OPIS TECHNICZNY
Podstawa formalna opracowania
Podstawę opracowania stanowi temat wydany przez Katedrę Konstrukcji Politechniki Rzeszowskiej.
Wstęp i założenia
Przedmiot opracowania
Przedmiotem opracowania jest hala o konstrukcji halowej o wymiarach w rzucie 18x64m i wysokości 9,3m o układach głównych w rozstawie 6m. Wysokość hali w świetle jest równa 7,2m
Dane wejściowe
Planowany obiekt będzie wykonany w miejscowości Pacanów, w terenie o niskiej roślinności z pojedynczymi przeszkodami w dużych odległościach od siebie.
Zakres opracowania
Przedmiotem opracowania jest projekt wykonawczy hali o konstrukcji stalowej. Temat projektu zakłada wykonanie opisu technicznego, obliczeń elementów konstrukcji oraz rysunki hali. Obliczenia obejmują takie pozycje jak: blacha fałdowa, płatew, dźwigar układu głównego, słup główny, tężnik połaciowy poprzeczny, tężnik pionowy ściany podłużnej. Rysunki obejmują: zestawienie pozycji obliczeniowych, zestawienie elementów wysyłkowych, rysunek wykonawczy dźwigara, oraz styki montażowe pasa górnego oraz dolnego dźwigara.
Ogólna koncepcja konstrukcji
Budynek przeznaczony jest na halę magazynową. Hala składa się z 10 układów poprzecznych w rozstawach 6m. Ściany szczytowe hali oddalone są od skrajnych układów nośnych o 2m. Ściany podłużne opierają się na konstrukcji wsporczej przymocowanej do słupków drugorzędnych S2. Głównym układem nośnym hali jest dźwigar kratowy D1 zamocowany w sposób przegubowy do dwugałęziowych słupów S1. Obciążenia ze słupów SA przekazywane na grunt przez stopę fundamentową.
Opis poszczególnych ustrojów i elementów konstrukcyjnych
Pokrycie dachowe
Hala pokryta jest 2 warstwami blachy trapezowej TR80 x 275,w tym jedna warstwa jako w-wa współpracująca z konstrukcja natomiast druga jako pokrycie. Warstwę ocieplenia stanowi 10 cm warstwa wełny mineralnej ułożonej między warstwami blachy trapezowej,
tak aby zapewnić odpowiednią izolacyjność cieplno-wilgotnościową.
Płatwie
Zaprojektowano jako belki wolnopodparte, tak aby zapewnić prostotę montowania na budowie. Wykonane zostały z kształtowników dwuteowych IPE180 ze stali S235. Płatwie mają długość 6m i rozstaw 3m.
Dźwigar dachowy D1
Zaprojektowano jako kratownica. Pas górny wykonany jest z kształtownika kwadratowego zamkniętego 100x100x6, pas dolny z kształtownika kwadratowego zamkniętego 100x100x5, natomiast krzyżulce z kształtownika kwadratowego zamkniętego 80x80x3. Wszystkie elementy należy zespawać spoinami pachwinowymi a=4mm.
Słup S1
Zaprojektowano jako słup dwugałęziowy. Wykonany z dwóch ceowników C220 odsuniętych od siebie o 400mm. Jego długość wynosi 9,2m. Gałęzie połączono skratowaniem wykonanym z kątownika L50x50x5. Pręty skratowania przyspawano do obu gałęzi spoinami pachwinowymi o a=4mm
Słup S2
Wykonany z kształtownika HEB 140 ze stali S235. Słupy znajdują się pomiędzy słupami głównymi. Rozstaw słupów drugorzędnych co 6m.
Stężenie połaciowe poprzeczne
Zaprojektowano jako stężenie typu V. Znajduje się ono w płaszczyźnie połaci dachowej, pomiędzy skrajnymi układami poprzecznymi, a układami przed skrajnymi. Stężenie wykonano z kształtownika RK 70x70x5 ze stali S235.
Stężenie pionowe ściany podłużnej
Zaprojektowano jako stężenie typu X. Znajduje się ono w płaszczyźnie ścian podłużnych obiektu, pomiędzy skrajnymi układami poprzecznymi, a układami przedskrajnymi. Stężenie wykonano z prętów φ22 ze stali S235.
Połączenia
Pokrycie dachowe na płatwiach oraz płatew na dźwigarze kratowym opiera się w sposób przegubowy. Dźwigar kratowy połączono przegubowo z słupem głównym śrubami 4xM16. Styk montażowy pasa górnego i dolnego dźwigara połączony 8 śrubami PN 82101-M20x60, na podkładkach z obu stron PN 82006-M20 z nakrętkami PN 82144-M20.
