SPIS TREŚCI
Opis techniczny do projektu konstrukcji dachu ………………………………………………………. 3
Opis ogólny przedmiotu opracowania………………………………………………………………….. 3
Temat projektu dachu stalowego ………………………………………………………………………… 3
Ustalenie wymiarów hali………………………………………………………………………………………. 4
Wymiary wiązara……………………………………………………………………………………….. 4
Ustalenie wysokości kratownicy………………………………………………………………….. 4
Sprawdzenie geometrycznej wyznaczalności wiązara…………………………………. 4
Wysokość płatwi…………………………………………………………………………………………. 4
Określenie pochylenia połaci dachowej………………………………………………………. 5
Kąt załamania ściągu…………………………………………………………………………………. 5
Wyznaczenie obciążeń………………………………………………………………………………………….. 6
Obciążenie śniegiem (wg. PN-EN 1993-1-1:2006)……………………………………….. 6
Obciążenie śniegiem dachu w trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej.. 6
Obciążenie wiatrem…………………………………………………………………………………… 7
Tabelaryczne zestawienie obciążeń…………………………………………………………… 8
Zestawienie składowych obciążeń płatwi………………………………………………….. 9
Warianty kombinacji obciążeń płatwi……………………………………………………….. 9
Schemat statyczny płatwi oraz momenty gnące……………………………………….. 10
Projektowanie płatwi ………………………………………………………………………………………………… 11
Przekrój płatwi…………………………………………………………………………………………………….. 11
Klasa przekroju……………………………………………………………………………………………………. 11
Sprawdzenie SGN…………………………………………………………………………………………………. 12
Sprawdzenie SGU…………………………………………………………………………………………………. 13
2.5.1. Określenie siły obliczeniowej ściągu………………………………………………………….. 14
Przyjęcie ściągów……………………………………………………………………………………….. 14
Sprawdzenie SGN ściągu…………………………………………………………………………….. 14
Dźwigar kratowy…………………………………………………………………………………………………………. 15
Zebranie obciążeń ………………………………………………………………………………………………. 15
Kombinacje obciążeń…………………………………………………………………………………………… 15
Siły wewnętrzne w kratownicy (bez ciężaru kratownicy I iteracja)………………………. 16
Przyjęcie odpowiednich kształtowników (I iteracja) ……………………………………………. 17
Pas górny ………………………………………………………………………………………………….. 17
Krzyżulce……………………………………………………………………………………………………. 21
Krzyżulce ściskane…………………………………………………………………………… 21
Krzyżulce……………………………………………………………………………………………………. 25
Krzyżulce rozciągane………………………………………………………………………. 25
Słupki…………………………………………………………………………………………………………. 26
Słupki ściskane………………………………………………………………………………. 26
3.4.4.2 Krzyżulce rozciągane………………………………………………………………………. 28
3.4.5 Pas dolny……………………………………………………………………………………………………. 30
Siły wewnętrzne w kratownicy (z ciężarem kratownicy II iteracja)……………………….. 31
Przyjęcie odpowiednich kształtowników (II iteracja) ……………………………………………. 32
Pas górny ………………………………………………………………………………………………….. 32
Krzyżulce……………………………………………………………………………………………………. 37
Krzyżulce ściskane…………………………………………………………………………… 37
Krzyżulce……………………………………………………………………………………………………. 40
Krzyżulce rozciągane……………………………………………………………………….. 40
Słupki…………………………………………………………………………………………………………. 41
Słupki ściskane………………………………………………………………………………. 41
3.6.4.2 Krzyżulce rozciągane……………………………………………………………………………. 44
3.6.5 Pas dolny……………………………………………………………………………………………………. 45
Normy ujęte w opracowaniu………………………………………………………………………………………. 45
Załączniki
Rysunki konstrukcyjne
Opis techniczny do projektu konstrukcji dachu.
Opis ogólny przedmiotu opracowania.
Projekt konstrukcyjny obejmuje obliczenia statyczne dachu o konstrukcji stalowej według wymagań normy PN-EN-1993-1-1:2006. Konstrukcja całej hali nie wchodzi w zakres opracowania.
Temat projektu dachu stalowego
Temat numer 2 |
---|
Wysokość budynku H [m] |
Szerokość budynku B [m] |
Ilość przęseł płatwi n [szt] |
Rozstaw wiązarów Lp [m] |
Typ wiązara |
Lokalizacja |
Ustalenie wymiarów hali
Wymiary wiązara
Wyznaczenie rozpiętości wiązara
Lw = B + 2 • 15cm = 20[m] + 2 • 0, 15[m] = 20, 3[m]
Ustalenie wysokości kratownicy
Zalecane wysokości dźwigara ustalone są w zakresie mnożnika w nawiasie
$h_{1} = \left( \frac{1}{7} \div \frac{1}{12} \right) \bullet L_{w}$ $h_{1} = \left( \frac{1}{7} \div \frac{1}{12} \right) \bullet L_{w} = \frac{1}{10} \bullet 20,3\left\lbrack m \right\rbrack = 2,03\lbrack m\rbrack$
$h_{2} = \left( \frac{1}{13} \div \frac{1}{17} \right) \bullet L_{w}$ $h_{2} = \left( \frac{1}{13} \div \frac{1}{17} \right) \bullet L_{w} = \frac{1}{14} \bullet 20,3\left\lbrack m \right\rbrack = 1,45\lbrack m\rbrack$
Długość połaci dachowej
$L^{'} = \sqrt{\left( \frac{L_{w}}{2} \right)^{2} + \left( h_{1} - h_{2} \right)}$ $L^{'} = \sqrt{\left( \frac{20,3\lbrack m\rbrack}{2} \right)^{2} + \left( 2,03\left\lbrack m \right\rbrack - 1,45\lbrack m\rbrack \right)} = 10,17\lbrack m\rbrack$
Długość pojedynczego pręta pasa górnego
$$c = \frac{L^{'}}{4} = \frac{10,17\lbrack m\rbrack}{4} = 254\lbrack cm\rbrack\ $$
Sprawdzenie geometrycznej wyznaczalności wiązara
p = 2 • w − n
gdzie:
w – liczba węzłów kratownicy (16)
p – liczba prętów kratownicy (29)
