1. Schematy podparcia kratownicy
I
II
III
IV
2. Zebranie obciążeń
- Śnieg - C
- Wiatr
Obliczenie sił
a) I wariant - B
b) II wariant - A
Ekstremalne siły przekrojowe
Pominięto schemat obciążenia wiatr (Ψ=1)+śnieg (Ψ=0,9) ponieważ zawsze obciążenie śniegiem (nawet pomniejszone przez współczynnik Ψ=0,9) jest większe od obciążenia wiatrem.
|
|
WARIANT I |
|
|
WARIANT II |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PD |
PG |
K |
S |
PD |
PG |
K |
S |
Śnieg |
64,026 |
|
49,067 |
|
21,722 |
|
49,067 |
|
Ψ=1 |
|
-60,645 |
-53,182 |
-45,36 |
-42,304 |
-60,645 |
-53,182 |
-45,36 |
Wiatr P |
|
36,561 |
25,962 |
35,612 |
31,797 |
36,651 |
25,962 |
35,612 |
Ψ=1 |
-51,135 |
|
-37,607 |
|
-13,256 |
|
-37,607 |
|
Wiatr L |
3,477 |
39,162 |
39,562 |
24,438 |
26,477 |
39,162 |
39,562 |
24,438 |
Ψ=1 |
-38,066 |
-3,682 |
-27,346 |
|
-15,066 |
-3,682 |
-27,346 |
|
Śnieg +WiatrP () |
17,834 |
2,278 |
16,258 |
|
9,774 |
2,278 |
16,258 |
|
Ψ=1 Ψ=0,9 |
-5,474 |
-27,957 |
-29,916 |
-8,407 |
-13,534 |
-28,934 |
-29,916 |
-8,407 |
Śnieg +WiatrL |
29,746 |
|
24,448 |
|
8,155 |
|
24,448 |
|
Ψ=1 Ψ=0,9 |
|
-25,931 |
-17,556 |
-23,369 |
-18,462 |
-25,545 |
|
-23,369 |
|
|
|
WARIANT III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PD (N) |
PD (M) |
PG (N) |
PG (M) |
K |
S |
Śnieg |
63,242 |
1,649 |
|
1,851 |
47,166 |
0,711 |
Ψ=1 |
|
|
-59,416 |
|
-51,824 |
-44,535 |
Wiatr P |
|
|
35,784 |
|
26,185 |
35,034 |
Ψ=1 |
-50,49 |
-1,155 |
|
-1,231 |
-36,273 |
-0,208 |
Wiatr L |
3,447 |
|
37,889 |
|
38,729 |
23,968 |
Ψ=1 |
-37,568 |
-0,941 |
-3,665 |
-1,275 |
-26,283 |
-0,546 |
Śnieg +WiatrP () |
17,633 |
0,678 |
2,275 |
1,008 |
15,424 |
0,463 |
Ψ=1 Ψ=0,9 |
-5,474 |
|
-28,228 |
-0,107 |
-29,67 |
-8,148 |
Śnieg +WiatrL |
29,411 |
0,802 |
|
0,897 |
23,504 |
0,22 |
Ψ=1 Ψ=0,9 |
|
|
-25,405 |
|
-16,948 |
-22,968 |
|
|
|
WARIANT IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PD (N) |
PD (M) |
PG (N) |
PG (M) |
K |
S |
Śnieg |
21,624 |
1,795 |
0,006 |
2,163 |
46,982 |
1,754 |
Ψ=1 |
-42,388 |
-0,131 |
-59,321 |
-0,713 |
-53,176 |
-44,463 |
Wiatr P |
31,862 |
0,024 |
34,898 |
0,503 |
27,247 |
34,969 |
Ψ=1 |
-13,235 |
-1,286 |
|
-1,51 |
-36,109 |
-1,141 |
Wiatr L |
26,499 |
0,167 |
38,105 |
0,437 |
39,463 |
23,928 |
Ψ=1 |
-14,964 |
-1,02 |
-3,684 |
-1,461 |
-26,183 |
-1,112 |
Śnieg +WiatrP () |
9,696 |
0,744 |
2,282 |
1,073 |
15,082 |
0,662 |
Ψ=1 Ψ=0,9 |
-13,558 |
-0,089 |
-28,18 |
-0,263 |
-29,928 |
-8,134 |
Śnieg +WiatrL |
8,149 |
0,876 |
|
1,057 |
23,41 |
0,753 |
Ψ=1 Ψ=0,9 |
-18,526 |
-0,013 |
-25,304 |
|
-17,639 |
-22,931 |
Na żółto zaznaczono maksymalne siły rozciągające, na zielono maksymalne siły ściskające, a na beżowo momenty odpowiadające ekstremalnym siłom.
