1. Opis techniczny i założenia projektowe:

1. Przedmiot projektu:

Przedmiotem projektu jest konstrukcja nośna stropu na belkach stalowych w budynku sklepowym, czterokondygnacyjnym o wysokości kondygnacji 3,00m.

2. Układ konstrukcyjny stropu:

Układ konstrukcyjny stropu stanowią belki stropowe, które opierają się na podciągach (belki o kształcie dwuteowym spawane z blach stalowych) oraz na ścianach zewnętrznych za pośrednictwem wieńców. Podciągi opierają się na ścianach zewnętrznych.

3. Metoda obliczeń:

Obliczenia przeprowadzone są według metody stanów granicznych zgodnie z normą PN-76/B-03001. Obliczenia statyczne wykonano zgodnie z postanowieniami normy PN-90/B-03000. Wymiarowanie elementów stalowych przeprowadzono według normy PN-90/B-03200.

4. Stal konstrukcyjna:

Belki stropowe oraz, podciąg blachownicy ze stali wykonano ze stali 18G2

Beton konstrukcyjny:

Przyjęto beton konstrukcyjny klasy B15.

5. Dane wymiarowe:

Długość budynku (w osiach ścian) - L = 50,40m.

Szerokość budynku ( w osiach ścian) - B = 24,70m.

Rozstaw podciągów - l = 8,10m, lub 8,30m

Rozstaw belek stropowych - b = 1,5m, lub b = 1,10m.

Wysokość kondygnacji - 3,00m.

6. Zakres opracowania projektu:

• wymiarowanie belki stropowej,

• wymiarowanie podciągu blachownicowego,

• wymiarowanie połączenia belki stropowej z podciągiem,

1. Część techniczna opisu:

Ławy fundamentowe: żelbetowe, monolityczne. Ściany zewnętrzne: cegła ceramiczna pełna, grubości 51 cm. Ściany wewnętrzne: cegła dziurawka o grubości 12,5 cm.

Stropodach wentylowany, dwuspadowy.

Strop międzypiętrowy: żelbetowy, monolityczny, wylewany na deskowaniach systemowych.

Izolacja wodoszczelna ścian fundamentowych i piwnicznych: pionowa - abizol, pozioma - 2× papa na lepiku. Izolacja parochronna stropów - 2×papa na lepiku.

Izolacja termiczna i akustyczna: stropu międzypiętrowego - płyta pilśniowa na podkładzie cementowym, stropodachu - płyty twarde z wełny mineralnej.

Posadzki i podłogi : sale koszarów wojskowych-klepka drewniana lakierowana 3 x lakierem przemysłowym na bazie poliuretanu.

2. Opis konstrukcji stalowej:

1.1.9.1. Belki stropowe:

Na belki stropowe zastosowano profile walcowane z IPE 270. Schemat statyczny belek - dwuprzęsłowe, swobodnie podparte o rozpiętości 6,30 m.

1.1.9.2. Podciągi blachownicowe:

Podciągi wykonano jako trójprzęsłową blachownice o rozpiętości przęsła 8,1m i 8,30m Środnik podciągu wykonano z blachy grubej o przekroju 7×580mm. Zmianę przekroju poprzecznego podciągu na jego długości uzyskano przez zmianę szerokości pasów. Miejsca zmiany przekroju pasów wyznaczono z wykresu obwiedni momentów zginających.

1.1.9.3. Słupy:

Słupy o wysokości 2085m wykonano z I 120 HEB. Stopę stalową słupa stanowią płyta podstawy wykonana z blach.

3. Charakterystyka połączeń :

1.1.10.1. Połączenie belki stropowej z podciągiem blachownicowym :

Połączenie belki stropowej z podciągiem zaprojektowano na podwójną przykładka.

1.1.10.2. Połączenie podciągu blachownicowego ze słupem :

Podciąg oparto za pośrednictwem podkładki centrującej z blachy 40×20/100mm na głowicy słupa wykonanej z blachy poziomej 10×120/10mm, przyspawanej do gałęzi słupa spoinami pachwinowymi o grubości 6mm. W celu zabezpieczenia właściwego położenia podciągu na słupie połączono go z blachą poziomą 4 śrubami M16 klasy 4.8.

4. Zabezpieczenie konstrukcji stalowej stropu przed korozją i ogniem.

Konstrukcję stalową stropu zabezpieczono przed korozją i ogniem poprzez pomalowanie farbą pęczniejącą „Ognikor” o grubości powłoki ok.700 μm.

1. Podciąg blachownicy

1.2.1Zestawienie obciążeń na 1 m² płyty stropowej:

Tabela 1.1. Obciążenia stałe.

Lp.	Obciążenia stałe	Wartości charakterystyczne	Współczynnik obciążenia	Wartości obliczeniowe
1	Deszczułki podłogowe (22mm)	0,23 kN/m^2	1,2	0,276 kN/m^2
2	Gładź cementowa (3cm)	0,03mx21kN/m^3 =0,63kN/m^2	1,3	0,819 kN/m^2
3	Folia PVC (1mm)	0,001kN/m^2	1,2	0,0012 kN/m^2
4	Styropian (5cm)	0,05mx0,45kN/m^3 =0,0225kN/m^2	1,1	0,0247 kN/m^2
5	Płyta żelbetowa (7cm)	0,07 mx25kN/m^3 1,75=kN/m^2	1,1	1,925 kN/m^2
RAZEM		gk= 2,63kN/m^2		gd= 3,05 kN/m^2

Tabela 1.2. Obciążenia zmienne.

Lp.	Obciążenia zmienne	Wartości charakterystyczne	Współczynnik obciążenia	Wartości obliczeniowe
1	Obciążenia użytkowe	3 kN/m^2	1,3	3,9 kN/m^2
2	Ścianki działowe o ciężarze do 2,5 kN/m^2	kN/m^2	1,3	1,846 kN/m^2
RAZEM		pk= 4,42 kN/m^2	1,3	pd= 5,75 kN/m^2

Obciążenie całkowite: q_d= g_d + p_d = 3,05 +5,75 =8,80kN/m²

1.2.2. Wstępne przyjęcie przekroju belki stropowej:

Wstępnie przyjęto belkę o przekroju z I 270 PE i masie 36,1kg/m = 0,361kN/m., f_d=305Mpa ,dla stali 18G2




Rys. 1.1 Schemat płyty stropowej.

Wielkość obciążenia przypadająca na l m długości belki stropowej z uwzględnieniem ciężaru własnego belki stropowej:

q_db =8,80kN/m²xl,5m + 0,361kN/m x l,l =13,60kN/m

Potrzebny wskaźnik wytrzymałości przekroju poprzecznego belki stropowej :




Wskaźnik wytrzymałości przekroju dwuteownika IPE 270 wynosi 221 cm³ i jest wystarczający.

1.2.3. Zestawienie obciążeń na l m długości belki stropowe:

Tabela 1.3. Obciążenia stałe.