n – liczba składowych reakcji (3)
p = 2 • w − n = 2 • 16 − 3 = 29
Kratownica jest zatem statycznie wyznaczalna i geometrycznie niezmienna
Wysokość płatwi
Płatew będzie konstruowana z dwuteownika IPE 140 (S 355)
Określenie pochylenia połaci dachowej
$tg\alpha = \left( \frac{h_{1} - h_{2}}{\frac{L_{w}}{2}} \right) \Longrightarrow \alpha = arctg\left( \frac{h_{1} - h_{2}}{\frac{L_{w}}{2}} \right) \Longrightarrow \alpha = arctg\left( \frac{2,03\left\lbrack m \right\rbrack - 1,45\left\lbrack m \right\rbrack}{\frac{20,3\left\lbrack m \right\rbrack}{2}} \right) = 3,270\lbrack\ \ \rbrack$
∝ = 3, 27[ ] sin ∝ =0, 057 cos ∝ =0, 999
Rozstaw płatwi w rzucie poziomym
a = c • cosα = 254[cm] • 0, 999 = 253, 74[cm]
Kąt załamania ściągu
Rozstaw ściągów (przyjęto jeden rząd ściągów w jednym przęśle płatwi)
$$l_{s} = \frac{L_{x}}{2} = \frac{5,0\ \lbrack m\rbrack}{2} = 2,5$$
Kąt załamania β
$$tg\beta = \left( \frac{a}{\frac{L_{p}}{2}} \right) \Longrightarrow \beta = arctg\left( \frac{a}{\frac{L_{p}}{2}} \right) \Longrightarrow \beta = arctg\left( \frac{253,74\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack}{\frac{500\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack}{2}} \right) = 45,4$$
Obciążenie śniegiem (S), dla obiektu w Suwałki:
Strefa obciążenia 4 wg. PN-EN 1993-1-3 Tab.NB.1 Sk=1,6 kN/m3 –wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu
s = μ1 • Ce • Ct • sk wg. PN-EN 1991-1-3 wz.5.1
Ce=1 – współczynnik ekspozycji wg. PN-EN 1991-1-3 Tab.5.1
Ct=1 – współczynnik termiczny wg. PN-EN 1991-1-3 p.5.2(8)
μ1 =0,8 współczynnik kształtu dachu wg. PN-EN 1991-1-3 Tab.5.2
$$s = \mu_{1} \bullet C_{e} \bullet C_{t} \bullet s_{k} = 0,8 \bullet 1 \bullet 1 \bullet 1,6\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack = 1,28\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack$$
Obciążenie wiatrem
Ponieważ konstrukcja całej hali nie wchodzi w zakres opracowania zostaną pominięte obliczenia wywołane parciem wiatru na ściany hali oraz wpływ wiatru działającego na połacie zostanie pominięty ponieważ:
pk = qk • Ce • C • β wg. Az1 do PN-77B/02011 wz.1
qk = 0, 30 kPa ⇒ strefa I wg. Az1 do PN-77B/02011 tab.3
Ce = 0,95 wg. Az1 do PN-77B/02011 tab.4
C=-0,9 oraz C=-0,4 wg. PN-77B/02011 tab.4
Β=1,8 wg. PN-77B/02011 p.5.1(1)
$p_{k} = q_{k} \bullet C_{e} \bullet C \bullet \beta = 0,30\left\lbrack \text{kPa} \right\rbrack \bullet 0,95 \bullet \left( - 0,9 \right) \bullet 1,8 = - 0,462\lbrack\frac{\text{kN}}{m^{2}}\rbrack$
$p_{k} = q_{k} \bullet C_{e} \bullet C \bullet \beta = 0,30\left\lbrack \text{kPa} \right\rbrack \bullet 0,95 \bullet \left( - 0,4 \right) \bullet 1,8 = - 0,205\lbrack\frac{kN}{m^{2}}\rbrack$
Ponieważ obie połacie są obciążone ssaniem wiatru zatem zawsze pk < 0 i obciążenie wiatrem może zostać pominięte
Tabelaryczne zestawienie obciążeń
Lp | Rodzaj obciążenia | Wartość charakterystyczna Xk [kN/mb] | γf [ΕΚ0] tabA1.2B | Wartość Obliczeniowa Xd [kN/mb] |
---|---|---|---|---|
I | Obciążenie stałe | |||
1 | Płatwie IPE 140 12,9 kg/m 0,129kN/m wg. danych producenta | 0,129 | 1,35 | 0,175 |
2 | Płyty warstwowe dachowe PUR 100 13,0 kg/m2 0,13 kN/m2·2,54[m] wg. danych producenta |
0,330 | 1,35 | 0,446 |
3 | Razem$\mathbf{\ }\sum_{\mathbf{j = 1}}^{\mathbf{2}}\mathbf{G}_{\mathbf{k}}$ | 0,459 | 1,35 | 0,621 |
II |
1,28 kN/m2 ∙2,54 [m] |
3,251 | 1,5 | 4,877 |
Zestawienie składowych obciążeń płatwi
∝ = 3, 27[ ] sin ∝ =0, 057 cos ∝ =0, 999
Lp | Rodzaj obciążenia | Wartość ch-na Xk [kN/mb] | Wartość Obliczeniowa Xd [kN/mb] | Wartość ch-na Xk [kN/mb] | Wartość Obliczeniowa Xd [kN/mb] |
---|---|---|---|---|---|
Składowe prostopadłe obciążenia | Składowe równoległe obciążenia | ||||
I | Obciążenie stałe | y
|
y
|
z
|
z
|
3 | Razem$\mathbf{\ }\sum_{\mathbf{j = 1}}^{\mathbf{2}}\mathbf{G}_{\mathbf{k}}$ | 0,459 | 0,620 | 0,026 | 0,035 |
Wartość ch-na Xk [kN/mb] | Wartość Obliczeniowa Xd [kN/mb] | Wartość ch-na Xk [kN/mb] | Wartość Obliczeniowa Xd [kN/mb] | ||
II | Obciążenie zmienne średniotrwałe (śnieg) $\mathbf{\ }\sum_{\mathbf{j = 1}}^{\mathbf{1}}\mathbf{S}_{\mathbf{k}}$ | Sk∙cos2α 3,245 | Sd∙cos2α 4,867 | Sk∙sincosα 0,185 |
Sd∙sincosα 0,278 |
Warianty kombinacji obciążeń płatwi
Kombinacja K1 : 1,35 G
Kombinacja K2 : 1,35 G+1,5 S (obciążenia stałe + obciążenie śniegiem jako wiodące)
Analiza obciążeń zostanie przeprowadzona dla gorszego przypadku obciążenia kombinacji K2
Schemat statyczny płatwi oraz momenty gnące
$G_{d(y)} = 0,620\lbrack\frac{\text{kN}}{m}\rbrack$ $S_{d(y)} = 4,867\lbrack\frac{\text{kN}}{m}\rbrack$
$G_{d(z)} = 0,035\lbrack\frac{\text{kN}}{m}\rbrack$ $S_{d(z)} = 0,278\lbrack\frac{\text{kN}}{m}\rbrack$
Momenty zginające w kierunku prostopadłym do płatwi
My, Ed = 14, 697 [kNm]
Momenty zginające w kierunku równoległym do płatwi
Mz, Ed = 0, 838[kNm]
Projektowanie płatwi
Przekrój płatwi
