1.Imperfekcje

2. Tolerancje

3.KLASYFIKACJA PRZEKROJÓW i wpływ smukłości

4.Teoria plastyczności i plastyczne wyrównanie momentów

5.Hipoteza HMH teorii sprężystości

6.Klasy przekrojów metalowych i aluminiowych

7.PROJEKTOWANIE DACHÓW STALOWYCH KRATOWYCH

8.Rozwiązania węzłów

9.WYMIAROWANIE PRĘTÓW KRATOWNIC DACHOWYCH (rozciąganych i ściskanych)

10. Wymiarowanie stężeń połaciowych

1.IMPERFEKCJE GEOMETRYCZNE I KONTROLA WYKONANIA KONSTRUKCJI

IMPERFEKCJE (niedoskonałości) konstrukcji, w szczególności metalowych, stanowią nieuniknione odchylenia właściwości konstrukcji rzeczywistej (zrealizowanej) od właściwości konstrukcji idealnej (perfekcyjnej) - rozpatrywanej w klasycznej mechanice budowli.

Imperfekcje geometryczne - odchylenia od projektowanego kształtu: siatki geometrycznej konstrukcji prętowej, powłoki, płyty lub tarczy w konstrukcji powierzchniowej, oraz poszczególnych elementów konstrukcji: prętów, połączeń itd.

Imperfekcje strukturalne (mechaniczne) - naprężenia własne walcownicze, spawalnicze lub montażowe - występujące już w konstrukcjach nieobciążonych, a pomijane na ogół w założeniach klasycznej mechaniki budowli.

Imperfekcje geometryczne w mechanice budowli

uwzględnia się poprzez:

- Wprowadzenie do obliczeń statycznych konfiguracji geometrycznej układu z imperfekcjami zastępczymi lub zamiennie dodatkowych schematów statycznych z fikcyjnymi obciążeniami imperfekcyjnymi

-Stosowanie formuł nośności, uwzględniających imperfekcje geometryczne

Rozróżnia się imperfekcje geometryczne:

- obliczeniowe (inaczej charakterystyczne) wyspecyfikowane w normach projektowania konstrukcji metalowych PN-EN 1993-1-1 oraz PN-EN 1999-1-1

- wykonawcze wyspecyfikowane w normach odbiorowych PN-EN 1090

Wartości charakterystyczne imperfekcji geometrycznych należy kojarzyć ze stanem granicznym nośności (są ważne dla bezpieczeństwa konstrukcji), a wartości imperfekcji odbiorowych ze stanem granicznym użytkowania (są ważne dla wyglądu, możliwości poprawnego zmontowania i użytkowania konstrukcji).

Odchylenia od projektowanego położenia węzłów i prętów

Imperfekcje geometryczne przekrojów prętów i połączeń

Imperfekcje geometryczne konstrukcji powierzchniowych

Imperfekcje strukturalne (mechaniczne) konstrukcji stalowych

Naprężenia własne - samozrównoważone - powstają przy nierównomiernym stygnięciu elementu (przekroju) po walcowaniu (walcownicze), spawaniu (spawalnicze), obróbce na zimno lub montowaniu elementów z zastosowaniem wymuszeń siłowych (montażowe).

Koncepcja zastępczych imperfekcji geometrycznych ram wielokondygnacyjnych

Zastępczy przechył Φ_o wstępny

Zastępcze wygięcie wstępne - wygięcie wstępne + naprężenia własne

Imperfekcja zastępcza w obliczeniach tężników połaciowych

Obciążenie imperfekcyjne pasa ściskanego wiązara (jak dla pręta ściskanego)
q_ei = 8 N_i /e^*_oi / l²
e^*_oi = e_o + δ = l/500 + δ
δ - strzałka ugięcia tężnika T od wszystkich obciążeń poziomych
Siła skupiona w węźle tężnika
F_e = α_m a Σ q_ei
α_m = √{0,5(1 + 1/m)}

2. Tolerancje

W normie PN-EN 1090 dotyczącej konstrukcji stalowych - część 2 - przedstawiono następujące zagadnienia:

• Normy związane (178 norm europejskich EN i międzynarodowych ISO);

• Dokumentacja wykonawcza (zawartości projektu wykonawczego);

• Materiały konstrukcyjne (stal, materiały do spawania, śruby);

• Obróbka i scalanie (cięcie, kształtowanie, wykonanie otworów, scalanie);

• Spawanie (podstawy normowe, przygotowanie elementów, wykonanie spoin);