Lp.	Obciążenia stałe	Wartości charakterystyczne	Współczynnik obciążenia	Wartości obliczeniowe
1.	Obciążenie płytą	2,63N/m^2xl,5m= 3,95kN/m		3,05kN/m^2xl,5m 4,58=kN/m
2.	Ciężar własny żebra z IPE 270	0,221kN/m	1,1	0,243kN/m
		gk= 4,17 kN/m		gd= 4,82 kN/m

Tabela 1.4. Obciążenia zmienne.

Lp.	Obciążenia zmienne	Wartości charakterystyczne	Współcz. obciążenia	Wartości obliczeniowe
1.	Obciążenia użytkowe	4,22 kN/m^2xl,5m= 6,33kN/m		5,75kN/m^2xl,5m= 8,63 kN/m
RAZEM		pk= 6,33kN/m		pd= 8,63 kN/m

1.2.4. Przyjęcie kombinacji podstawowej obciążeń w stanie granicznym nośności:

Kombinacja podstawowa w stanie granicznym nośności składa się z obciążeń stałych oraz zmiennych, uszeregowanych według ich znaczenia, z przynależnymi do kolejnego miejsca wartościami współczynnika jednoczesnego występowania obciążeń Ψ₀. Kombinacja podstawowa ma postać:




gdzie:

γf - współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeństwa) wg p.5 [3].

Ψ₀ - współczynnik jednoczesności obciążeń zmiennych wg p. 4. 2. 2. [2].

G_k - wartość charakterystyczna obciążenia stałego wg [4].

Q_k - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego wg [3].

Podstawiając wartości liczbowe otrzymamy:

Q_d =4,82 kN/m + l,0x8,63kN/m = 13,45kN/m

1.2.5. Przyjęcie kombinacji podstawowej obciążeń w stanie granicznym użytkowania:

Kombinacja podstawowa obciążeń w stanie granicznym użytkowania składa się ze wszystkich obciążeń stałych oraz z jednego najbardziej niekorzystnego obciążenia zmiennego bez zmniejszania. Kombinacja podstawowa ma postać:




Podstawiając wartości liczbowe otrzymamy:

Q_k =4,17 kN/m + 6,33kN/m = 10,50 kN/m

1.2.6. Schemat obliczeniowy belki stropowej:

Belka stropowa stanowi zespół 8 belek swobodnie podpartych o teoretycznej rozpiętości przęseł l_t= 6,30 m. Rozpiętość obliczeniowa przęseł skrajnych.

1₀ = (l + 0,025) x l_t= 1,025 x 6,30 m = 6,458m, przęsła środkowego: l₀ = 1_t = 6,30 m.

1.2.7. Obliczenie wartości sił wewnętrznych w belce stropowej :

Obciążenie obliczeniowe przypadające na Im długości belki wynosi: Q_d=13,45kN/m. Maksymalny moment zginający:




Maksymalna siła poprzeczna:




1.2.8. Wymiarowanie belki stropowej:

Sprawdzenie nośności belki stropowej:

Dane dotyczące I 270PE: H= 270mm; b_f= 135mm; t_w= 6,6mm; t_f= 10,2mm; r= 15,0mm; A= 45,9cm²; I_x= 5790cm⁴; I_y= 420cm⁴; W_x= 429cm³; W_y= 62,2cm³; i_x= 11,2cm; i_y= 3,02cm

A. Sprawdzenie klasy przekroju:




gdzie:

f_d- wytrzymałość stali; dla stali 18G2- f_d= 305MPa.

Sprawdzenie klasy przekroju dla ścianki środnika:




Ścianka środnika spełnia warunki dla ścianki klasy l .

Sprawdzenie klasy przekroju dla ścianki pasa:




Ścianka pasa spełnia warunki dla ścianek zaliczanych do przekrojów klasy l .

Przekrój belki stropowej zaliczono do przekrojów klasy l , a więc może on osiągnąć nośność uogólnionego przegubu plastycznego.

B. Ustalenie nośności obliczeniowej przekroju belki stropowej przy jednokierunkowym zginaniu.

Nośność obliczeniowa przy zginaniu:




gdzie:

α_p- obliczeniowy współczynnik rezerwy plastycznej przekroju; α_px= 1,07 dla

dwuteownika IPE 270,

W_x - wskaźnik wytrzymałości przekroju belki; W_x= 429cm³.

f_d - wytrzymałość stali; f_d= 305MPa- wg tabl.2 normy [1],

Podstawiając do wzoru otrzymamy:

M_R =1,07x429x305x10³ = 140,0kNm

C. Sprawdzenie, czy należy uwzględnić wpływ wyboczenia.

Wg punktu 4.5. l c normy [1] elementy, w których pas ściskany jest stężony sztywną tarczą są konstrukcyjnie zabezpieczone przed zwichrzeniem( utratą płaskiej postaci zginania). Za sztywną tarczę można uważać żelbetową płytę stropową .

D. Określenie nośności przekroju podporowego belki, w którym występuje siła

poprzeczna V_d= 43,43kN

Sprawdzenie warunku smukłości wg tabl..7 PN [1]




Ponieważ warunek smukłości jest spełniony, nośność obliczeniową przekroju przy ścinaniu siłą V określamy ze wzoru:




gdzie:

A_v- pole przekroju czynnego przy ścinaniu określane wg tabl. 7 [ I]




E. Ustalenie współczynnika zwichrzenia:

Zgodnie z pkt. 4.5.5. normy [1] dla elementów zabezpieczonych przed zwichrzeniem przyjmuje się ϕ_L= 1,0.

F. Sprawdzenie nośności elementu:

W przypadku elementu zginanego jednokierunkowo sprawdzenia nośności należy dokonać wg wzoru:




gdzie:

M= 70,12 kNm- maksymalny moment zginający w przekroju belki.

ϕ_L= 1,0- współczynnik zwichrzenia (utraty stateczności ogólnej).

M_R= 140,0 kNm- nośność obliczeniowa przy zginaniu.

Podstawiając dane do wzoru otrzymamy:




W przekroju podporowym należy ponadto sprawdzić warunek:

V = 43,43kN < V_R = 256,4Kn

1.2.9.Sprawdzenie warunku sztywności:

e wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________Wartość obciążenia charakterystycznego przypadającego na l m długości belki wynosi: Q_k= 10,50 kN/m. Dopuszczalna wielkość ugięcia dla belek stropowych zgodnie z tabl. 4 normy [1] wynosi 1/250.

