1. Opis techniczny do projektu hali sportowej

1. Opis ogólny

położenie

Budynek hali sportowej zlokalizowany jest na działce nr 56/2 obr.4-90-01 położonej w Warszawie przy ul. Miłej 36. Teren jest płaski zadrzewiony. Warunki gruntowe dobre q_f=0,35Mpa, piasek gruby wilgotny I_D=0,80. Woda gruntowa poniżej posadowienia budowli. Teren dobry do posadowienia bezpośredniego.

konstrukcja

Konstrukcja drewniana. Fundamenty -bezpośrednie stopy fundamentowe. Ściany zewnętrzne typ lekki. Budynek ocieplony wełną mineralną gr. 15cm. Konstrukcja wykonana z drewna klejonego o masie 6kN/m³. Stopy fundamentowe z betonu B-15, zbrojone stalą A-I.

wymiary

Hala o wymiarach w osiach rzutu 16,00x60,00m, w module co 5m, wysokość budynku 6,00m

Podstawowe dane techniczne:

• powierzchnia zabudowy - 960,00m²

• powierzchnia użytkowa - 960,00m²

- kubatura - 5904,00m³

1.2 Konstrukcja nośna

Dźwigary drewniane, jednoprzęsłowe trójprzegubowe z drewna klejonego warstwowo klasy GL 35, wysokość użyteczna 4,0m. Rozstaw dźwigarów co 5m.

płatwie

Płatwie zespolone łączone na zakład

stopy fundamentowe

Stopy fundamentowe wykonane z betonu B-15 z zabetonowanymi okuciami

ściany zewnętrzne

Ściany zewnętrzne osłonowe gr.20cm na lekkiej konstrukcji stalowej, przymocowane do dźwigarów. Ocieplenie z wełny mineralnej gr.15cm.

ściany wewnętrzne

Ściany wewnętrzne działowe gr.12cm typ lekki.

dach

Stropodach, dwuspadowy, ocieplany, pokryty blachą powlekaną.

izolacje

Budynek posiada izolację przeciwwilgociową poziomą w poziomie posadzek parteru. Ściany zewnętrzne fundamentów posiadają izolację pionową przeciwwilgociową oraz cieplną ze styrodur gr.10cm.

stolarka okienna i drzwiowa

Stolarka drewniana wykonana na indywidualne zamówienie.

wykończenie

Ściany wewnętrzne malowane farbami akrylowymi. Posadzki ceramiczne. Rynny i rury spustowe plastikowe o średnicy 150mm. Ślusarka wykonana z metali nierdzewnych na specjalne zamówienie.

1.3. Instalacje

Budynek zasilany miejscowym wodociągiem, gazociągiem oraz podłączony do kolektora miejskiego. Ogrzewanie oraz ciepła woda -indywidualnie z pieców gazowych. Budynek posiada instalację elektryczną oraz telekomunikacyjną. Cały budynek posiada klimatyzację.

2. Obliczenia statyczne

2.1. Zestawienie obciążeń pokrycia

Zestawienie obciążeń pokrycia

Ciężar stropodachu		Obciążenie charakterystyczne (kN/m^2)	Współczynnik obciążeniowy γ	Obciążenie obliczeniowe (kN/m^2)
1	Ciężar własny pokrycia - blacha T-55 gr. 1,25mm -folia wiatroszczelna wysokoparoprzepuszczalna -wełna mineralna 0,18*2,0 -folia paroizolacyjna -płyta -płatwie założono 12*25*5,5 Razem:	0,151 0,020 0,360 0,150 0,220 0,083 gk = 0 ,984	1,2	gd =1,181
		gk⊥=0,984*0,965=0,950	1,2	gd⊥=1,139
		gkII=0,984*0,259=0,255	1,2	gdII 0,306
2	Śnieg I strefa obciążenia śniegiem, Qk=0,7 wsp.c=0,8	Sk = 0,56	1,2	Sd = 0,672
		Sk⊥=0,56*0,933=0,522	1,2	Sd⊥=0,627
		SkII=0,56*0,259*0,966=0,14	1,2	SdII=0,168
3	Wiatr I strefa obciążenia wiatrem teren A, wsp. Ce=1, wsp. aerodyn. C=0,015*15-0,2=0,025, β=1,8	Wk =W⊥k = 0,011	1,3	Wd = W⊥d = 0,014
4	Skupione od ciężaru człowieka	Pk= 1	1,2	Pd= 1,2
		Pk⊥=1*0,966=0,966	1,2	Pd⊥=1,159
		PkII=1*0,259=0,259	1,2	PdII=0,311

