Podstawowe wymiary budynku:

-szerokość b=12m

-długość d=84m

-wysokość h=64m

-pochylenie połaci α=

Oddziaływania

1. Zestawienie obciążeń na 1

1. ODDZIAŁYWANIE STAŁE.

Obciążenia stałe 1 połaci dachowej.

2 x papa termozgrzewalna 0,15 kN/

Obciążenie stałe 1 stropu nad najwyższą kondygnacją.

styropian spadkowy, średnio 30 cm 0,30 x 0,45 = 0,14 kN/

płyta żelbetowa 15 cm 0,15 x 25 = 3,75 kN/

sufit podwieszony 0,20 kN/

instalacje podwieszone 0,10 kN/

Suma: 4,19 kN/

Obciążenie stałe 1 stropu pośredniego.

posadzka z warstwami izolacji 0,85 kN/

płyta żelbetowa 15 cm 0,15 x 25 = 3,75 kN/

sufit podwieszony 0,20 kN/

instalacje podwieszone 0,10 kN/

Suma: 4,90 kN/

Obciążenie stałe z 1 ściany osłonowej.

Siporex kl. 500 (24 cm), ocieplenie, tynk zewnętrzny lekki, płyta G-K 1,50 kN/

Wieniec żelbetowy 0,24 x 0,3 x 25 = 1,80 kN/m

1. ODDZIAŁYWANIE ZMIENNE.

Oddziaływania zmienne Obciążenie stropu pośredniego

Obciążenie użytkowe 3,5 kN/m²

Obciążenie przenośnymi ścianami działowymi o ciężarze < 1.0 kN/m

1,2kN/m²

Obciążenie użytkowe dachu pominięto.

Obciążenie śniegiem na 1 rzutu połaci dachu w trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej.

Miejscowość – Kalisz

Strefa: 2

Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem

S_k=0,9 kN/m²

Współczynnik kształtu dachu

U₁=0,8

Współczynnik ekspozycji i współczynnik termiczny

C_e=1,0

C_t=1,0

Oddziaływanie śniegiem zostało zebrane na ramę wew. budynku

Równomierne obciążenie śniegiem:

S = U₁ x C_e x C_t x S_k = 0,8 x 1,0 x 1,0 x 0,9 = 0,72 kN/m²

Nierównomierne obciążenie śniegiem:

S = 0,5 x U₁ x C_e x C_t x S_k = 0,5 x 0,8 x 1,0 x 1,0 x 0,9 = 0,36 kN/m²

Oddziaływanie wiatru.

Lokalizacja obiektu: Kalisz – strefa 1

Chropowatość terenu : kat. 3

V_b,0= 22 [m/s]

q_b,0=0,3 [kN/m²]

Wartość bazowa prędkości wiatru

V_b= C_dir *C_season * V_b,0

C_dir=1,0

C_season=1,0

V_b= 1,0*1,0*22=22[m/s]

Średnia prędkość wiatru

V_m(z)= Cr(z)* C₀(z) *v_b

Cr(z)- wsp. sezonowy

C₀(z)- wsp. rzeźby terenu = 1,0

h = 63,25 m

b = 84 m

h < b

V_m(z)= 1,14*1,0*22=25,08 [m/s]

Turbulencje wiatru, intensywność turbulencji

J_v(z)=

J_v(z)= = 0,39

Wartośc szczytowa ciśnienia prędkości

q_p(z)=[ 1+7*J_v(z)]*0,5ρ*V_m²(z) ρ= 1,25[kg/m³]

q_p(63,25)=[1+7*0,39] *0,5*1,25*25,08²= 1,466 [kN/m²]

Oddziaływanie wiatru na powierzchnie zewnętrzne

- obciążenie ściany podłużnej

E= min (b, 2h)= min (84, 126,5)= 84m

= = 21 m = = 8,4 m

elewacja przy e= 84 ≥ d=12

- obciążenie wiatrem 1 ściany:

> 5

Ściana nawietrzna:

Pole D:

Ściana zawietrzna:

Pole E:

- obciążenie wiatrem 1 połaci dachowej:

Kąt nachylenia połaci dachowej , więc współczynniki kierunkowe przyjęto jak dla dachu płaskiego;

Pole F (ssanie):

Pole G (ssanie):

Pole H(ssanie) :

Pole I (parcie):

Gdy wiatr wieje na ścianę szczytową

- obciążenie wiatrem 1 ściany:

e = min. (b ; 2h) = min. (12 m ; 2 x 63,25 = 126,5 m) = 12 m

Pole A (ssanie):

Pole B (ssanie):

Pole C (ssanie) :

- obciążenie wiatrem 1 połaci dachowej:

Wartości oddziaływań na polach F, G , H ,I przyjęto takie same jak w przypadku wiatru wiejącego na ścianę podłużną.