Określenie wielkości ugięcia (E= 205GPa= 205000MPa; I_x= 5790cm⁴);

- przęsło skrajne:




- przęsło środkowe:




1.2.10. Sprawdzenie oparcia żebra na murze:

Obliczono zgodnie z PN-B-03002:1999 punktu. 5.1.2

Przyjęcie pola oddziaływania obciążenia skupionego:

Przyjęcie wymiarów: H,a,a₁,l_eff i obliczenie A_eff=t x l_eff

H=3,0m ;H/2=1,5m ;b_f=135mm ;t=51cm ;l_eff=100cm ;a=1,5m ;a₁=168,75cm

A_eff=t x l_eff

A_eff=51x100=5100 cm²


b_f-szerokość półki dwuteownika


a-rozstaw belek


t-gr. ściany













Przyjęcie wytrzymałości charakterystycznej muru na ściskanie f_k na podstawie tablicy 4 -PN-3002




Przyjęcie częściowego współczynnika bezpieczeństwa dla muru γ_m na podstawie tablicy 13-PN-3002 w zależności od kategorii wykonania robót (A)i kategorii produkcji elementu murowego(I)




Obliczenie wytrzymałości obliczeniowej muru f_d







Sprawdzenie warunku dla ściany wykonanej z elementów murowych gr.(I)




gdzie:

δ_d- średnie naprężenie ściskające

V_d= 43,43 KN

A_b=216,00cm²

A _eff=5100,00cm²








MPa




Warunek spełniony




Warunek spełniony

Dla x=1


Warunek spełniony

1.2.11. Projektowanie belek stropowych przy uwzględnieniu podatności połączeń belek stropowych z blachownicami:

Określenie przekroju belki stropowej przy uwzględnieniu połączeń podatnych:

Połączenia belki stropowej z podciągiem ukształtowano na dwukrotną przykładkę na środniku belki stropowej. Wartość obliczeniowa obciążenia Q_d = 13,45 kN/m, wartość charakterystyczna Q_k = 10,50 kN/m.

Określenie sztywności połączenia:

Postać ogólna równania charakterystyki M-
dla węzła na dwukrotną przykładkę na środku belki stropowej:




Określenie wartości stałej standaryzacji K:




gdzie:

d- wysokość przykładki w calach [in]; d = 180mm =7,09 in,

t- grubość przykładki w calach [in]; t = 5mm = 0,20 in,

g- rozstaw osi pionowych śrub w calach [in]; g = 76,6mm = 3,02 in.




Postać szczegółowa równania charakterystyki M-
dla węzła na dwukrotną przykładkę na środniku belki stropowej:





gdzie:

M- moment zginający w węźle w [in-kip]; 1 in-kip = 0,113 kNm.

Ustalenie sztywności połączenia podatnego:




gdzie:

1. liczba punktów na części prostoliniowej charakterystyki M-
   węzła przyjęta do wyznaczenia średniej wartości sztywności początkowej




Rys.1.4 Wykres charakterystyki podatności M-
węzła.




Rys.1.5 Część liniowa (sprężysta) charakterystyki podatności M-
węzła.

Tabela 1.5. Określenie sztywności połączenia.

Lp	Moment [M]	Moment [M]	Obrót całkowity [ ]	Sztywność [M/ ]
	[kNm]	[in-kip]	[rad]	[in-kip/rad]
1 2 3 4 5	0,5 1 2 5 7	4,42 8,85 17,7 44,25 61,95	0,000331 0,000712 0,001832 0,013789 0,040277	13333 12423 9660 3209 1538
			Σ	40163
			Kr (i =5)=	4016

Sztywność połączenia: K_r= 4016 in-kip/rad=453,8 kNm/rad

Ustalenie sztywności bezwymiarowej połączenia :




gdzie:

K_r = 453,8kNm/rad- sztywność połączenia,

l = 6,3m- rozpiętość obliczeniowa belki stropowej,

E = 205GPa= 205000MPa,

I_x = 5790cm⁴- moment bezwładności przekroju.

Określenie wartości momentów zginających w belce stropowej przy uwzględnieniu ograniczenia swobody obrotu końca belki stropowej w połączeniu z podciągiem:

- moment zginający w środku rozpiętości belki stropowej:




- moment zginający na podporze podatnej:




Określenie wartości ugięcia w belce stropowej przy uwzględnieniu ograniczenia swobody obrotu końca belki stropowej w połączeniu z podciągiem:




Redukcja ugięcia w środku przęsła belki stropowej w stosunku do wartości obliczonej przy założeniu, że belka stropowa jest połączona z podciągiem w sposób przegubowy wynosi:(1-0,92)⋅100% = 8%.

Określenie potrzebnego przekroju belki stropowej przy uwzględnieniu ograniczenia swobody obrotu końca belki W_pod:




gdzie:

W_prz- przyjęty uprzednio wskaźnik wytrzymałości belki stropowej przy traktowaniu połączenia belki stropowej z podciągiem jako przegubowe (swoboda obrotu końca belki stropowej na podporze).

1. Podciąg blachownicy:

1.3.1. Schemat statyczny podciągu:

Przyjęto blachownicę jako belkę ciągłą 3- przęsłową o długości przęseł:

• skrajnych:
  ,

• Środkowych: l_t=8,1m

Ponieważ na przęsło działają więcej niż 3 siły skupione (5 sił) o rozstawie 1,5m to do obliczeń można przyjąć, że podciąg jest obciążony na całej swej długości.




Schemat statyczny podciągu:

1.3.2. Zebranie obciążeń na 1m długości podciągu:

Przy określaniu obciążenia przypadającego na podciąg można zgodnie z punktem 4 normy [3] zmniejszyć wartości charakterystyczne obciążeń zmiennych, mnożąc je przez współczynnik korekcyjny α, którego wartość wynosi:




gdzie: A- powierzchnia, z której obciążenie przypada na przęsło podciągu;


Wstępnie przyjęto na podciąg blachownicę IKS-800-3 o W_x= 3476 cm³ i ciężarze jednostkowym 100,8 [kg/m]= 1,008 [kN/m].

Tabela 1.6.Obciążenia stałe przypadające na 1m długości podciągu:

Lp.	Obciążenia stałe	Wartości charakterystyczne	Współczynnik obciążenia	Wartości obliczeniowe
1.	Obciążenie z żebra	(4,17kN/m×6,3m)/ 1,5m= 17,51kN/m		(4,82kN/m×6,3m)/1,5m= 20,24kN/m
2.	Ciężar własny podciągu	1,008kN/m	1,1	1,109kN/m

RAZEM g_k= 18,52 kN/m g_d= 21,35 kN/m

Tabela 1.7.Obciążenia zmienne przypadające na 1m długości podciągu:

Lp.	Obciążenia zmienne	Wartości charakterystyczne	Współczynnik obciążenia	Wartości obliczeniowe
1.	Obciążenia użytkowe	4,42kN/m^2×6,3m× 0,92= 25,62kN/m	1,4	35,87kN/m

RAZEM p_k= 25,62kN/m p_d= 35,87kN/m

Całkowite obciążenie obliczeniowe: q_d= g_d + p_d = 21,35 + 35,87 = 57,22kN/m.