Przyjęty przekrój to dwuteownik równoległościenny IPE 180 (S 355), dane materiałowe według producenta:
wg. PN-EN 10034:1998
Wysokość | H = 180 [mm] | ![]() |
---|---|---|
Szerokość stopki | bf = 90 [mm] | |
Grubość środnika | tw = 5,3 [mm] | |
Grubość stopki | tf = 8,0 [mm] | |
Moment bezwładności | Iy = 1320 [cm4] | |
Moment bezwładności | Iz = 101 [cm4] | |
Promień zaokrąglenia | R = 9 [mm] | |
Promień bezwładności | iy = 7,42 [cm] | |
Promień bezwładności | Iz = 2,05[cm] | |
Wskaźnik wytrzymałości | Wy = 146 [cm3] | |
Wskaźnik wytrzymałości | Wz = 22,2 [cm3] |
Klasa przekroju
IPE 180
fy = 355[MPa] wg. PN-EN 1993-1-1 tab.3.1
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2 $\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} = \sqrt{\frac{235}{355}} = 0,81$
Środnik
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{h - 2 \bullet t_{f} - 2 \bullet R}{t_{w}} = \frac{180\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 2 \bullet 8\lbrack\text{mm}\rbrack - 2 \bullet 9\lbrack\text{mm}\rbrack}{5,3\lbrack\text{mm}\rbrack} = 27,55$
$$\frac{c}{t} = 27,55\ \leq 72 \bullet \varepsilon$$
27, 55 ≤ 72 • 0, 812
27, 55 ≤ 58, 46
Środnik klasy 1
Pas wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{\frac{1}{2} \bullet (b_{f -}t_{w} - 2 \bullet R)}{t_{f}} = \frac{\frac{1}{2} \bullet (90\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 5,3\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 2 \bullet 9\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack)}{8\lbrack\text{mm}\rbrack} = 4,23$
$$\frac{c}{t} = 4,23\ \leq 9 \bullet \varepsilon$$
4, 23 ≤ 9 • 0, 81
4, 23 ≤ 7, 29
Pas klasy 1
Ponieważ środnik jak i pas pracuje w klasie 1 to klasa przekroju też jest 1
Sprawdzenie SGN
Podany profil IPE 180 jest poddany dwukierunkowemu zginaniu wg. EC3 należy zastosować następujący warunek nośności
$$\frac{M_{y,Ed}}{M_{y,Rd}} + \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \leq 1,0$$
My, Ed = 14, 697 [kNm]
Mz, Ed = 0, 838 [kNm]
$M_{c,\text{Rd}} = M_{\text{pl},\text{Rd}} = \frac{W_{\text{pl}} \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.13
γM0 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
$$M_{y,\text{Rd}} = \frac{W_{y} \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{146\lbrack\text{cm}^{3}\rbrack \bullet 355\lbrack MPa\rbrack}{1} = 51,83\lbrack kNm\rbrack$$
$$M_{z,\text{Rd}} = \frac{W_{z} \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{22,2\lbrack\text{cm}^{3}\rbrack \bullet 355\lbrack MPa\rbrack}{1} = 7,881\lbrack kNm\rbrack$$
$$\frac{M_{y,Ed}}{M_{y,Rd}} + \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \leq 1,0$$
$$\frac{14,697\lbrack kNm\rbrack}{51,83\lbrack kNm\rbrack} + \frac{0,838\lbrack kNm\rbrack}{7,881\lbrack kNm\rbrack} \leq 1,0$$
0, 39 ≤ 1, 0
Stan graniczny nośności płatwi spełniony
Przekrój płatwi wykorzystany w 39%
Sprawdzenie SGU
Do wyznaczenia ugięcia płatwi przyjmuję belkę jednoprzęsłową o równomiernym obciążeniu ciągłym
$E_{\text{mean}} = 210\left\lbrack \frac{\text{kN}}{\text{mm}^{2}} \right\rbrack$
$u = \frac{5}{384} \bullet \frac{\text{ql}^{4}}{E_{,mean}I}$
$u_{y} = \frac{5}{384} \bullet \frac{{q,k,y \bullet l}^{4}}{E_{\text{mean}}I_{y}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{3,704\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack \bullet \left( 5,0\left\lbrack m \right\rbrack \right)^{4}}{210\left\lbrack \frac{\text{kN}}{\text{mm}^{2}} \right\rbrack \bullet 1320\left\lbrack \text{cm}^{4} \right\rbrack} = 1,09\lbrack cm\rbrack$
$u_{z} = \frac{5}{384} \bullet \frac{{q,k,z \bullet l}^{4}}{E_{\text{mean}}\text{Iz}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{0,211\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack \bullet \left( 5,0\left\lbrack m \right\rbrack \right)^{4}}{210\left\lbrack \frac{\text{kN}}{\text{mm}^{2}} \right\rbrack \bullet 101\left\lbrack \text{cm}^{4} \right\rbrack} = 0,81\lbrack cm\rbrack$
$$u_{\text{fin}} = \sqrt{{u^{2}}_{y} + {u^{2}}_{z}} = \sqrt{{(1,09\lbrack cm\rbrack)}^{2} + {(0,81\lbrack cm\rbrack)}^{2}} = 1,35\lbrack cm\rbrack$$
Maksymalne dopuszczalne ugięcie nie powinno przekraczać:
$\frac{L}{250} \Longrightarrow \frac{500\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack}{250} = 2,00\ \lbrack cm\rbrack$ wg. PN-EN 1993-1-1 NA.22
1, 35[cm] < 2, 00[cm]
Stan graniczny użytkowania płatwi spełniony
2.5.1. Określenie siły obliczeniowej ściągu.
$S = \left( q_{y1}{+ q}_{y2} + q_{y3} + q_{y4} \right) \bullet b \bullet \frac{1}{\text{sinβ}}$
Najmocniej wytężony ściąg ukośny:
$$S = \left( q_{y1}{+ q}_{y2} + q_{y3} + q_{y4} \right) \bullet b \bullet \frac{1}{\text{sinβ}} = 4 \bullet (G_{z,d} + Q_{z,d}{) \bullet l}_{s} \bullet \frac{1}{\sin\left( 45,4 \right)} = = 4 \bullet 0,313\lbrack\frac{\text{kN}}{m}\rbrack \bullet 2,5\lbrack m\rbrack \bullet 1,40 = 4,382\ \lbrack kN\rbrack$$
Przyjęcie ściągów.