Rozmieszczenie pól o różnych współczynnikach ciśnienia zewnętrznego na ścianach i dachu budynku, gdy wiatr wieje na ścianę szczytową.

Oddziaływanie wiatru na powierzchnie wewnętrzne.

Wobec braku szczegółowych danych o otworach, przyjęto dwie wartości współczynników ciśnienia wewnętrznego: + 0,2 i – 0,3. Stąd:

Parcie

Ssanie

2. Obciążenie użytkowe

Obciążenie:	Qk [kN/m]	γf	Qd [kN/m]
Pom. biurowe	2,4	1,5	3,6
Komunikacja	2,5	1,5	3,75
Kl. schodowa	3,0	1,5	4,5
Użytkowe dachu	0,4	1,5	0,6

2. Projektowanie belek

3.1. Belki stropodachowe

3.1.1 Belka stropodachu A

Wstępie przyjęto belkę typu HEB 200

Zestawienie obciążeń na belkę:

Lp.	Obciążenie	qk	a [m]	qk		γf	qd
1.	Ciężar własny belki		2,1	0,613	0,613	1,35	0,828
2.	Stropodach	4,19	2,1	8,8	8,8	1,35	11,88
2.	Obciążenie użytkowe	0,4	2,1	0,84	0,59		0,88
3.	Obciążenie śniegiem	0,72	2,1	1,51	1,44		1,13
Σ	11,76			14,72

=

Dane przyjętego przekroju:

h= 200 [mm]

b= 200 [mm]

t_w= 9 [mm]

t_f= 15 [mm]

R= 18 [mm]

A= 78,1 [cm²]

I_y= 5700 [cm⁴]

W_pl,y= 643 [cm³]

I_z= 2000 [cm⁴]

I_ω= 171000 [cm⁶]

1. Sprawdzenie klasy przekroju:
   

Środnik: – klasa I

Półka: – klasa I

Przekrój spełnia warunki klasy I

1. Sprawdzenie nośności ze względu na ścinanie:

Warunek został spełniony.

1. Sprawdzenie nośności ze względu na zginanie:

Warunek został spełniony.

1. Sprawdzenie nośności ze względu na zginanie ze skręcaniem można pominąć, gdyż

2. Ocena zwichrzenia belki (metoda uproszczona):

Charakterystyki geometryczne przekroju zastępczego:

Warunek został spełniony.

3.2. Belki kondygnacji powtarzalnej

3.2.1 Belka B1

Wstępie przyjęto belkę typu HEB 200

Zestawienie obciążeń na belkę:

Lp.	Obciążenie	qk	a [m]	qk		qd
1.	Ciężar własny	-	2,1	0,61	1,35	0,82
2.	Strop kondygnacji powtarzalnej	4,90	2,10	10,29		13,89
3.	Obciążenie użytkowe	3,5	2,10	7,00		10,5
4.	Obciążenie ze ściany działowej	1,2	2,10	2,52		3,78
Σ	19,2		28,99

=

1. Sprawdzenie klasy przekroju jak w punkcie 3.1.1
   
   

2. Sprawdzenie nośności ze względu na ścinanie:

(z pkt.3.1.1 b)

Warunek został spełniony.

1. Sprawdzenie nośności ze względu na zginanie:

Warunek został spełniony.

1. Sprawdzenie nośności ze względu na zginanie ze skręcaniem można pominąć, gdyż

2. Ocena zwichrzenia belki (metoda uproszczona):

Dane z punktu 3.1.1 e):

Warunek został spełniony.

3.2.2 Belka B2

Wstępie przyjęto belkę typu HEB 200

Zestawienie obciążeń na belkę:

Lp.	Obciążenie	qk	a [m]	qk		qd
1.	Ciężar własny		2,1	0,61	1,35	0,82
2.	Strop kondygnacji powtarzalnej	4,9		10,29		13,89
3.	Obciążenie użytkowe	3,5	2,1	7,35		8,7
	18,25		23,41
Lp.	Obciążenie	qk	a [m]	qk		qd [kN]
1.	Obciążenie ze ściany działowej	0,75	2,1	1,58	1,35	2,12

Schemat obciążenia:

Obliczenie sił wewnętrznych:

=

Wykresy sił wewnętrznych:

Dane przyjętego przekroju:

h= 200 [mm]

b= 200 [mm]

t_w= 9 [mm]

t_f= 15 [mm]

A= 78,1 [cm²]

I_y= 5700 [cm⁴]

W_x= 570 [cm³]

W_pl,y= 643 [cm³]

I_z= 2000 [cm⁴]

I_y= 171000 [cm⁶]

Sprawdzenie klasy przekroju:

Środnik:

– klasa I

Półka:

– klasa I

Przekrój spełnia warunki klasy I

Sprawdzenie nośności ze względu na zginanie:

M_c,Rd

Sprawdzenie nośności przekroju na ścinanie:

A

Sprawdzenie czy wystąpi zginanie ze ścinaniem:

Można pominąć wpływ ścinania na nośność przekroju przy zginaniu.