1.3.3. Wstępne sprawdzenie przekroju podciągu blachownicowego:

Przyjęto stal konstrukcyjną 18G2A o wytrzymałości f_d (t< 16 mm)= 305 [MPa].

Określenie potrzebnego wskaźnika wytrzymałości:




Do wymiarowania przyjęto blachownicę o przekroju odpowiadającym blachownicy IKS-600-2 (W_x= 1830 cm³) produkowanej przez Hutę „Pokój”. Na odcinkach gdzie występują mniejsze momenty zginające, przyjęto przekrój o zmniejszonych wymiarach.

1.3.4. Określenie kombinacji podstawowej obciążeń w stanie granicznym nośności:

Kombinacja podstawowa obciążeń w I stanie granicznym:




1.3.5. Określenie kombinacji podstawowej obciążeń w stanie granicznym użytkowania:

Kombinacja podstawowa obciążeń w II stanie granicznym:




1.3.6. Obwiednie sił wewnętrznych dla kombinacji podstawowej obciążeń wg tablic Winklera:

Wartość obciążeń stałych i zmiennych:

g_d= 21,35 kN/m

p_d= 35,87 kN/m

Obwiednia momentów zginających:







gdzie:

1. współczynnik dla obciążenia stałego,

2. współczynnik dla obciążenia zmiennego- wartość maksymalna,

3. współczynnik dla obciążenia zmiennego- wartość minimalna,

Przekrój x/l0	a			b					c		Mmax= (agd+bpd)l0^2	Mmin=(agd+cpd)l0^2
		PRZĘSŁO SKRAJNE										gd= 21,35kN/m; pd= 35,87kN/m; l0=8,30m gk=18,52kN/m; pk=25,62kN/m
0.0	0		0					0			0		0
0,1	0,035		0,04				-0,005				150,32		64,80
0,2	0,06		0,07				-0,01				261,22		108,01
0,3	0,075		0,09				-0,015				332,71		129,64
0,4	0,08	0,1				-0,02					364,77		129,69
0,5	0,075	0,1				-0,025					357,42		108,16
0,5K	0,075	0,1				-0,025					272,18
0,6	0,06	0,09				-0,03					310,65		65,04
0,7	0,035	0,07				-0,035					224,45		0,34
0,8	0,0	0,04				-0,04					98,84		-85,95
0,9	-0,045	0,02				-0,065					-16,76		-236,79
1,0	-0,1	0,016				-0,116					-107,54		-465,08
	PRZĘSŁO ŚRODKOWE										gd= 31,33kN/m; pd= 31,19kN/m; l0=8,1m gk=27,61kN/m; pk=22,27kN/m
1,0	-0,1				0,016					-0,116	-102,42			-465,08
1,1	-0,055				0,015					-0,07	-41,74			-269,12
1,2	-0,02				0,03					-0,05	42,59			-150,60
1,3	0,005				0,055					-0,05	136,44			-96,64
1,4	0,02				0,07					-0,05	192,76			-64,27
1,5	0,025				0,075					-0,05	211,53			-53,48
1,5K	0,025				0,075					-0,05	156,447




Obwiednia sił poprzecznych:







gdzie:

a'- współczynnik dla obciążenia stałego,

b'- współczynnik dla obciążenia zmiennego- wartość maksymalna,

c'- współczynnik dla obciążenia zmiennego- wartość minimalna,

Obwiednia sił poprzecznych.

Przekrój x/l0	a'			b'		c'	Qmax= (a'gd+b'pd)l0	Qmin=(a'gd+c'pd)l0
		PRZĘSŁO SKRAJNE						gd= 31,33kN/m;pd= 31,19kN/m; l0=8,3m
0.0	0,4		0,45		-0,05		220,5		91,1
0.1	0,3		0,356		-0,056		170,2		63,5
0.2	0,2		0,275		-0,075		123,2		32,6
0.3	0,1		0,206		-0,106		79,3		-1,4
0.4	0,0		0,149		-0,149		38,6		-38,6
0.5	-0,1		0,104		-0,204		0,9		-78,8
0.6	-0,2		0,069		-0,269		-34,1		-121,6
0.7	-0,3		0,044		-0,344		-66,6		-167,1
0.8	-0,4		0,028		-0,428		-96,8		-214,8
0.9	-0,5		0,019		-0,519		-125,1		-264,4
1,0	-0,6		0,016		-0,616		-151,9		-315,5
	PRZĘSŁO ŚRODKOWE						gd= 31,33kN/m; pd= 31,19kN/m; l0= 8,1m
1,0	0,5	0,583			-0,083		274,2		105,9
1,1	0,4	0,487			-0,087		224,5		79,5
1,2	0,3	0,399			-0,099		176,9		51,1
1,3	0,2	0,321			-0,121		131,9		20,2
1,4	0,1	0,253			-0,153		89,3		-13,3
1,5	0,0	0,198			-0,198		50,0		-50,0




1.3.7. Przyjęcie wymiarów blachownicye wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

• 2 strefa: 0,9l₀ ÷ 1,0l₀.

Maksymalny moment zginający: M= 465,08kNm.

Potrzebny wskaźnik wytrzymałości:




Przyjęto grubość środnika blachownicy: t_w = 7 mm.

Optymalna wysokość środnika dźwigara:




Przyjęto wysokość środnika h_w = 580mm. Przyjęto przekrój środnika - 7×580mm.

Określenie przekroju pasa:




Przyjęto grubość pasów : t_f = 10mm.

Stąd szerokość pasów wynosi:




Przyjęto szerokość pasa b_f = 220mm. Przyjęto przekrój pasa - 10×220mm.

• 1 strefa: 0,0l₀ ÷ 0,9l₀.

Maksymalny moment zginający: M= 364,77Nm.




Przyjęto grubość pasów : t_f = 10mm.

Stąd szerokość pasów wynosi:




Przyjęto szerokość pasa b_f = 170mm. Przyjęto przekrój pasa- 10×170mm.

• 3 strefa: 1,1l₀ ÷ 1,5l₀.

Maksymalny moment zginający: M= -269,12Nm.




Przyjęto grubość pasów : t_f = 10mm.

Stąd szerokość pasów wynosi:




Przyjęto szerokość pasa b_f = 120mm. Przyjęto przekrój pasa- 10×120mm.

1.3.8. Kształtowanie podłużne przekroju blachownicye wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

1.3.8.1. Teoretyczne punkty zmiany przekroju pasów:



















Teoretyczne długości odcinków pasów:


przekrój pasów



przekrój pasów



przekrój pasów


1.3.8.2. Rzeczywiste punkty zmiany przekroju pasów:













Rzeczywiste długości odcinków pasów:

strefa 1;
przekrój pasów


strefa 2;
przekrój pasów


strefa 3;
przekrój pasów





Wykres nośności stref przekroju blachownicy.