3. Wymiarowanie
Wymiarowania dokonano dla I wariantu ze względu na występowanie w nim największych sił osiowych oraz dla wariantu III żeby sprawdzić wpływ momentów zginających na dobór przekrojów.
3.1. Wariant I
Pas dolny i górny- przegubowe wiec długości wyboczeniowe pasów z płaszczyzny i w płaszczyźnie kratownicy wynoszą l=2m.
- dobór przekroju pasa dolnego
Nośność przekroju na rozciąganie
Nośność przekroju na ściskanie
Przyjęto przekrój ½ I 140.
- dobór przekroju pasa górnego
Wymiarowanie tylko z warunku nośności na ściskanie
Przyjęto przekrój ½ IPE 140.
- dobór przekroju słupków
Wymiarowanie tylko z warunku nośności na ściskanie
Wstępnie przyjęto przekrój zamknięty okrągły 57x5,6
Przyjęto przekrój zamknięty okrągły 57x5,6.
- dobór przekroju krzyżulców
Wymiarowanie tylko z warunku nośności na ściskanie
Wstępnie przyjęto przekrój zamknięty okrągły 63,5x5
Przyjęto przekrój zamknięty okrągły 63,5x5.
3.2. Wariant III
Zastosowano stężenia połaciowe poprzeczne więc długość wyboczeniowa pasa górnego wynosi l=2m oraz stężenia podłużne co 4m więc długość wyboczeniowa pasa dolnego wynosi l=4m.
- dobór przekroju pasa dolnego
Warunek nośności przekroju ściskanego i zginanego:
Wstępnie przyjęto ½ IPE 220
Przyjęto przekrój ½ IPE 220.
Warunek nośności przekroju rozciąganego i zginanego:
- dobór przekroju pasa górnego
Warunek nośności przekroju ściskanego i zginanego:
Wstępnie przyjęto ½ IPE 200
Przyjęto przekrój ½ IPE 200.
- dobór przekroju słupków
Wymiarowanie tylko z warunku nośności na ściskanie
Wstępnie przyjęto przekrój zamknięty okrągły 57x5,6
Przyjęto przekrój zamknięty okrągły 57x5,6.
- dobór przekroju krzyżulców
Wymiarowanie tylko z warunku nośności na ściskanie
Wstępnie przyjęto przekrój zamknięty okrągły 63,5x5
Przyjęto przekrój zamknięty okrągły 63,5x5.
Do dalszych obliczeń ze względu na większe przekroje wybrano wariant III.
4. Obliczenie energii układu E
Odczytano przemieszczenia wywołane obciążeniem - śniegiem ponieważ właśnie pod wpływem tego obciążenia powstaje większość maksymalnych sił osiowych.
Wariant III
węzeł |
przemieszczenie [m] |
siła [kN] |
Energia [kNm] |
1 |
0,00007 |
6,48 |
0,371952 |
2 |
0,00291 |
12,96 |
|
3 |
0,00508 |
|
|
4 |
0,00592 |
12,96 |
|
5 |
0,00611 |
12,96 |
|
6 |
0,00491 |
|
|
7 |
0,00337 |
12,96 |
|
8 |
0,00073 |
6,48 |