Sprawdzenie belki na zwichrzenie metodą pełną:

belka nie jest w żaden sposób zabezpieczona przed zwichrzeniem

0,34

Warunek nośności został spełniony.

Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania:

Stan graniczny użytkowania spełniony, belka nie przekroczy ugięcia granicznego.

3.2.2 Belka C (blachownica)

Zestawienie obciążeń na belkę:

Lp.	Obciążenie	qk		qd
1.	Ciężar własny	0,363	1,35	0,49

Lp.	Obciążenie	Pk		Pd
1.	Obciążenie z belki (B1)	33,6	1,35	45,36
2.	Obciążenie z belki (B2)	46,2	1,35	62,37
	79,8	1,35	107,73

Schemat obciążenia:

Dane przyjętego przekroju:

a= 3 [mm]

h= 550 [mm]

h_w= 526 [mm]

b= 130 [mm]

t_w= 4 [mm]

t_f= 12 [mm]

A= 52,24 [cm²]

I_y= 27342 [cm⁴]

W_y=1019,77 [cm³]

Sprawdzenie klasy przekroju:

• Środnik:

• Półka:

Środnik jest klasy IV

Efekt szerokiego pasa:

Efekt szerokiego pasza nie występuje.

Wyznaczenie przekroju współpracującego:

Wyznaczenie względnej smukłości płytowej:

Szerokości współpracujące:

Przesunięcie osi obojętnej:

Δz==16mm

Moment bezwładności

J_eff,y= Jy +A*Δz²-

J_eff,y= 27306 cm⁴

Wskaźnik sprężysty skrajnych włókien ściskanych przekroju współpracującego

W_eff,y==1750,38 cm³

Nośność przy zginaniu:

M_c,Rd==411,34 kNm

==0,68≤1 warunek spełniony

Nośnośc na ścinanie:

- pole przekroju współpracującego

A_eff=A-t_w*(h_w*1-ρ)=5118,8 mm²

Wyznaczenie względnej smukłości płytowej ścianki:

Określenie nośności obliczeniowej środnika przy ścinaniu:

==0,83≤1 warunek spełniony

Sprawdzenie zwichrzenia belki metoda uproszczoną:

Charakterystyki geometryczne przekroju zastępczego:

mm

Współczynnik poprawkowy:

<

Warunek spełniony, zwichrzenie nie wystąpi.

Stateczność pasa przy smukłym środniku:

Warunek smukłości spełniony.

2. Projektowanie słupów

4.1.1 Zestawienie obciążeń:

• Stałe:

Ciężar własny P= 1,7kN

Obciążenia stałe stropodachu:

Obciążenia stałe kondygnacji powtarzalnej:

• Zmienne:

Obciążenie użytkowe stropodachu:

Obciążenie użytkowe kondygnacji powtarzalnej:

Śnieg:

Wiatr:

4.1.2 Kombinacje obciążeń:

Zastosowano kombinacje:

E_d= G1,35+ S1,5+Q1,5+W1,50,6

Zestawienie sił osiowych w słupach

Kondygnacja	Słup A [kN]	Słup B [kN]	Słup C [kN]	Słup D [kN]
1	-2667	7550	-20504	-2667
2	-2538	5889	-17933	-2538
3	-2408	5167	-16585	-2408
4	-2278	4270	-15061	-2278
5	-2149	3487	-13652	-2149
6	-2019	2761	-12299	-2019
7	-1890	2104	-11016	-1890
8	-1760	1513	-9800	-1760
9	-1631	990	-8650	-1631
10	-1501	534	-7567	-1501
11	-1372	144	-6551	-1372
12	-1242	-178	-5602	-1242
13	-1113	-434	-4720	-1113
14	-983	-623	-3905	-983
15	-845	-745	-3157	-845
16	-724	-800	-2475	-724
17	-595	-788	-1861	-595
18	-465	-709	-1314	-465
19	-336	-563	-833	-336
20	-206	-351	-413	-206
21	-77	-118	-118	-77