• Połączenia mechaniczne (technologiia wykonania połączeń śrubowych i innych);

• Montaż (warunki techniczne, projekt montażu, pomiary konstrukcji);

• Tolerancje geometryczne (granice tolerancji)

Pojęcie tolerancji obejmuje:

• Tolerancje podstawowe, związane z wymaganiami

pierwszego stanu granicznego konstrukcji (nośności,

stateczności);

• Tolerancje funkcjonalne, związane z wymaganiami takimi

jak wygląd obiektu i jego funkcjonalność (możliwość

dopasowania, przydatność do eksploatacji);

Ponadto:

Tolerancje specjalne, nie objęte normą lecz określone w

dokumentacji wykonawczej (projekcie wykonawczym);

• Tolerancje wytwarzania (dopuszczalne odchyłki

geometryczne np. wyrobów walcowanych lub elementów

spawanych).

Z tolerancjami wiążą się pojęcie klasy wykonania konstrukcji

Klasy wykonania

Klasy wykonania EXC (execution class) odnoszą się do całości konstrukcji lub jej elementów traktowanych niezależnie:

EXC1, EXC2, EXC3, EXC4;

i są uporządkowane od najmniej do najbardziej rygorystycznej klasy.

W przypadku gdy klasa konstrukcji nie została określona, przyjmuje się EXC2.

Klasy wykonania zależą od:

-Klasy konsekwencji CC (3-stopniowej, rosnącej wraz z

zagrożeniem, według normy PN-EN 1990 „Podstawy

projektowania konstrukcji);

-Kategorii użytkowania SC gdzie SC1 - obiekty obciążone

przeważająco statycznie, zaś SC2 - pozostałe;

-Kategorii produkcji PC gdzie PC1 obejmuje konstrukcje

niespawane i spawane ze stali gatunków niższych aniżeli S235, zaś PC2 - pozostałe konstrukcje.

Klasa wykonania jest przedmiotem uzgodnień pomiędzy projektantem, zleceniodawcą i wykonawcą. Determinuje wymagania dotyczące wykonawstwa, opisane w Załączniku 3.

W szczególności tolerancje funkcjonalne przybierają wartości zróżnicowane dla klasy 1 (obejmującej EXC1 i EXC2) i dla klasy 2 (obejmującej EXC3 i EXC4).

Tolerancje montażu - słupy jednokondygnacyjne

Tolerancje montażu - słupy wielokondygnacyjne

Tolerancje wymiarów - szkielety budynków funkcjonalne tolerancje wymiarów

Tolerancje wytwarzania - pasy i żebra kształtowników spawanych

Tolerancje wytwarzania - pasy i żebra kształtowników spawanych

Inne przykłady tolerancji

3.KLASYFIKACJA PRZEKROJÓW

Założenia teoretyczne - wg teorii nośności granicznej:

- materiał jest nieliniowo sprężysto-plastyczny ဠၳ = ၳ (ၥ)

- pręty są obarczone imperfekcjami geometrycznymi

- obciążenia działają na mimośrodach wstępnych

- konstrukcja traci nośność w stanie granicznym

KLASYFIKACJA PRZEKROJÓW METALOWYCH

Nośność graniczna przekroju pręta zależy od:

1.Smukłości ścianek przekroju

Ⴎ wpływ stateczności miejscowej

2. Rodzaju przekroju (dwuteownik, ceownik, zetownik)

Ⴎ krzywe nośności granicznej w stanach złożonych

3. Schematu statycznego (belka swobodnie podparta, ciągła)

Ⴎ elasto- lub plastostatyka

Graniczne smukłości ścianek stalowych

4.Teoria plastyczności

Z tablic Bleicha

M_S = c_ggl² + c_ppl²

M_S = c_gGl + c_pPl

5.Hipoteza HMH teorii sprężystości

6.Klasy przekrojów metalowych i aluminiowych

Klasa 4 - współczynnik ၲ_c = ၲ

7.PROJEKTOWANIE DACHÓW STALOWYCH KRATOWYCH

8.Rozwiązania węzłów

9.WYMIAROWANIE PRĘTÓW KRATOWNIC DACHOWYCH

STATECZNOŚĆ SPRĘŻYSTA PRĘTÓW ŚCISKANYCH OSIOWO

NOŚNOŚĆ SPRĘŻYSTO-PLASTYCZNA PRĘTÓW ŚCISKANYCH OSIOWO

PRĘTY ZŁOŻONE O PASACH RÓWNOLEGŁYCH

10. Wymiarowanie stężeń połaciowych

---