Przyjmuje ściąg śrubowy o średnicy φ=10 [mm]
Sprawdzenie SGN ściągu
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,\text{Rd}}} \leq 1$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.5
$N_{pl,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.6
$$N_{t,\text{Rd}} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{\frac{\pi \bullet d^{2}}{4} \bullet f_{y}}{1} = \frac{\pi \bullet {(0,010\lbrack m\rbrack)}^{2}}{4} \bullet 235 \bullet 10^{6}\left\lbrack \frac{N}{m^{2}} \right\rbrack = 18,45\lbrack kN\rbrack$$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,Rd}} \leq 1 \Longrightarrow \frac{4,382\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{18,45\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,24 < 1$
Warunek SGN ściągu spełniony
Dźwigar kratowy
Zebranie obciążeń
Lp | Rodzaj obciążenia | Wartość charakterystyczna Xk [kN] | γf [ΕΚ0] tabA1.2B | Wartość Obliczeniowa Xd [kN] |
---|---|---|---|---|
I | Obciążenie stałe | |||
1 | Płatwie IPE 140 18,8 kg/m 0,188kN/m·5,0m wg. danych producenta | 0,94 | 1,35 | 1,269 |
2 | Płyty warstwowe dachowe PUR 100 13,0 kg/m2 0,13 kN/m2·2,54[m]·5,0[m] wg. danych producenta | 1,651 | 1,35 | 2,229 |
3 | Razem$\mathbf{\ }\sum_{\mathbf{j = 1}}^{\mathbf{2}}\mathbf{G}_{\mathbf{k}}$ | 2,591 | 1,35 | 3,498 |
II | Obciążenie zmienne średniotrwałe (śnieg) $\mathbf{\ }\sum_{\mathbf{j = 1}}^{\mathbf{1}}\mathbf{S}_{\mathbf{k}}$ 1,28 kN/m2 ∙2,54 [m] ·5,0[m] |
16,256 | 1,5 | 24,384 |
Kombinacja obciążeń wywołująca maksymalne siły przekrojowe
Gd + Sd (ciężar poszycia + ciężar śniegu na obydwu połaciach )
Siły wewnętrzne w kratownicy Siły rozciągające oraz ściskające zostały wyznaczone przy użyciu programu RM-Win ver. 4.21
WĘZŁY:
WĘZŁY:
------------------------------------------------------------------
Nr: X [m]: Y [m]: Nr: X [m]: Y [m]:
------------------------------------------------------------------
1 0,000 1,450 9 20,300 1,450
2 2,538 1,595 10 2,537 0,000
3 5,075 1,740 11 5,075 0,000
4 7,613 1,885 12 7,613 0,000
5 10,150 2,030 13 10,150 0,000
6 12,688 1,885 14 12,688 0,000
7 15,225 1,740 15 15,225 0,000
8 17,763 1,595 16 17,763 0,000
------------------------------------------------------------------
PRZEKROJE PRĘTÓW:
PRĘTY UKŁADU:
Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 01 - sztyw.-przegub;
10 - przegub-sztyw.; 11 - przegub-przegub
22 - cięgno
------------------------------------------------------------------
Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój:
------------------------------------------------------------------
1 11 1 2 2,538 0,145 2,542 1,000 1 T 1/2 I 300
2 11 2 3 2,537 0,145 2,541 1,000 1 T 1/2 I 300
3 11 3 4 2,538 0,145 2,542 1,000 1 T 1/2 I 300
4 11 4 5 2,537 0,145 2,541 1,000 1 T 1/2 I 300
5 11 5 6 2,538 -0,145 2,542 1,000 1 T 1/2 I 300
6 11 6 7 2,537 -0,145 2,541 1,000 1 T 1/2 I 300
7 11 7 8 2,538 -0,145 2,542 1,000 1 T 1/2 I 300
8 11 8 9 2,537 -0,145 2,541 1,000 1 T 1/2 I 300
9 11 10 11 2,538 0,000 2,538 1,000 2 T 1/2 I 180
10 11 11 12 2,538 0,000 2,538 1,000 2 T 1/2 I 180
11 11 12 13 2,537 0,000 2,537 1,000 2 T 1/2 I 180
12 11 13 14 2,538 0,000 2,538 1,000 2 T 1/2 I 180
13 11 14 15 2,537 0,000 2,537 1,000 2 T 1/2 I 180
14 11 15 16 2,538 0,000 2,538 1,000 2 T 1/2 I 180
15 11 10 2 0,001 1,595 1,595 1,000 2 T 1/2 I 180
16 11 11 3 0,000 1,740 1,740 1,000 2 T 1/2 I 180
17 11 12 4 0,000 1,885 1,885 1,000 2 T 1/2 I 180
18 11 13 5 0,000 2,030 2,030 1,000 2 T 1/2 I 180
19 11 14 6 0,000 1,885 1,885 1,000 2 T 1/2 I 180
20 11 15 7 0,000 1,740 1,740 1,000 2 T 1/2 I 180
21 11 16 8 0,000 1,595 1,595 1,000 2 T 1/2 I 180
22 11 1 10 2,537 -1,450 2,922 1,000 2 T 1/2 I 180
23 11 2 11 2,537 -1,595 2,997 1,000 2 T 1/2 I 180
24 11 3 12 2,538 -1,740 3,077 1,000 2 T 1/2 I 180
25 11 4 13 2,537 -1,885 3,161 1,000 2 T 1/2 I 180
26 11 13 6 2,538 1,885 3,161 1,000 2 T 1/2 I 180
27 11 14 7 2,537 1,740 3,076 1,000 2 T 1/2 I 180
28 11 15 8 2,538 1,595 2,998 1,000 2 T 1/2 I 180
29 11 16 9 2,537 1,450 2,922 1,000 2 T 1/2 I 180
------------------------------------------------------------------
OBCIĄŻENIA:
OBCIĄŻENIA: ([kN],[kNm],[kN/m])
------------------------------------------------------------------
Pręt: Rodzaj: Kąt: P1(Tg): P2(Td): a[m]: b[m]:
------------------------------------------------------------------
Grupa: A "" Zmienne γf= 1,00
1 Skupione 0,0 1,749 0,00
1 Skupione 0,0 3,498 2,54
2 Skupione 0,0 3,498 2,54
3 Skupione 0,0 3,498 2,54
4 Skupione 0,0 3,498 2,54
5 Skupione 0,0 3,498 2,54
6 Skupione 0,0 3,498 2,54
7 Skupione 0,0 3,498 2,54
8 Skupione 0,0 1,749 2,54
Grupa: B "" Zmienne γf= 1,00
1 Skupione 0,0 12,192 0,00
1 Skupione 0,0 24,384 2,54
2 Skupione 0,0 24,384 2,54
3 Skupione 0,0 24,384 2,54
4 Skupione 0,0 24,384 2,54
5 Skupione 0,0 24,384 2,54
6 Skupione 0,0 24,384 2,54
7 Skupione 0,0 24,384 2,54
8 Skupione 0,0 12,192 2,54
------------------------------------------------------------------
NORMALNE
SIŁY PRZEKROJOWE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu
Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"Kombinacja obciążeń"
------------------------------------------------------------------
Pręt: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: Kombinacja obciążeń:
------------------------------------------------------------------
1 1,271 0,218* 0,000 -163,581 AB
0,000 0,000* 0,344 -163,601 AB
2,542 0,000* -0,344 -163,561 AB
0,000 0,000 0,344* -163,601 AB
2,542 0,000 -0,344* -163,561 AB
2,542 0,000 -0,344 -27,591* A
0,000 0,000 0,344 -163,601* AB
2 1,271 0,218* -0,000 -257,294 AB
0,000 0,000* 0,344 -257,314 AB
2,541 -0,000* -0,344 -257,274 AB
0,000 0,000 0,344* -257,314 AB
2,541 -0,000 -0,344* -257,274 AB
2,541 -0,000 -0,344 -43,566* A
0,000 0,000 0,344 -257,314* AB
3 1,271 0,218* 0,000 -296,972 AB
0,000 0,000* 0,344 -296,992 AB
2,542 0,000* -0,344 -296,952 AB
0,000 0,000 0,344* -296,992 AB
2,542 0,000 -0,344* -296,952 AB
2,542 0,000 -0,344 -50,360* A
0,000 0,000 0,344 -296,992* AB
4 1,271 0,218* -0,000 -294,166 AB
0,000 0,000* 0,344 -294,186 AB
2,541 -0,000* -0,344 -294,147 AB
0,000 0,000 0,344* -294,186 AB
2,541 -0,000 -0,344* -294,147 AB
2,541 -0,000 -0,344 -49,909* A
0,000 0,000 0,344 -294,186* AB
5 1,271 0,218* 0,000 -294,166 AB
0,000 0,000* 0,344 -294,146 AB
2,542 0,000* -0,344 -294,186 AB
0,000 0,000 0,344* -294,146 AB
2,542 0,000 -0,344* -294,186 AB
0,000 0,000 0,344 -49,909* A
2,542 0,000 -0,344 -294,186* AB
6 1,271 0,218* 0,000 -296,957 AB
0,000 0,000* 0,344 -296,937 AB
2,541 0,000* -0,344 -296,976 AB