1.3.8.3. Cechy geometryczne oraz nośność w przyjętych strefach przekrojów:

strefa 1;
przekrój pasów


przekrój środnika
A₁ = 74,60cm², I_x1 = 40972,9 cm⁴,

W_x1 = 1567,8 cm³, M_R1 = 478,18kNm.

strefa 2 ;
przekrój pasów
przekrój środnika
A₂ = 84,60cm², I_x2 = 49676,2cm⁴, W_x2 = 1655,9 cm³, M_R2 = 505,05 kNm.

strefa 3;
przekrój pasów


przekrój środnika
A₃ = 64,60cm², I_x3 = 32269,5 cm⁴, W_x3 = 1075,6 cm³, M_R3 = 328,06kNm.

1.3.9. Sprawdzenie nośności podciągue wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

1.3.9.1. Sprawdzenie nośności podciągu w 2 strefie przekroju:

Cechy geometryczne przekroju: H= 600mm, h_w= 580mm, t_w= 7mm, b_f= 220mm, t_f= 10mm A₂ = 84,60cm², I_x2 = 49676,2cm⁴,W_x2 = 1655,9 cm³, f_d= 305MPa.

• Ustalenie klasy przekroju:




Sprawdzenie klasy przekroju dla ścianki środnika:




Wniosek: Ścianka środnika spełnia warunki dla ścianek zaliczanych do przekrojów klasy 3.

Sprawdzenie klasy przekroju dla ścianki pasa:




Wniosek: Ścianka pasa także spełnia warunki dla ścianek zaliczanych do przekrojów klasy 3. Przekrój podciągu zaliczono do przekrojów klasy 3, a więc przekrojów nie wrażliwych na miejscowa utratę stateczności.

• Ustalenie nośności obliczeniowej przekroju blachownicy przy jednokierunkowym zginaniu .Nośność obliczeniowa przy zginaniu dla przekrojów klasy 3:




gdzie:

W_x= 1655,9 cm³,

F_d=305 MPa - wg tabl.2 normy [1].

• Sprawdzenie czy należy uwzględnić wpływ zwichrzenia :

W strefie 2 zmienność przekroju blachownicy, przy słupie, w miejscu występowania momentu podporowego M= 465,08 kNm, ściskany pas dolny podciągu nie jest zabezpieczony przed obrotem i przemieszczeniem bocznym. Należy uwzględnić zwichrzenie belki przy zginaniu.

Wartość współczynnika zwichrzenia φ_L oszacowano w sposób przybliżony, w którym część przekroju blachownicy poniżej osi obojętnej potraktowano jako element ściskany siłą N = M/H o wartości zmieniającej się od N₁=465,08 / 0,590= 795kN do N₂= 53,48 / 0,590= 90,64 kN, przy czym M- moment zginający, H- odległość między środkami ciężkości pasów blachownicy.

Smukłość części ściskanej:




gdzie:

l_e- długość wyboczeniowa części ściskanej przekroju blachownicy,

i_y- promień bezwładności całego przekroju względem osi y-y.

Określenie długości l_e . Długość wyboczeniową części ściskanej przekroju blachownicy możemy wyznaczyć ze wzoru:




gdzie:

l₀= 5,07m - odległość od podpory do miejsca zerowej rzędnej wykresu momentów zginających,

Promień bezwładności przekroju całkowitego w II strefie blachownicy:







Określenie współczynnika zwichrzenia:



wg krzywej (a) φ_L= 1,0

Sprawdzenie nośności pasa dolnego blachownicy, który ulega wyboczeniu w czasie zwichrzenia się belki:




• Sprawdzenie czy należy uwzględnić wpływ siły poprzecznej na nośność obliczeniową przekroju M_R:

Siła poprzeczna występująca w miejscu maksymalnego momentu zginającego (M_1.0= 465,08kNm) wynosi:

V_max=315,5kN

Sprawdzenie warunku smukłości wg tabl.7 normy [1]:




Ponieważ warunek smukłości nie jest spełniony, to przy obliczaniu nośności ścianki należy uwzględnić wpływ niestateczności miejscowej.

Nośność obliczeniową przekroju przy ścinaniu siłą V określamy ze wzoru:




gdzie:

A_V- pole przekroju czynnego przy ścinaniu określane wg tabl. 7 normy [1]:


φ_pv- współczynnik niestateczności miejscowej środnika przy ścinaniu:


lecz φ_pv ≤1 dla
≤ 5,

gdzie:

K_V- współczynnik podparcia i obciążenia ścianki przy ścinaniu wg tabl. 6 normy [1]:

dla


Przyjęto K_V = 0,8. Stąd wartość współczynnika niestateczności miejscowej :


.

Nośność obliczeniowa przy ścinaniu:


.

Zgodnie z pkt. 4.5.2.d normy [1] w przypadku bisymetrycznych przekrojów dwuteowych klasy 3, zginanych względem osi największej bezwładności, należy przyjmować nośność obliczeniową zredukowaną M_R,V jeśli siła poprzeczna występująca w miejscu maksymalnego momentu zginającego





Wniosek: Można zredukować nośności obliczeniowej przekroju na zginanie ze względu na jednoczesne występowanie w tym samym przekroju znacznej siły poprzecznej.

Określenie nośności obliczeniowej zredukowanej M_R,V:


,


,

• Sprawdzenie nośności elementu:

W przypadku elementu zginanego jednokierunkowo sprawdzenia nośności należy dokonać ze wzoru:




gdzie:

M = M_1.0 = 465,08 kNm - maksymalny moment zginający w 2 strefie,

φ_L = 1,0 - współczynnik zwichrzenia (utraty stateczności ogólnej),

M_R = 505,1 kNm - nośność obliczeniowa przy zginaniu.

Podstawiając dane do wzoru otrzymamy:




W przekroju x = 1,0l₀, w którym występuje duża siła poprzeczna, należy dodatkowo sprawdzić warunki:





.

1.3.10. Sprawdzenie warunku sztywnoście wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Dopuszczalna wielkość ugięcia dla podciągów zgodnie z tabl. 4 normy [1] wynosi l / 350. Sprawdzenia warunku sztywności w przypadku dźwigarów zmiennym przekroju pasów można dokonać ze wzoru:




gdzie:

M_k - moment zginający od obciążeń charakterystycznych,

l - rozpiętość przęsła,

I_x - moment bezwładności przekroju względem osi X,

E - moduł sprężystości podłużnej stali.

Określenie wielkości ugięcia (E = 205 GPa = 205000 MPa):

- przęsło skrajne w 1 strefie przekroju : I_x = 40972,9cm⁴, M_k0,5 = 272,18:




- przęsło środkowe w 3 strefie przekroju : I_x = 32269,5 cm⁴, M_k1,5 = 156,45:




1.3.11. Spoiny łączące pasy ze środnikieme wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Połączenie środnika blachownicy z pasami:

Połączenie środnika blachownicy z pasami wykonano na spoinę ciągłą o jednakowym przekroju na całej długości odciągu. Spoiny zaprojektowano na maksymalną siłę poprzeczną.