Inne
Pozostałe części konstrukcji hali nie obejmowały zagadnienia projektowego.
Obciążenia przyjęte w projekcie
W projekcie uwzględniono obciążenie ciężarem własnym, wiatrem oraz śniegiem. W hali nie przewiduje się transportu wewnętrznego ani innych obciążeń technologicznych. Ciężar własny pokrycia dachowego i płatwi zestawiono na układ główny. Ciężar innych elementów pominięto, gdyż są one uwzględniane przez program komputerowy Autodesk Robot Structural Analysis 2010. Pacanów znajduje się w I strefie wiatrowej, i III strefie śniegowej. Wartość charakterystyczną obciążenia śniegiem przyjęto wg PN-EN 1991-1-3 „Obciążenie śniegiem” wynoszącą 1,2 kN/m2. Wartość charakterystyczną obciążenia wiatrem na elementy poprzeczne przyjęto wg PN-EN 1991-1-4 „Oddziaływania wiatru”. Kombinatorykę obciążeń wykonano zgodnie z obowiązująca normą PN-EN 1990. Wszystkie obciążenia pokazano w formie schematów obciążęń zestawionych na główny układ poprzeczny w drugiej części projektu.
Metoda obliczeń statycznych
Wszystkie elementy konstrukcyjne obliczano jako ustroje płaskie. Obliczenia statyczne platwi oraz przekrycia dachowego wykonano ręcznie. W obliczeniach statycznych głównych układów poprzecznych oraz stężeń wykorzystano program komputerowy Autodesk Robot Structural Analysis 2010, który wykorzystuje Metodę Elementów Skończonych.
Materiały
Wszystkie elementy stalowe hali zaprojektowano ze stali kontrukcyjnej S235, natomiast stopy fundamentowe z betonu C20/25. Stal zbrojeniowa w stopach fundamentowych to AIIIN RB500.
Wykaz elementów typowych zastosowanych w projekcie
Pokrycie dachowe: 2x blacha trapezowa TR80 x 275
Płatew: dwuteowniki IPE180
Pas dolny dźwigara kratowego: rura kwadratowa RK 100x100x5
Pas górny dźwigara kratowego: rura kwadratowa RK 100x100x6
Krzyżulce oraz słupki dźwigara kratowego: rura kwadratowa RK 100x100x5
Slupy główne: 2xceowniki C220 połączone skratowaniem z kątowników L50x50x5
Słupy drugorzędne: HEB140
Stężenie połaciowe poprzeczne: rura kwadratowa RK 70x70x5
Stężenie pionowe ściany podłużnej: pręt φ22
Warunki gruntowe
Obliczenia nośności podłoża gruntowego nie wchodzą w zakres projektu. Wstępnie dobrano stopę fundamentową o wymiarach w planie 1.6x1.4m i wysokości 0.5m wykonaną z betonu C20/25. Zbrojenie stopy fundamentowej założono wstępnie ze stali zbrojeniowej AIIIN RB500.
Wymagana klasa odporności ogniowej
Wymagania klasy odporności ogniowej nie zostały przewidziane w zakresie projektu. Wstępnie założono, iż odsłonięte elementy konstrukcyjne (stalowe) są pomalowane farbami pęczniejącymi, po to aby zapewnić 30 min. odporność ogniową.
Charakterystyka agresywności środowiska i ogólne zasady zabezpieczenia przed korozją
Agresywność środowiska nie była określona w zakresie projektu. Założono, że środowisko nie jest agresywne w stosunku do elementów konstrukcji.
Przyjęto zestaw malarski zabezpieczający przed korozją w postaci:
-2 x farba chlorokauczukowa podkładowa cynkowa 70%. Wymagana grubość powłoki wynosi 60 µm.
-2 x farba ftalowa ogólnego stosowania. Wymagana grubość powłoki wynosi 60 µm.
-1 x emalia silikonowa termoodporna do 400 °C, aluminiowa.
Ogólne zasady montażu
Montaż hali należy przeprowadzić przestrzegając zaleceń zawartych w normie PN/B 062-00 :2002 „ Konstrukcje stalowe i budowlane. Warunki wykonania i odbioru”. W pierwszej kolejności powinny być zamontowane układy skrajne, które zapewnią stateczność układu, później następne układy nośne stężane z układami skrajnymi.
LITERATURA:
• PN-EN 1991-1-4 „Oddziaływania wiatru”
• PN-EN 1991-1-3 „Obciążenie śniegiem”
• PN-EN 1993-1-1 „Projektowanie konstrukcji stalowych”
• A. Biegus „Stalowe budynki halowe”
• Skrypt Politechniki Rzeszowskiej