0,000 0,000 0,344* -296,937 AB
2,541 0,000 -0,344* -296,976 AB
0,000 0,000 0,344 -50,357* A
2,541 0,000 -0,344 -296,976* AB
7 1,271 0,218* 0,000 -257,294 AB
0,000 0,000* 0,344 -257,274 AB
2,542 0,000* -0,344 -257,313 AB
0,000 0,000 0,344* -257,274 AB
2,542 0,000 -0,344* -257,313 AB
0,000 0,000 0,344 -43,566* A
2,542 0,000 -0,344 -257,313* AB
8 1,271 0,218* 0,000 -163,584 AB
0,000 0,000* 0,344 -163,565 AB
2,541 0,000* -0,344 -163,604 AB
0,000 0,000 0,344* -163,565 AB
2,541 0,000 -0,344* -163,604 AB
0,000 0,000 0,344 -27,592* A
2,541 0,000 -0,344 -163,604* AB
9 1,269 0,088* 0,000 163,373 AB
0,000 0,000* 0,138 163,373 AB
0,000 0,000 0,138* 163,373 AB
0,000 0,000 0,138 163,373* AB
1,269 0,088 0,000 163,373* AB
0,000 0,000 0,138 27,575* A
1,269 0,088 0,000 27,575* A
10 1,269 0,088* 0,000 256,875 AB
0,000 0,000* 0,138 256,875 AB
0,000 0,000 0,138* 256,875 AB
0,000 0,000 0,138 256,875* AB
1,269 0,088 0,000 256,875* AB
0,000 0,000 0,138 43,515* A
1,269 0,088 0,000 43,515* A
11 1,268 0,088* 0,000 296,488 AB
0,000 0,000* 0,138 296,488 AB
0,000 0,000 0,138* 296,488 AB
0,000 0,000 0,138 296,488* AB
1,268 0,088 0,000 296,488* AB
0,000 0,000 0,138 50,297* A
1,268 0,088 0,000 50,297* A
12 1,269 0,088* 0,000 296,473 AB
0,000 0,000* 0,138 296,473 AB
0,000 0,000 0,138* 296,473 AB
0,000 0,000 0,138 296,473* AB
1,269 0,088 0,000 296,473* AB
0,000 0,000 0,138 50,295* A
1,269 0,088 0,000 50,295* A
13 1,269 0,088* 0,000 256,875 AB
0,000 0,000* 0,138 256,875 AB
0,000 0,000 0,138* 256,875 AB
0,000 0,000 0,138 256,875* AB
1,269 0,088 0,000 256,875* AB
0,000 0,000 0,138 43,515* A
1,269 0,088 0,000 43,515* A
14 1,269 0,088* 0,000 163,318 AB
0,000 0,000* 0,138 163,318 AB
0,000 0,000 0,138* 163,318 AB
0,000 0,000 0,138 163,318* AB
1,269 0,088 0,000 163,318* AB
0,000 0,000 0,138 27,566* A
1,269 0,088 0,000 27,566* A
15 1,495 0,000* -0,000 -92,880 AB
0,299 0,000* 0,000 -93,011 AB
0,000 0,000* 0,000 -93,043 AB
1,595 0,000* -0,000 -92,869 AB
0,000 0,000 0,000* -93,043 AB
1,595 0,000 -0,000* -92,869 AB
1,595 0,000 -0,000 -15,283* A
0,000 0,000 0,000 -93,043* AB
16 0,000 0,000* 0,000 -58,344 AB
1,740 0,000* 0,000 -58,154 AB
0,000 0,000* 0,000 -58,344 AB
1,740 0,000* 0,000 -58,154 AB
0,000 0,000 0,000* -58,344 AB
1,740 0,000 0,000* -58,154 AB
1,740 0,000 0,000 -9,391* A
0,000 0,000 0,000 -58,344* AB
17 0,000 0,000* 0,000 -26,714 AB
1,885 0,000* 0,000 -26,508 AB
0,000 0,000* 0,000 -26,714 AB
1,885 0,000* 0,000 -26,508 AB
0,000 0,000 0,000* -26,714 AB
1,885 0,000 0,000* -26,508 AB
1,885 0,000 0,000 -4,000* A
0,000 0,000 0,000 -26,714* AB
18 0,000 0,000* 0,000 4,772 AB
2,030 0,000* 0,000 4,994 AB
0,000 0,000* 0,000 4,772 AB
2,030 0,000* 0,000 4,994 AB
0,000 0,000 0,000* 4,772 AB
2,030 0,000 0,000* 4,994 AB
2,030 0,000 0,000 4,994* AB
0,000 0,000 0,000 1,289* A
19 0,000 0,000* 0,000 -26,714 AB
1,885 0,000* 0,000 -26,508 AB
0,000 0,000* 0,000 -26,714 AB
1,885 0,000* 0,000 -26,508 AB
0,000 0,000 0,000* -26,714 AB
1,885 0,000 0,000* -26,508 AB
1,885 0,000 0,000 -4,000* A
0,000 0,000 0,000 -26,714* AB
20 0,000 0,000* 0,000 -58,355 AB
1,740 0,000* 0,000 -58,165 AB
0,000 0,000* 0,000 -58,355 AB
1,740 0,000* 0,000 -58,165 AB
0,000 0,000 0,000* -58,355 AB
1,740 0,000 0,000* -58,165 AB
1,740 0,000 0,000 -9,393* A
0,000 0,000 0,000 -58,355* AB
21 0,000 0,000* 0,000 -93,045 AB
1,595 0,000* 0,000 -92,871 AB
0,000 0,000* 0,000 -93,045 AB
1,595 0,000* 0,000 -92,871 AB
0,000 0,000 0,000* -93,045 AB
1,595 0,000 0,000* -92,871 AB
1,595 0,000 0,000 -15,283* A
0,000 0,000 0,000 -93,045* AB
22 1,461 0,101* 0,000 188,107 AB
0,000 0,000* 0,138 188,186 AB
2,922 0,000* -0,138 188,028 AB
0,000 0,000 0,138* 188,186 AB
2,922 0,000 -0,138* 188,028 AB
0,000 0,000 0,138 188,186* AB
2,922 0,000 -0,138 31,671* A
23 1,498 0,104* 0,000 110,445 AB
0,000 0,000* 0,138 110,532 AB
2,997 0,000* -0,138 110,358 AB
0,000 0,000 0,138* 110,532 AB
2,997 0,000 -0,138* 110,358 AB
0,000 0,000 0,138 110,532* AB
2,997 0,000 -0,138 18,741* A
24 1,539 0,107* 0,000 48,029 AB
0,000 0,000* 0,138 48,124 AB
3,077 0,000* -0,138 47,934 AB
0,000 0,000 0,138* 48,124 AB
3,077 0,000 -0,138* 47,934 AB
0,000 0,000 0,138 48,124* AB
3,077 0,000 -0,138 8,129* A
25 1,580 0,109* 0,000 -3,490 AB
0,000 0,000* 0,138 -3,387 AB
3,161 0,000* -0,138 -3,593 AB
0,000 0,000 0,138* -3,387 AB
3,161 0,000 -0,138* -3,593 AB
0,000 0,000 0,138 -0,458* A
3,161 0,000 -0,138 -3,593* AB
26 1,581 0,109* 0,000 -3,470 AB
0,000 0,000* 0,138 -3,573 AB
3,161 0,000* -0,138 -3,367 AB
0,000 0,000 0,138* -3,573 AB
3,161 0,000 -0,138* -3,367 AB
3,161 0,000 -0,138 -0,455* A
0,000 0,000 0,138 -3,573* AB
27 1,538 0,106* 0,000 48,016 AB
0,000 0,000* 0,138 47,921 AB
3,076 0,000* -0,138 48,111 AB
0,000 0,000 0,138* 47,921 AB
3,076 0,000 -0,138* 48,111 AB
3,076 0,000 -0,138 48,111* AB
0,000 0,000 0,138 8,126* A
28 1,499 0,104* 0,000 110,498 AB
0,000 0,000* 0,138 110,411 AB
2,998 0,000* -0,138 110,585 AB
0,000 0,000 0,138* 110,411 AB
2,998 0,000 -0,138* 110,585 AB
2,998 0,000 -0,138 110,585* AB
0,000 0,000 0,138 18,750* A
29 1,461 0,101* 0,000 188,111 AB
0,000 0,000* 0,138 188,032 AB
2,922 0,000* -0,138 188,190 AB
0,000 0,000 0,138* 188,032 AB
2,922 0,000 -0,138* 188,190 AB
2,922 0,000 -0,138 188,190* AB
0,000 0,000 0,138 31,672* A
------------------------------------------------------------------
* = Max/Min
Przyjęcie odpowiednich kształtowników
Pas górny
Założony teownik 1/2 300 s235 NEd=294,450(ściskanie)
fy = 355[MPa] wg. PN-EN 1993-1-1 tab.3.1
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2 $\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} = \sqrt{\frac{235}{355}} = 0,81$
Dane przekroju
Wysokość | h = 150[mm] |
---|---|
Szerokość stopki | bf = 125 [mm] |
Grubość środnika | tw = 10,8 [mm] |
Grubość stopki | tf = 16,2 [mm] |
Promień bezwładności | iy = 4,5 [cm] |
Promień bezwładności | iz = 2,56 [cm] |
Promień zaokrąglenia | R = 10,8 [mm] |
Promień zaokrąglenia 1 | R1 = 6,5 [mm] |
Pole powierzchni | A=34,5 [cm2] |
e=3,96[cm] |
fy = 355[MPa] wg. PN-EN 1993-1-1 tab.3.1
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2 $\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} = \sqrt{\frac{235}{355}} = 0,81$
Sprawdzenie klasy przekroju
Środnik ( ściskanie )
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{h - R_{}}{t_{w}} = \frac{150\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 10,8\lbrack\text{mm}\rbrack}{10,8\lbrack\text{mm}\rbrack} = 12,88$
$$\frac{c}{t} = 12,88\ \leq 33 \bullet \varepsilon$$