2.2. Płatwie zespolone

2.2.1. Zestawienie obciążeń przypadających na 1 m płatwi.

Rozstaw płatwi a=2m , współczynnik jednoczesności obc. zmiennych: dla pierwszego obc. 1 dla drugiego 0,9.

Wartości charakterystyczne obciążeń równomiernie rozłożonego i skupionego:

P_k⊥=0,966kN

P_kII=0,259kN

Wartość obliczeniowa obciążeń równomiernie rozłożonego i skupionego:

P_d⊥=1,159kN

P_dII=0,311kN

Płatew wykonana z drewna litego klasy C-35, o przekroju b x h = 120 x 250 mm i rozstaw dźwigarów 5,0 m. Płatwie leżą na dźwigarach szer.18cm, a zatem długość płatwi między dźwigarami

l_o=1,0*((l₁-b_dźw)=1.,*(5,00-0,18)=4,82m.

2.2.2. Stan Graniczny Nośności

W obliczeniach uwzględniono dwa schematy obliczeniowe

wskaźnik wytrzymałości

momenty zginające w przęśle skrajnym

momenty zginające w przęśle środkowym

momenty nad podporą środkową

Sprawdzenie naprężeń w płatwi

k_mod=0,9 (kl.trwania ob.- krótkotr., kl. użytkowania =2)

f_myd=f_mzd=0,9*35/1,3=24,23Mpa lub f_myd=f_mzd=24,23*1,15=27,87Mpa

Sprawdzenie warunków nośności

k_m=0,7

Sprawdzenie warunków stateczności płatwi. (wzór 4.2.2.a.)

<0,75

Dobrany przekrój spełnia warunki nośności konstrukcji.

2.2.3. Stan Graniczny Użytkowalności.

Dla przekroju 120x250mm:

l/h=4820/250=19,28<20

l/b=4820/120=40,17>20

• Ugięcie chwilowe

E_0,mean=13000MPa

• Ugięcie chwilowe od obciążenia ciężarem własnym

k_def=0,80

Ugięcie chwilowe od obciążenia śniegiem

k_def=0,25

• Ugięcie całkowite

- ogólny wzór

Ugięcie końcowe od obciążenia ciężarem własnym:

Ugięcie końcowe od obciążenia śniegiem

Ugięcie sumaryczne

Ugięcie całkowite

Dobrany przekrój spełnia warunki użytkowalności konstrukcji.

Warunki są spełnione.

2.3 Dźwigar

2.3.1. Obciążenia dźwigara

Ciężar własny dźwigara

Dźwigar będzie wykonany z drewna klejonego sosnowego (deski o grubości 30mm, klasy GL 35) w kształcie trapezu gdzie wyższa krawędź 900mm a niższa 450mm (do obliczeń przyjęto średnią wartość 675 mm). Szerokość dźwigaru przyjęto równą b=180 mm.

Zestawienie obciążeń przypadających na 1 m dźwigara. Rozstaw dźwigarów a=5m.

Dane wartości obciążenia do kombinacji:

A - 1,139*5=5,695kNm +obc. dźwigara równom. Rozł. +0,729 kN/m=6,424kN

B i C - 1,159/5kN=0,232 oraz 0,627*5=3,135kNm

D i E - +-0,014*5=0,07kNm

Obliczenia zostały wykonane programem RM-WIN

OBCIĄŻENIA:

W Y N I K I

Teoria I-go rzędu

Kombinatoryka obciążeń

==================================================================

KRYTERIA KOMBINACJI OBCIĄŻEŃ:

------------------------------------------------------------------

Nr: Specyfikacja:

------------------------------------------------------------------

1 ZAWSZE : A

EWENTUALNIE: B+C

2 ZAWSZE : A

EWENTUALNIE: B

3 ZAWSZE : A

EWENTUALNIE: C

4 ZAWSZE : A

EWENTUALNIE: D/E

------------------------------------------------------------------

MOMENTY-OBWIEDNIE:

TNĄCE-OBWIEDNIE:

NORMALNE-OBWIEDNIE:

SIŁY PRZEKROJOWE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: "Kombinacja obciążeń"

------------------------------------------------------------------

Pręt: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: Kombinacja obciążeń:

------------------------------------------------------------------

1 0,000 0,000* -68,617 -89,607 ABC

3,500 -240,160* -68,617 -89,607 ABC

0,000 0,000 -68,617* -89,607 ABC

3,500 -240,160 -68,617* -89,607 ABC

0,000 0,000 -45,974 -59,677* AE

3,500 -160,481 -45,729 -59,677* AE

0,000 0,000 -68,617 -89,607* ABC

3,500 -240,160 -68,617 -89,607* ABC

2 7,571 16,569* -1,419 -69,807 AC

0,000 -240,160* 68,790 -89,475 ABC

0,000 -240,160 68,790* -89,475 ABC

9,318 -0,000 -12,230 -43,891* AD

0,000 -240,160 68,790 -89,475* ABC

3 1,747 17,511* 1,762 -70,566 ABC

9,318 -240,160* -69,834 -89,754 ABC

9,318 -240,160 -69,834* -89,754 ABC

0,000 0,000 12,230 -43,891* AE

9,318 -240,160 -69,834 -89,754* ABC

4 3,500 0,000* 68,617 -90,688 ABC

0,000 -240,160* 68,617 -90,688 ABC

3,500 0,000 68,617* -90,688 ABC

0,000 -240,160 68,617* -90,688 ABC

3,500 0,000 45,974 -59,677* AD

0,000 -160,481 45,729 -59,677* AD

0,000 -240,160 68,617 -90,688* ABC

3,500 0,000 68,617 -90,688* ABC

------------------------------------------------------------------

* = Max/Min

REAKCJE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: "Kombinacja obciążeń"

------------------------------------------------------------------

Węzeł: H[kN]: V[kN]: R[kN]: M[kNm]: Kombinacja obciążeń:

------------------------------------------------------------------

1 68,617* 89,607 112,862 ABC

45,147* 60,035 75,116 AD

68,617 89,607* 112,862 ABC

45,974 59,677* 75,333 AE

68,617 89,607 112,862* ABC

5 -45,147* 60,035 75,116 AE

-68,617* 90,688 113,722 ABC

-68,617 90,688* 113,722 ABC

-45,974 59,677* 75,333 AD

-68,617 90,688 113,722* ABC

------------------------------------------------------------------

* = Max/Min

2.3.2. Sprawdzenie połączenia dźwigara ze słupem.

Zakładam połączenie na pierścienie typu GEKA o średnicy zewnętrznej 80mm

Obliczenie łączników przy ilości n=12szt. na okręgu o promieniu r=40cm i n=8szt. na okręgu o promieniu r=25cm.

Przyjmuję pierścienie Geka, dwustronne średnicy D=80mm o F_1k=34,12kN

Przyjęcie wymiarów naroża (400+15)*2=830mm,więc 900cm

Obliczenie siły ścinającej (na jeden łącznik) pochodzącej od siły ściskającej słup

Łączne obciążenie na jeden łącznik wynosi

Nośność jednego łącznika przy kącie między siłą a włóknami 15⁰ wynosi 33,95kN

Warunek spełniony

* = Max/Min

2.3.3. Stan graniczny nośności

Miejsce występowania max naprężeń normalnych:

w ryglu

l=9/cos 15^o=9,32m

0,65*9,32=6,06m - od przegubu

h_a=

w słupie

r=3,5m

0,65*3,5=2,28m - od przegubu

h_a=0,45+

Naprężenia normalne w przekroju

M=M_p -R_a*0,5= 240,16-59,89*(9,32-6,06)=45,21kNm

f_md=f_mk*k_mod/1,3=35*0,25/1,3=6,73

W_yxa=18*74,32²/6=16570cm³

bo

Naprężenia max na dolnej krawędzi dźwigara

tgα=0,048=2,7^o

Naprężenia ścinające

τ=1,5V/(b*h_a)=1,5*68790/(180*743,2)=0,771MPa

2.3.4. Stan graniczny użytkowania

Ugięcie od obciążenia stałego

kdef=0,6

Dla przekroju 180x743,2mm:

q_k1=0,95*5=4,75kN/m

u_fin1=8,08*(1+0,6)=12,93mm.