Strefa 2 podciągu: przekrój pasa - 10 × 220 mm, przekrój środnika - 7 × 580 mm, maksymalna siła poprzeczna w 2 strefie podciągu - V = 315,5 kN.

Określenie grubości spoin pachwinowych (pkt. 6.3.2.2.a normy [1]):


,

2,5mm
,

gdzie:

t₁,t₂ - grubości odpowiednio cieńszej i grubszej części w złączu: t₁ = 7 mm (środnik), t₂ = 10 mm (pas)

Podstawiając otrzymamy:


,

Przyjęto grubość spoiny pachwinowej łączącej pasy ze środnikiem a = 4,5 mm.

Sprawdzenie nośności spoin pkt. 6.3.3.3.d normy [1]:

Nośność spoin sprawdza się wg wzoru (96) normy [1]:


,

gdzie:

V - siła poprzeczna w rozpatrywanym przekroju : V_x = 315,5kN,

S_x - moment statyczny przekroju pasa względem osi obojętnej: dla przekroju pasa w strefie 2 podciągu: S_x = 10⋅ 220⋅295 = 649⋅10³,

I_x - moment bezwładności przekroju elementu: dla 2 strefy podciągu: I_x = 49676,2cm⁴,

∑a - łączna grubość spoin: ∑a = 2⋅3 mm = 6 mm,

α_II -współczynnik wytrzymałości spoiny wg tabl. 18 normy [1]: α_II = 0,7


,

Wniosek: Nośność spoin pachwinowych łączących pasy ze środnikiem jest wystarczająca.

1.3.12. Obliczenie żeber poprzecznyche wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Przyjęto przekrój żeber pionowych w postaci dwóch płaskowników.

Obliczenie szerokości żeberka:




Przyjęto szerokość żeberka b_ż = 80 mm < 0,5(220-0,7) = 106,5 cm.

Obliczenie grubości żeberka:




Przyjęto grubość żeberka t_S = t_W = 7 mm.

Moment bezwładności żeberka względem osi środnika :




Minimalny moment bezwładności żeberka wynosi, wzór (25) PN-90/B-03200:




gdzie:

k - współczynnik określony wzorem:
; podstawiając: b = 580mm - szerokość ścianki usztywniającej (wysokość środnika); a = 1500mm - rozstaw żeber pionowych równy rozstawowi belek stropowych,

otrzymamy
. Przyjęto k = 0,75.

b = 580 mm - szerokość ścianki usztywniającej,

t = 7 mm - grubość ścianki usztywnionej (grubość środnika).







Przekrój żebra wraz częścią współpracującą środnika.

Sprawdzenie warunku:




Sprawdzenie nośności żeberka na podporze środkowej:

Sprawdzenia nośności dokonano na podporze wewnętrznej B, na którą działa siła poprzeczna o wartości obliczeniowej V = 315,5kN. Zgodnie z normą żebra podporowe oraz żebra pod siłami skupionymi wymiaruje się jak pręty ściskane przy długości wyboczeniowej


Określenie klasy przekroju żeberka:




Przekrój zakwalifikowano do klasy 3.

Przekrój żeberka wraz ze współpracującą częścią środnika:


.

Nośność obliczeniowa przekroju żeberka przy osiowym ścinaniu pkt. 4.4.2. normy [1]:




Promień bezwładności przekroju żebra:




Smukłość żeberka:





gdzie:


- smukłość względna,

λ_p - smukłość porównawcza wg wzoru (38) normy [1],

φ - współczynnik wyboczeniowy przyjmowany w zależności od smukłości względnej
z tabl. 11 normy [1] na podstawie krzywej wyboczeniowej c.

Sprawdzenie nośności żeberka zgodnie z pkt.4.5.5. normy [1]:




gdzie:

N_Rc - nośność obliczeniowa przekroju,

φ - współczynnik wyboczeniowy ustalony dla największej smukłości pręta.

Sprawdzenie docisku żeberka podporowego do płytki centrującej:




gdzie:

a,b - wymiary płytki centrującej: a = 20 mm, b = 60 mm.

Sprawdzenie nośności spoin pachwinowych łączących żeberko ze środnikiem słupa.

Przyjęcie grubości spoin:





Przyjęto: a = 4mm; 1,4mm < a = 4mm < 4,9mm.

Przyjęto długość spoin : l_a = 300mm < 464mm.







gdzie:

e - mimośród działania siły poprzecznej:
,

W - wskaźnik wytrzymałości kładu spoin:
.

Sprawdzenie nośności połączenia :




1.3.13. Projektowanie styków blachownice wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

1.3.13.1. Styki warsztatowe:

Ponieważ największa długość produkcyjna blach o grubości 7 mm wynosi 10m, zaprojektowano także styk warsztatowy środnika w odległości 6,64 m od podpór skrajnych. Styk wykonano za pomocą spoiny czołowej 7 × 580 mm. Wartość momentu zginającego i siły poprzecznej przenoszone przez złącze w miejscu styku wynoszą odpowiednio:



Styk czołowy środnika:

Styk czołowy środnika jest zginany i ścinany, stąd sprawdza się go na naprężenie zastępcze wg wzoru:




gdzie:

σ - maksymalne naprężenie normalne w przekroju połączenia (naprężenia na poziomie skrajnego włókna przekroju środnika,




gdzie:

I_X = 40972,9 cm⁴ dla strefy 1 przekroju blachownicy,

τ - naprężenia styczne w przekroju połączenia:




gdzie:

S_X = (1,0⋅17)⋅29,5=501,5⋅10³cm³ - moment statyczny przekroju pasa względem osi środkowej przekroju blachownicy,


- współczynniki wytrzymałości spoiny wg tabl. 18 normy [1].

Sprawdzenie nośności połączenia:


.

1.3.13.2. Styki montażowe:

Styk montażowy blachownicy zaprojektowano w obszarze zerowych momentów zginających tj. w odległości x = 10,73 m od podpór skrajnych (1 strefa przekroju blachownicy). Styki montażowe pasów przesunięto w stosunku do styku środnika o 150 mm. W celu zmniejszenia naprężeń spawalniczych, spawalniczych sąsiedztwie styku na odcinku
nie wykonano spoin pachwinowych łączących pasy ze środnikiem blachownicy. Odcinki te zespawano w drugiej kolejności.

Styk montażowy wykonano jako zakładkowy, na śruby M12 kl. 4.8. Siły wewnętrzne w miejscu styku: M _1,3 = 136,44 kNm, V _1,3 = 131,3 kNm,




Styk czołowy z mijankowo łączonymi pasami.