12, 88 ≤ 33 • 0, 81
12, 88 ≤ 26, 73
Środnik klasy 1
Pas (ściskanie) wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{\frac{1}{2} \bullet (b_{f -}t_{w} - R)}{t_{f}} = \frac{\frac{1}{2} \bullet (125\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 10,8\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 10,8\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack)}{16,2\lbrack\text{mm}\rbrack} = 3,19$
$$\frac{c}{t} = 3,19 \leq 9 \bullet \varepsilon$$
3, 19 ≤ 9 • 0, 81
3, 19 ≤ 7, 29
Pas klasy 1
Ponieważ środnik jak i pas pracuje w klasie 1 to klasa przekroju też jest 1
Sprawdzenie nośności przekrojowej
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.9
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} \rightarrow dla\ kas\ 1,2\ i\ 3$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.10
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{34,5\ \lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 355\lbrack MPa\rbrack}{1} = 1224,7\ \lbrack kN\rbrack$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1 \Longrightarrow \ \frac{294,450\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{1224,7\ \left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,24 \leq 1$
Nośność przekroju zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi y-y
μy = 1 → Lcr, y = μy • L = 1 • 2, 54[m] = 2, 54[m] wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1
$\lambda_{1} = \pi \bullet \sqrt{\frac{E}{f_{y}} =}93,9 \bullet \mathbf{\varepsilon}$ wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1.3
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} \Longrightarrow \varepsilon = \sqrt{\frac{235}{355}} \Longrightarrow \varepsilon = 0,81$ λ1 = 93, 9 • ε=76, 059
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,y}}{i_{y}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{2,54\left\lbrack m \right\rbrack}{4,5\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{76,059} = \frac{2,54\left\lbrack m \right\rbrack}{0,045\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{76,059} = 0,742$
Krzywa wyboczenia „c” wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.2
Parametr imperfekcji ∝y = 0, 49 wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.1
γM1 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
Nośność na wyboczenie
$N_{b,\text{Rd}} = \frac{\chi \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.47
$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^{2} + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.49
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{y} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{y} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{y}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 0,742 - 0,2 \right) + {{0,742}^{2}}_{} \right\rbrack = 0,91$$
$$\chi_{y} = \frac{1}{\Phi_{y} + \sqrt{{\Phi_{y}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y}}} = \frac{1}{0,91 + \sqrt{{0,91}^{2} + {0,742}^{2}}} = 0,48$$
$$N_{b,Rd,y} = \frac{\chi_{y} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,48 \bullet 34,5\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 355\lbrack MPa\rbrack}{1} = 587,8\ \lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,y}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{294,45\ \lbrack\text{kN}\rbrack}{587,8\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 50 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie y zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi z-z
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,z}}{i_{z}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{2,54\left\lbrack m \right\rbrack}{2,56\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{76,059} = \frac{2,54\left\lbrack m \right\rbrack}{0,0256\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{76,059} = 1,3$
Nośność na wyboczenie
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{z} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{z} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{z}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 1,3 - 0,2 \right) + {{1,3}^{2}}_{} \right\rbrack = 1,61$$
$$\chi_{z} = \frac{1}{\Phi_{z} + \sqrt{{\Phi_{z}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z}}} = \frac{1}{1,61 + \sqrt{{1,61}^{2} + {\overset{\overline{}}{1,3}}^{2}}} = 0,27$$
$$N_{b,Rd,z} = \frac{\chi_{z} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,27 \bullet 34,5\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 355\lbrack MPa\rbrack}{1} = 330,6\ \lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,z}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{294,45\ \lbrack\text{kN}\rbrack}{330,6\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 89 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie z zapewniona
Profil teownika ½ 300 I spełnił wymagań SGN
Krzyżulce
Krzyżulce ściskane
Założony teownik ½ 180 I s235 NEd=3,593 (ściskanie)
fy = 235[MPa] wg. PN-EN 1993-1-1 tab.3.1
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2 $\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} = \sqrt{\frac{235}{235}} = 1$
Dane przekroju
Wysokość | h = 90[mm] |
---|---|
Szerokość stopki | bf = 82 [mm] |
Grubość środnika | tw = 6,9 [mm] |
Grubość stopki | tf =10,4 [mm] |
Promień bezwładności | iy = 2,65[cm] |
Promień bezwładności | iz = 1,71 [cm] |
Promień zaokrąglenia | R = 6,9 [mm] |
Promień zaokrąglenia 1 | R1 = 4,1 [mm] |
Pole powierzchni | A=13,9 [cm2] |
fy = 235[MPa] wg. PN-EN 1993-1-1 tab.3.1
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2 $\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} = \sqrt{\frac{235}{235}} = 1$
Sprawdzenie klasy przekroju
Środnik ( ściskanie )
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{h - R_{}}{t_{w}} = \frac{90\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 6,9}{6,9\lbrack\text{mm}\rbrack} = 12,04$
$$\frac{c}{t} = 12,04\ \leq 33 \bullet \varepsilon$$
12, 04 ≤ 33
Środnik klasy 1
Pas (ściskanie) wg. PN-EN 1993-1-1 tab.5.2
$\frac{c}{t}\mathbf{=}\frac{\frac{1}{2} \bullet (b_{f -}t_{w} - R)}{t_{f}} = \frac{\frac{1}{2} \bullet (82\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 6,9\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack - 6,9\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack)}{10,4\lbrack\text{mm}\rbrack} = 3,28$
$$\frac{c}{t} = 3,28\ \leq 9 \bullet \varepsilon$$
3, 28 ≤ 9 • 1
3, 28 ≤ 9
Pas klasy 1
Ponieważ środnik jak i pas pracuje w klasie 1 to klasa przekroju też jest 1
