5#28 o As1= 30,79 cm2
8 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Przekrój  środek przęsła:
Msd = 847,55 kNm
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 90  3   0,8 = 84,8 cm
Szerokość podciągu: bw= 50 cm
l0 = 7,0 m
Wysokość żebra hf = 12 cm
Rozstaw żeber a = 2,5 m
l0
beff =� bw +� Ł� bw +� 6hf
5
750
beff =� 50 +� =� 200cm Ł� 50 +� 6��12 =� 112cm
5
beff Ł� a =� 250cm
hf
12
*�
M =� fcd �� hf �� beff �� (d -� ) =� 1,67 ��12��112�� (84,8 -� ) ��10-�2 =� 1768,65kNm
2 2
*�
M >� Msd ą� Przekrój jest pozornie teowy. Liczymy go tak jak przekrój prostokątny o
szerokości beff.
M 84755
sd
m�eff =� =� =� 0,141
2
b �� d �� fcd 50 �� 84,82 ��1,67
x�eff =� 1-� 1-� 2m�eff =� 1-� 1-� 2�� 0,141 =� 0,153 Ł� x�eff ,lim =� 0,5
fcd 16,7
As1 =� x�eff �� d �� b �� =� 0,153��84,8�� 50 �� =� 25,79cm2
fyd 420
Przyjęto 5#28 o As1= 30,79 cm2
Przekrój VII prostokątny.
Msd = 1218,7 kNm
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 90  3   0,8 = 84,8 cm
9 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
M 121870
sd
m�eff =� =� =� 0,203
2
b �� d �� fcd 50 ��84,82 ��1,67
x�eff =� 1-� 1-� 2m�eff =� 1-� 1-� 2 �� 0,203 =� 0,229 Ł� x�eff ,lim =� 0,5
fcd 16,7
As1 =� x�eff �� d �� b �� =� 0,229 ��84,9�� 50 �� =� 38,65cm2
fyd 420
Przyjęto 5#32 o As1=40,21 cm2
Nośność na ścinanie.
Przekrój III
Vsd = 374,77 kN
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 90  3   0,8 = 84,8 cm
Nośność przekroju na ścinanie VRd1
VRd1 =� [0,35�� k �� fctd (1,2 +� 40r�l ) +� 0,15s�cp ]bw �� d
k =� 1,6 -� d =� 1,6 -� 0,848 =� 0,752
Asl =� As1 =� 30,79cm2
Asl 30,79
r�l =� =� =� 0,01
bw �� d 50 ��84,8
VRd1 =� [0,35�� 0,752�� 0,12�� (1,2 +� 40�� 0,01)]��50��84,8 =� 214,27kN
Vsd > Vrd1 Odcinek II rodzaju
cot Q�
Vrd 2 =� �� fcd �� bw �� z ��
2
1+� cot Q�
cot Q� =� 2,0
z =� 0,9 �� d =� 0,9��84,8 =� 76,32cm
fck 25
=� 0,6(1-� ) =� 0,6�� (1-� ) =� 0,54
250 250
2
Vrd 2 =� 0,54��16700�� 0,50�� 0,7632�� =� 2294,18kN
1+� 2
10 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Zbrojenie może zostać zaprojektowane.
Założono zbrojenie w postaci strzemion.
Asw1 �� fywd1
Vrd3 =� Vrd31 =� �� z �� cot Q�
s1
Założono strzemiona dwucięte "12 ze stali A-IIIN
2
p� �� d 3,14 ��1,22
Asw1 =� =� =� 2,26cm2
2 2
f =� 420MPa
ywd1
Długość odcinków II rodzaju.
Vsd -�Vrd1
cs =�
P
2 2 kN
P =�V �� =� 374,77 �� =� 93,94
sd
L 7,5 m
374,77 -� 214,27
cs =� =� 1,71m
93,94
1 1
cs,min =� �� leff =� �� 7,5 =� 1,25m <� cs
6 6
Przyjęto cs=1,71m, strzemiona przenoszą całą siłę.
Asw1 �� fywd1
s1 =� �� z �� cot Q� =� 26,01cm
Vrd31
s1max =� 0,75�� d =� 0,75��84,8 =� 63,6cm
s1 Ł� s1max
Przyjęto s1=25 cm
Nośność dla s1=25 cm
Asw1 �� fywd1
2,26�� 42
Vrd31 =� �� z �� cot Q� =� �� 76,32�� 2 =� 579,54kN
s1 25
Przekrój IX
Vsd=2139,38 kN
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 90  3   0,8 = 84,8 cm
11 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Nośność przekroju na ścinanie VRd1
VRd1 =� [0,35�� k �� fctd (1,2 +� 40r�l ) +� 0,15s�cp ]bw �� d
k =� 1,6 -� d =� 1,6 -� 0,848 =� 0,752
Asl =� As1 =� 30,79cm2
Asl 30,79
r�l =� =� =� 0,01
bw �� d 50 ��84,8
VRd1 =� [0,35�� 0,752�� 0,12�� (1,2 +� 40�� 0,01)]��50��84,8 =� 214,27kN
Vsd>Vrd1 Odcinek II rodzaju
cot Q�
Vrd 2 =� �� fcd �� bw �� z ��
2
1+� cot Q�
cot Q� =� 2,0
z =� 0,9 �� d =� 0,9��84,8 =� 76,32cm
fck 25
=� 0,6(1-� ) =� 0,6�� (1-� ) =� 0,54
250 250
2
Vrd 2 =� 0,54��16700�� 0,50�� 0,7632�� =� 2294,18kN
1+� 2
Zbrojenie może zostać zaprojektowane.