Moment bezwładności środnika:




Moment zginający przenoszony przez środnik:




Moment zginający przenoszony przez pasy:




Połączenie pasów jest obciążone siłą:




Przyjęto 2 nakładki grubości 7mm oraz śruby M12 klasy 4.8 według tablicy Z2-2 normy [1], o nośności obliczeniowej na ścinanie S_Rv = 21,4 kN. Potrzebna ilość śrub do przeniesienia siły w pasie wynosi:




gdzie:

m = 2 - ilość płaszczyzn ścinania:

Przyjęto potrzebną ilość śrub dla przeniesienia siły w pasie: n = 4. Schemat rozmieszczenia śrub w połączeniu przedstawiono na Rys.

Połączenie pasów:

Sprawdzenie nośności połączenia:

- na ścinanie:




- na docisk trzpienia do ścianki otworu:




gdzie:

α = 1,0 - współczynnik wg tablicy 16 normy [1]; przyjęto,

d = 12mm - średnica śruby,

Σ t = 12mm - minimalna sumaryczna grubość części podlegających dociskowi w tym samym kierunku.

Określenie rozstawu śrub w połączeniu :


dla α = 1 otrzymamy



dla α = 1 otrzymamy


Przyjęto rozstaw śrub w połączeniu: a = 50mm, a₁ = 30mm.

Dla elementu rozciąganego osłabionego otworami na łączniki należy uwzględnić redukcję pola przekroju. Sprawdzone pole przekroju pasa blachownicy wynosi:




gdzie:

A_n - pole najmniejszego płaskiego lub łamanego przekroju netto:




d₀ = 13mm - średnica otworu na śruby; na podstawie tabl. 14 PN-90/B-03200 dla śrub klasy średniodokładnej o średnicy otworu 8 ≤ d ≤ 14 => d₀ =d + 1mm,

R_m = 490MPa - wytrzymałość materiału na rozciąganie ; dla stali gatunku 18G2,

R_e = 355MPa - granica plastyczności materiału ; dla stali gatunku 18G2,

Sprawdzenie nośności przekroju pasa blachownicy osłabionego otworami na śruby na rozciąganie siłą N_f:




Połączenie środnika:

Określenie wartości momentu zginającego przenoszonego przez grupę śrub poi jednej stronie połączenia:







gdzie:

M_w - moment zginający działający na połączenie, przenoszony przez środnik,

V- siła poprzeczna działająca na połączenie,

e₀ - mimośród działania siły poprzecznej względem grupy śrub ; na podstawie rys l.4 b normy [1]

Połączenie środnika blachownicy wykonano za pomocą dwóch nakładek (patrz rys. 1.18) z blachy o grubości 7mm. Przyjęto 8 śrub M12 klasy 4.8 o nośności obliczeniowej na ścinanie S_Rv = 21,4kN.

Określenie nośności śruby na docisk trzpienia do ścianki otworu przy α=2,5:




Największa siła przypadająca na jeden łącznik spowodowana momentem zginającym S_i,M i siłą poprzeczną S_i,F , przy rozmieszczeniu śrub jak na Rys. 1.18 wynosi:




gdzie:

M₀ = 14,44kNm - moment zginający obciążający połączenie;

R_i - ramię działania siły S_i,M, tj. odległość od środka ciężkości połączenia do osi najbardziej oddalonego łącznika:


;


n₁ = 4 - ilość śrub w grupie po jednej stronie połączenia,




gdzie:

F = V_1,3 = 131,3kN - siła obciążająca połączenie;

n = 8 - ilość śrub w połączeniu,

Nośność połączenia środnika blachownicy należy sprawdzać według wzoru:







gdzie:

0_i - kąt między wektorami sił składowych S_i,M i S_i,F; (0≤0_i ≤180⁰).

1.3.14. Połączenie belki stropowej z podciągieme wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Połączenie belki stropowej z podciągiem wykonano jako quasi - przegubowe na 6 śrub M10 klasy 6.8. Połączenie przenosi siłę poprzeczną z belki stropowej o wartości V = 43.43 kN. Nośność śrub ze względu na ścinanie S_Rv = 21,2 kN.

Nośność śrub ze względu na docisk do ścianki otworu środnika belki stropowej o grubości t_w = 6,6 mm przy założeniu α = 1 wynosi:


.

Określenie rozstawu śrub w połączeniu wg tabl.16 normy [1]:


otrzymamy



otrzymamy


Przyjęto rozstaw śrub w połączeniu: a = 20 mm, a₁ = 10 mm




Połączenie belki stropowej z podciągiem.

Moment skręcający powstały na wskutek mimośrodowego umieszczenia przykładki względem środnika belki stropowej:


,

gdzie:

V = 43,43 kN - siła poprzeczna działająca w połączeniu,

t_wb = 6,6 mm - grubość środnika belki stropowej,

t_wp = 7,0 mm - grubość blachy przykładki (żebra podciągu),

1.3.14.1. Składowe naprężeń w spoinach pachwinowych łączących przykładkę (żebro) ze środnikiem podciągu:

1. od siły poprzecznej:


,

gdzie:

a = 4 mm - grubość spoiny pachwinowej łączącej przykładkę (żebro) ze środnikiem podciągu,

h_ps = 200 mm - wysokość przykładki <


2. od momentu skręcającego:




3. od momentu węzłowego M_sup:




1.3.14.2. Określenie naprężeń sumarycznych:

1. przy skrajnym włóknie przykładki:


,

2. w osi przykładki:


,

1.3.14.3. Określenie sił składowych w śrubach od:

1. siły poprzecznej:


,

gdzie:

V = 43,43 - siła poprzeczna obciążająca połączenie

n = 6 - ilość śrub w połączeniu.

2. momentu zginającego:




gdzie:

M₀ = 14,44kNm - moment zginający obciążający połączenie, ustalony w osi układu śrub;

R_{max (min)} - ramię działania siły S_i,M, tj. odległość od środka ciężkości połączenia do osi najdalszego (najbliższego) łącznika:


;


n₁ = 6 - ilość śrub w grupie po jednej stronie połączenia .

1.3.14.4. Określenie maksymalnej siły w śrubie:





.

Sprawdzenie nośności środnika belki stropowej na ścięcie i zerwanie:




gdzie:

A_nv - pole ścinanej części przekroju netto; wg rys.15 PN-90/B-03200:




A_tv - pole rozciąganej części przekroju netto; wg rys.15 PN-90/B-03200:




n = 6 - liczba śrub w połączeniu,

n_v = 3 - liczba śrub na ścinanej części przekroju netto.