Sprawdzenie nośności przekrojowej
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.9
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} \rightarrow dla\ kas\ 1,2\ i\ 3$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.10
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{13,9\ \lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 326,6\ \lbrack kN\rbrack$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1 \Longrightarrow \ \frac{3,593\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{326,6\ \left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,01 \leq 1$
Nośność przekroju zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi y-y
μy = 1 → Lcr, y = μy • L = 1 • 3, 16[m] = 3, 16[m] wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1
$\lambda_{1} = \pi \bullet \sqrt{\frac{E}{f_{y}} =}93,9 \bullet \mathbf{\varepsilon}$ wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1.3
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} \Longrightarrow \varepsilon = \sqrt{\frac{235}{235}} \Longrightarrow \varepsilon = 1$ λ1 = 93, 9 • ε = 93, 9
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,y}}{i_{y}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{3,16\left\lbrack m \right\rbrack}{2,65\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = \frac{3,16\left\lbrack m \right\rbrack}{0,0265\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = 1,27$
Krzywa wyboczenia „c” wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.2
Parametr imperfekcji ∝y = 0, 49 wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.1
γM1 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
Nośność na wyboczenie
$N_{b,\text{Rd}} = \frac{\chi \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.47
$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^{2} + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.49
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{y} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{y} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{y}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 1,27 - 0,2 \right) + {{1,27}^{2}}_{} \right\rbrack = 1,57$$
$$\chi_{y} = \frac{1}{\Phi_{y} + \sqrt{{\Phi_{y}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y}}} = \frac{1}{1,57 + \sqrt{{1,57}^{2} + {\overset{\overline{}}{1,27}}^{2}}} = 0,28$$
$$N_{b,Rd,y} = \frac{\chi_{y} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,28 \bullet 13,9\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 91,4\ \lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,y}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{3,593\ \lbrack\text{kN}\rbrack}{91,4\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 1 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie y zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi z-z
μy = 1 → Lcr, y = μy • L = 1 • 3, 16[m] = 3, 16[m] wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1
$\lambda_{1} = \pi \bullet \sqrt{\frac{E}{f_{y}} =}93,9 \bullet \mathbf{\varepsilon}$ wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1.3
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} \Longrightarrow \varepsilon = \sqrt{\frac{235}{235}} \Longrightarrow \varepsilon = 1$ λ1 = 93, 9 • ε = 93, 9
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,z}}{i_{z}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{3,16\left\lbrack m \right\rbrack}{1,71\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = \frac{3,16\left\lbrack m \right\rbrack}{0,0171\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = 1,97$
Krzywa wyboczenia „c” wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.2
Parametr imperfekcji ∝z = 0, 49 wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.1
γM1 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
Nośność na wyboczenie
$N_{b,\text{Rd}} = \frac{\chi \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.47
$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^{2} + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.49
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{z} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{z} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{z}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 1,97 - 0,2 \right) + {{1,97}^{2}}_{} \right\rbrack = 2,87$$
$$\chi_{z} = \frac{1}{\Phi_{z} + \sqrt{{\Phi_{z}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z}}} = \frac{1}{2,87 + \sqrt{{2,87}^{2} + {\overset{\overline{}}{1,97}}^{2}}} = 0,15$$
$$N_{b,Rd,z} = \frac{\chi_{z} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,15 \bullet 13,9\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 48,99\ \lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,z}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{3,593\ \lbrack\text{kN}\rbrack}{48,99\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 1 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie z zapewniona
Profil teownika ½ 180 I spełnił wymagania SGN
Krzyżulce
Krzyżulce rozciągane
Założony teownik ½ 180 I s235 NEd=188,186(rozciąganie)
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,\text{Rd}}} \leq 1$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.5
$N_{pl,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.6
$$N_{t,\text{Rd}} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{13,9\left\lbrack cm^{2} \right\rbrack \bullet f_{y}}{1} = 0,00139\lbrack m^{2}\rbrack \bullet 235 \bullet 10^{6}\left\lbrack \frac{N}{m^{2}} \right\rbrack = 326,6\lbrack kN\rbrack$$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,Rd}} \leq 1 \Longrightarrow \frac{188,186\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{326,6\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,58 < 1$
Warunek SGN krzyżulców spełniony
Słupki
Słupki ściskane
Założony teownik ½ 180 I s235 NEd=93,045 (ściskanie)
Sprawdzenie nośności przekrojowej
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.9
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} \rightarrow dla\ kas\ 1,2\ i\ 3$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.10
$N_{c,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{13,9\ \lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 326,6\lbrack kN\rbrack$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{c,\text{Rd}}} \leq 1 \Longrightarrow \ \frac{93,045\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{326,6\ \left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,28 \leq 1$