Ugięcie od obciążenia zmiennego

k_def=0,25

q_k2=(0,522+0,11)*5+0,966=4,126kN/m

u_inst2=8,08*5,06/5,83=7,01mm

u_fin2=7,01*(1+0,25)=8,76mm

Ugięcie od całkości obciążenia:

u_inst=8,08+7,01=15,09mm

Dobrany przekrój spełnia warunki użytkowalności konstrukcji.

2.3.5. Przegub fundamentowy

dopuszczalna grubość spoiny a ≤ 0,7 ⋅ 20 = 14 mm

minimalna grubość spoiny a = 3 mm

przyjęto grubość spoiny a = 8 mm

szerokość spoiny s = √2 ⋅ a = 11,3 mm

powierzchnia docisku

A _1,doc = (15 - 2 - 2 ⋅ 1,13) ⋅ 30 = 322,2 cm²

• wytrzymałość na docisk wzdłuż włókien

• wytrzymałość na docisk w poprzek włókien. (σ_c,90)

powierzchnia docisku (22-2-2*1,15)*30=531

naprężenia nie przekraczają wartości dopuszczalnych.

Sprawdzenie nośności łączników

odległość skrajnej śruby od osi dźwigara

x_max = 7,0 cm

∑x_i² = 2 ⋅ 7² = 98 cm²

max siła działająca na skrajną śrubę

M=Q_A*x_max=113,72*7=796,04kNcm

przyjęto otwór φ 20 mm

f _h,k - charakterystyczna wytrzymałość na docisk drewna do łącznika

f_h,d - obliczeniowa wytrzymałość na docisk drewna do łącznika

moment uplastycznienia łącznika

określenie nośności obliczeniowej

= 0,5 ⋅ 1,21 ⋅ 6,5 ⋅ 2,0 = 7,87kN

R_d1 = 8,125 kN

Nośność obliczeniowa w dwóch płaszczyznach ścinania

R_d = 2 ⋅ 8,125 = 16,25 kN

Sprawdzenie nośności łączników

N_max,M = 8,12 kN < R_d = 16,25 kN

2.3.3. Przegub kalenicowy

Siły działające w miejscu przegubu kalenicowego

V =V' ⋅ cosα + H' ⋅ sinα= ½ ⋅ (12,23 ⋅ cos15^o + 89,48 ⋅ sin15^o)

V =17,49 kN

H = ½ ⋅ (H' ⋅ cosα - V' ⋅ sinα) = ½ ⋅ (12,23 ⋅ cos15^o - 89,48 ⋅ sin15^o)

H = 5,67 kN

• Sprawdzenie naprężeń w drewnie

• Naprężenia ścinające (τ)

=> naprężenia nie przekraczają

wartości dopuszczalnych

1. Sprawdzenie nośności łączników

N_max,M ≤ R_d

mimośród - odległość siły tnącej od osi łączników

e₁ = 4 + 2 + 10 = 16 cm

moment działania siły

M = V ⋅ e₁ = 18,57 ⋅ 16 = 334,26 kNcm

odległość skrajnej śruby od osi dźwigara

x_max = 10,5 cm

∑x_i² = 2 ⋅ (3,5² +10,5²) = 245 cm²

max siła działająca na skrajną śrubę

przyjęto

otwór φ 20 mm

f_h,k - charakterystyczna wytrzymałość na docisk drewna do łącznika

f_h,d - obliczeniowa wytrzymałość na docisk drewna do łącznika

moment uplastycznienia łącznika

określenie nośności obliczeniowej

= 0,5 ⋅ 1,25 ⋅ 6,5 ⋅ 2,0 = 8,125kN

R_d1 = 8,125 kN

Nośność obliczeniowa w dwóch płaszczyznach ścinania

R_d = 2 ⋅ 8,125 = 16,25 kN

Sprawdzenie nośności łączników

N_max,M = 14,33 kN < R_d = 16,25 kN

2

---