1. Słup:

1.4.1. Określenie obciążenia, ustalenie długości rzeczywistej i wyboczeniowej słupae wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Obciążenie słupa stanowi reakcja podporowa podciągu na podporze środkowej R_B (ciężar słupa przy wstępnym doborze przekroju można pominąć):

g_d= 21,35 kN/m; p_d= 35,87kN/m

gdzie:

s - współczynnik redukcji obciążeń zmiennych; wg tabl. 5 PN-82/B-02002:







Ustalenie wysokości słupa:

Przyjmujemy, że stopa fundamentowa słupa znajduje się w całości pod posadzką I kondygnacji.




gdzie:

H = 3,0m - wysokość kondygnacji liczona od posadzki parteru do podłogi I piętra (wysokość założona w temacie),

h_b = 0,6m - wysokość blachownicy,

t_p =15 cm = 0,15m - grubość posadzki,

h_s = 30cm = 0,3m - wysokość stopy stalowej słupa.




Ustalenie wysokości słupa.

Określenie długości wyboczeniowej słupa:







1.4.2. Dobór przekroju słupae wymiarów _____________________________________________________________________________________________________________:

Wstępne ustalenie przekroju słupa:




Przyjęto słup z I 120 HEB o masie własnej G = 26,7kg/m.




Siła osiowa ściskająca działająca w słupie:




1.4.3.Wymiarowanie przekroju słupa:

Cechy geometryczne przekroju:

A = 34,0cm², I_x = 864cm⁴, I_y = 318cm⁴, W_x =144cm³, W_y = 52,9cm³, i_x = 5,04cm,

i_y = 3,06cm, h = 120mm, t_w = 6,5mm, b_f = 120mm, t_f = 11,0mm, r = 12,0mm.




Rys. 1.17. Przekrój trzonu słupa.

Sprawdzenie klasy przekroju:

1. w odniesieniu do półek (ε = 0,84):


,

2. w odniesieniu do środnika (ε = 0,84):


,

Wniosek: Przekrój spełnia warunki przekroju zaliczanego do klasy 1.

Nośność obliczeniowa przekroju przy ścinaniu osiowym:


, dla przekrojów klasy 1,2 i 3 - ψ = 1,0


.

Smukłość pręta:


,
.

Smukłości względne i współczynniki wyboczeniowe:


wg krzywej (b)
,


wg krzywej (c)
,

gdzie:


- smukłość porównawcza.

Sprawdzenie nośności elementu:




Przyjęto stopę stalową z blachami trapezowymi.

Określenie długości stopy stalowej:


,

gdzie:

h = 120mm - wysokość dwuteownika,

b_f = 120mm - szerokość półki dwuteownika,

m = 7,0 współczynnik z tabeli 1.11 [9]; dla I 120 HEB.

Przyjęto długość płyty poziomej podstawy: l = 200mm.

Określenie szerokości płyty podstawy:




Sprawdzenie warunku wytrzymałości na docisk poziomej płyty stalowej do stopy fundamentowej:

- wymiary pola powierzchni rozdziału:







gdzie:


przyjęto l₁ = 120mm,


przyjęto b₁ = 120mm,

- wytrzymałość betonu na docisk wg [8]; przyjęto dla stopy fundamentowej beton klasy B15 o wytrzymałości na ściskanie R_b = 8,7MPa:


; przyjęto ω_d = 2,0,


,

- sprawdzenie warunku wytrzymałości na docisk poziomej płyty stalowej do stopy fundamentowej:


.

Określenie grubości blachy poziomej:

- wspornik:


,

gdzie:

b₁ =10mm - mniejsza szerokość płyty wspornika (wysięg wspornika),

σ_d - naprężenia obliczeniowe na docisk pod stopą:


,

- płyta utwierdzona na trzech brzegach:


,

gdzie:

u - wysięg wspornika wg tabl. 1.12:

dla


Przyjęto grubość blachy podstawy t_d = 25mm.

Ustalenie wysokości blach trapezowych:

Przyjęto grubość blach trapezowych t_s = 10mm. Przyjęto grubość spoin łączących blachy trapezowe z trzonem słupa a = 6mm:


.


.

Przyjęto wysokość blach trapezowych h_S = 120mm.

Sprawdzenie naprężeń w blachach trapezowych:

- określenie momentu zginającego:


,

gdzie:

σ_d - naprężenia obliczeniowe pod stopą,

b - szerokość blachy poziomej podstawy,

a₁ = 50mm - wysięg blachy trapezowej poza obrys trzonu słupa,

- określenie siły poprzecznej:


,

- określenie naprężeń w przekroju stopy:


,


,

gdzie:

h_S = 120mm - wysokość blach trapezowych,

t_S = 10mm - grubość blach trapezowych,

I_X - moment bezwładności przekroju z rys. 1.


,


,


,

- naprężenia zastępcze:


.

Określenie naprężeń w spoinach pachwinowych łączących blachę poziomą z blachami trapezowymi:







gdzie:

a = 6mm - grubość spoin pachwinowych łączących blachę poziomą z blachami trapezowymi,

l_p = 220mm - długość blach trapezowych,

S_X - moment statyczny przekroju blachy czołowej względem osi x-x:


,




Sprawdzenie nośności kotew fundamentowych:

Przyjęto 2 śruby kotwiące fajkowe M16 klasy 4.6 o długości 140mm.




gdzie:

N =
kN - siła osiowa w słupie,

e = 140mm - rozstaw śrub kotwiących w słupie,

φ = φ_y = 0,869 - współczynnik wyboczeniowy,

A = 34,0cm² - pole przekroju trzonu,

W_X = 144cm³ - wskaźnik wytrzymałości trzonu.

1.4.5. Wymiarowanie głowicy słupa:

Nośność spoin sprawdza się ze wzoru:




Wymiarowanie głowicy słupa:

Sprawdzenie naprężeń dociskowych:







gdzie:

A_d = A =34,0cm² - powierzchnia docisku.

Sprawdzenie naprężeń w spoinach pachwinowych łączących blachę poziomą głowicy z trzonem słupa:

Przyjęto grubość spoin pachwinowych - a = 6mm.




1. LITERATURA

[1] PN-90/B-03200 - Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.

[2] PN-82/B-02000 - Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości

[3] PN-82/B-02002 - Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne, technologiczne i montażowe.

[4] PN-82/B-02001 - Obciążenia budowli. Obciążenia stałe.

[5] PN-87/B-03002 - Konstrukcje murowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.

[6] PN-90/B-03000 - Projekty budowlane. Obliczenia statyczne.

[7] PN-85/B-03215 - Konstrukcje stalowe. Zakotwienia słupów i kominów.

[8] M. Broniewicz - Ćwiczenia projektowe z konstrukcji metalowych. Część 1 - Projekt stropu stalowego. Wyd. Politechnika Białostocka. Białystok 1997.

[9] Cz. Bramski, M. Broniewicz, W. Cwalińska - Obliczanie konstrukcji stalowych wg normy PN-90/B-03200. Wyd. Politechnika Białostocka. Białystok 1993.

[10] W. Bogucki, M. Żyburtowicz - Tablice do projektowania konstrukcji metalowych. Wyd. Arkady. Warszawa 1996.

Projekt stropu płytowo-żebrowego

37

Łukasz Kirejczyk

PB

KS

Strona

---