Nośność przekroju zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi y-y
μy = 1 → Lcr, y = μy • L = 1 • 1, 6[m] = 1, 6[m] wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1
$\lambda_{1} = \pi \bullet \sqrt{\frac{E}{f_{y}} =}93,9 \bullet \mathbf{\varepsilon}$ wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1.3
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} \Longrightarrow \varepsilon = \sqrt{\frac{235}{235}} \Longrightarrow \varepsilon = 1$ λ1 = 93, 9 • ε = 93, 9
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,y}}{i_{y}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{1,6\left\lbrack m \right\rbrack}{2,65\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = \frac{1,6\left\lbrack m \right\rbrack}{0,0265\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = 0,64$
Krzywa wyboczenia „c” wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.2
Parametr imperfekcji ∝y = 0, 49 wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.1
γM1 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
Nośność na wyboczenie
$N_{b,\text{Rd}} = \frac{\chi \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.47
$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^{2} + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.49
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{y} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{y} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{y}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 0,64 - 0,2 \right) + {{0,64}^{2}}_{} \right\rbrack = 0,81$$
$$\chi_{y} = \frac{1}{\Phi_{y} + \sqrt{{\Phi_{y}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{y}}} = \frac{1}{0,81 + \sqrt{{0,81}^{2} + {\overset{\overline{}}{0,64}}^{2}}} = 0,54$$
$$N_{b,Rd,y} = \frac{\chi_{y} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,54 \bullet 13,9\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 176,3\lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,y}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{93,045\lbrack\text{kN}\rbrack}{176,3\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 53 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie y zapewniona
Nośność teownika na wyboczenie względem osi z-z
μy = 1 → Lcr, y = μy • L = 1 • 1, 6[m] = 1, 6[m] wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1
$\lambda_{1} = \pi \bullet \sqrt{\frac{E}{f_{y}} =}93,9 \bullet \mathbf{\varepsilon}$ wg. PN-EN 1993-1-1 p.6.3.1.3
$\varepsilon = \sqrt{\frac{235}{f_{y}}} \Longrightarrow \varepsilon = \sqrt{\frac{235}{235}} \Longrightarrow \varepsilon = 1$ λ1 = 93, 9 • ε = 93, 9
Smukłość względna
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.50
$\overset{\overline{}}{\lambda_{y}} = \frac{L_{\text{cr}}}{i} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{L_{cr,z}}{i_{z}} \bullet \frac{1}{\lambda_{1}} = \frac{1,6\left\lbrack m \right\rbrack}{1,71\left\lbrack \text{cm} \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = \frac{1,6\left\lbrack m \right\rbrack}{0,0171\left\lbrack m \right\rbrack} \bullet \frac{1}{93,9} = 0,996$
Krzywa wyboczenia „c” wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.2
Parametr imperfekcji ∝z = 0, 49 wg. PN-EN 1993-1-1 tab.6.1
γM1 = 1 wg. PN-EN 1993-1-1 NA.14
Nośność na wyboczenie
$N_{b,\text{Rd}} = \frac{\chi \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.47
$\chi = \frac{1}{\Phi + \sqrt{\Phi^{2} + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.49
$$\Phi = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda} - 0,2 \right) + {\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2} \right\rbrack$$
$$\Phi_{z} = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + \alpha_{z} \bullet \left( \overset{\overline{}}{\lambda_{z}} - 0,2 \right) + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z} \right\rbrack = 0,5 \bullet \left\lbrack 1 + 0,49 \bullet \left( 0,996 - 0,2 \right) + {{0,996}^{2}}_{} \right\rbrack = 1,19$$
$$\chi_{z} = \frac{1}{\Phi_{z} + \sqrt{{\Phi_{z}}^{2} + {{\overset{\overline{}}{\lambda}}^{2}}_{z}}} = \frac{1}{1,19 + \sqrt{{1,19}^{2} + {\overset{\overline{}}{0,996}}^{2}}} = 0,42$$
$$N_{b,Rd,z} = \frac{\chi_{z} \bullet A \bullet f_{y}}{\gamma_{M1}} = \frac{0,42 \bullet 13,9\lbrack cm^{2}\rbrack \bullet 235\lbrack MPa\rbrack}{1} = 137,1\ \lbrack kN\rbrack$$
Sprawdzenie warunku
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd}} \leq 1\ $ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.46
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{b,Rd,z}} \leq 1\ \Longrightarrow \frac{93,045\ \lbrack\text{kN}\rbrack}{137,1\ \lbrack\text{kN}\rbrack} \leq 1\ $
0, 68 ≤ 1
Nośność w płaszczyźnie z zapewniona
Profil teownika ½ 180 spełnił wymagania SGN
3.6.5 Pas dolny
Założony teownik ½ 180 I S235 NEd=296,488 (rozciąganie)
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,\text{Rd}}} \leq 1$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.5
$N_{pl,Rd} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}}$ wg. PN-EN 1993-1-1 wz.6.6
$$N_{t,\text{Rd}} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = \frac{13,9\left\lbrack cm^{2} \right\rbrack \bullet f_{y}}{1} = 13,9\lbrack\text{cm}^{2}\rbrack \bullet 235 \bullet 10^{6}\left\lbrack \frac{N}{m^{2}} \right\rbrack = 326,6\lbrack kN\rbrack$$
$\frac{N_{\text{Ed}}}{N_{t,Rd}} \leq 1 \Longrightarrow \frac{296,488\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}{326,6\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack} \leq 1 \Longrightarrow 0,91 < 1$
Warunek SGN pasa dolnego na rozciąganie spełniony
Długość spoiny ze względu na nośność materiału
fy = 235 Mpa
fu = 360 Mpa
βw = 0, 8
γM0 = 1
γM2 = 1, 25
A = 13, 9 cm2
aw = 4mm
$$F_{\text{Ed}} = \frac{A \bullet f_{y}}{\gamma_{M0}} = 326,6kN$$
$$f_{\text{vwd}} = \frac{\frac{f_{u}}{\sqrt{3}}}{\beta_{w} \bullet \gamma_{M2}} = \ 207,846Mpa$$
$$l_{w} = \frac{F_{\text{Ed}}}{{{2a}_{w}\ f_{\text{vwd}}}_{} \bullet} = 196\ mm$$
Sprawdzenie wymgań dotyczących spoin
lw = 196>6aw = 24mm
aw = 30mm
lw = 196 < 150aw = 600mm
Normy ujęte w opracowaniu
PN-EN 1991-1-1:2004 – Oddziaływania na konstrukcje
„Przykłady obliczeń konstrukcji budowlanych z drewna”, W. Nożyński wydawnictwo WSiP 1994
PN-EN 1990:2004 – Podstawy projektowania konstrukcji
PN-EN 1993-1-1 „Projektowanie konstrukcji stalowych”
A. Żybutowicz „Konstrukcje stalowe”
PN-77B/02011
Według „Budownictwo ogólne; tom 5; stalowe konstrukcje budynków projektowanie wg. eurokodów z przykładami obliczeń”. Praca zbiorowa