Założono zbrojenie w postaci strzemion.
Asw1 �� fywd1
Vrd3 =� Vrd31 =� �� z �� cot Q�
s1
Założono strzemiona dwucięte "12 ze stali A-IIIN
2
p� �� d 3,14 ��1,22
Asw1 =� =� =� 2,26cm2
2 2
f =� 420MPa
ywd1
Długość odcinków II rodzaju.
Vsd -�Vrd1
cs =�
P
2 2 kN
P =�V �� =� 2139,38�� =� 570,5
sd
L 7,5 m
2139,88 -� 214,27
cs =� =� 3,38m
570,5
1 1
cs,min =� �� leff =� �� 7,5 =� 1,25m <� cs
6 6
12 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Przyjęto cs=3,38 m, strzemiona przenoszą całą siłę.
Asw1 �� fywd1
s1 =� �� z �� cot Q� =� 26,01cm
Vrd31
s1max =� 0,75�� d =� 0,75��84,8 =� 63,6cm
s1 Ł� s1max
Przyjęto s1=25cm
Nośność dla s1=25cm
Asw1 �� fywd1
2,26�� 42
Vrd31 =� �� z �� cot Q� =� �� 76,32�� 2 =� 579,54kN
s1 25
3.2. Słup
Przekrój VIII
M1sd=1218,7 kNm
M2sd=1031,3 kNm
Nsd=2147, 04 kN
Wysokość użyteczna przekroju:
d = h  "c   �s = 50  3   0,12 = 45,78 cm
Mimośród działania siły
e0 =� ea +� ee
0,6M1sd +� 0,4M 0,6 ��1218,7 +� 0,4 ��1031,3
2sd
ee =� =� =� 0,53m =� 53cm
Nsd 2147,04
lcol h 500 90
ea =� max( ; ;10mm) =� max( =� 0,83; =� 3,34;1) �� ea =� 3,34cm
600 30 600 30
e0 =� 53 +� 3,34 =� 56,34cm
et ot =� e0 �� x� =� 28,17cm
xeff =� xlim �� xl im =� x�eff ,lim �� d =� 0,5 �� 45,78 =� 22,89cm
fcd �� b �� xlim 16,7 �� 50 �� 22,89
As1' =� =� =� 45,51cm2
f 420
yd
xlim 0,2289
M ' =� fcd �� b �� xlim �� (d -� ) =� 16700 �� 0,50 �� 0,2289 �� (0,4578 -� ) =� 656,25kNm
2 2
M '' =� Nsd �� es1 �� M ' =� 2147,04 �� (0,2817 +� 0,225 +� 0,04) �� 656,25 =� 770298kNm
M '' 770298
As 2 =� =� =� 4389,76m2
f �� (d -� a2 ) 420 �� (0,4578 -� 0,04)
yd
As1'' =� As2
As1 =� As1'-�As1''<� 0
13 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Należy przyjąć zbrojenie słupa z warunków konstrukcyjnych.
Przyjęto 18#40 o As1=226,26 cm2
3.3. Stopa fundamentowa
Przyjęto:
Zbrojenie nośne: Ś12
Strzemiona: Śs=8mm
Otulina: c+"c=50mm
Msd=81,21 kNm
Nsd=2147 kN
Wymiary:
Wysokość h=80cm
Szerokość B=2m
Afund =� B2 =� 22 =� 4m2
B3 43
Wfund =� =� =� 10,67m2
6 6
Odpór gruntu pod fundamentem:
N M 2147 kN
qmax =� +� =� =� 536,75 =� qmin
Afund Wfund 4 m2
kN
s� =� qmax <� QfNb =� 190
m2
Wymiarowanie stopy na zginanie:
(B -� b)2 (2B +� b) (2 -� 0,50)2 �� (2 �� 2 +� 0,50)
M � qmax �� =� 536,75 =� 226,44kNm
sd
24 24
a1 =� c +� D�h +� 1,5f� =� 5 +� 1 +� 1,5 ��1,2 =� 7,8cm
f
d =� hf -� a1 =� 80 -� 7,8 =� 72,2cm
Scceff =� 0,0038
x�eff =� 1 -� 1 -� 2scc eff =� 1 -� 1 -� 2 �� 0,0038 =� 0,0038
V� =� 1 -� 0,5 �� x�e =� 1 -� 0,5 �� 0,0038 =� 0,99
ff
Msd 8121
As1 =� =� =� 2,70cm2
fyd �� V� �� d 42 �� 0,99 �� 72,2
14 | S t r o n a
Projekt konstrukcyjny żelbetowej hali magazynowej
Opracowała: Aneta Baran
Przyjęto zbrojenie siatką zgrzewaną
Wymiarowanie stopy na przebicie:
Nośność na przebicie należy sprawdzać dla fundamentów w których:
B >� b +� 2d �� 2 >� 0,50 +� 2�� 0,8 =� 2,1
Warunek nie został spełniony. Nie trzeba sprawdzać nośności na przebicie.
Obliczeniowa długość zakotwienia prętów zbrojeniowych:
Przekrój VIII
f
f� 2,5 420
yd
lb =� �� =� �� =� 97,22cm
4 fbd 4 2,7
As,req 1�� 97,22�� 22,29
lbd =� a�a �� lb �� =� =� 88,27cm �� 90cm
As, prov 24,55
Przekrój I
f
f� 2,5 420
yd
lb =� �� =� �� =� 97,22cm
4 fbd 4 2,7
As,req 1�� 97,22 �� 29,67
lbd =� a�a �� lb �� =� =� 83,92cm �� 85cm
As, prov 34,37
15 | S t r o n a