4. Metody stanów granicznych : elementy stalowe należy obliczać sprawdzając 2 stany graniczne : a) nośna - polega na wykazaniu że wartości sił wewntrz. od obciążeń zewntrz. są mniejsze od nośności elementu b) użytkowania polega na wykazaniu że ugięcia elementu i inne przemieszczenia są mniejsze o wartości dopuszczalne

Stan graniczny nośności : Stosowane wspólczynniki zmiejszające wytrzymałość w stanie granicznym nośności : a) Przy wykonaniu spoin sufitowych b) Przy spoinach kontrolowanych zzgrubnie c) Współczynnik zmęczeniowy - gdy konstrukce są narażone na działanie obciążenia dynamicznego np. mosty kons. pod maszyny, d) współczynnik wyboczeniowy - w elementach ściskanych ulegających wyboczeniu e) Przy belkach gdzie środnik ulega zwierzchnieniu.

5. Rodzaje spoin

• spoiny czołowe – łączenia stykowe blach, prętów, rur itp. przy spawaniu czołowym jest wymagana odpowiednio przygotowana krawędź elementów

• spoiny pachwinowe – stosuje się do zakładkowego i niezakładkowego łączenia blach, łączenia części ustawionych pod kątem itp

• spoiny brzeżne – łączenie cienkich blach. Powstaje przez stopienie odwiniętych krawędzi blach bez użycia dodatkowego metalu

• spoiny otworowe i punktowe wykonuje się przeważnie w celu wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów.

• krawędziowe

  • nośne (mocne) duże obciążenia

  • szczelne – szczelność

  • złączne (sczepne) elementy konstrukcyjne (rurociągi)

Pozycje spawania

• PA – podolna

• PB – naboczna

• PC – naścienna

• PD – okapowa

• PE – pułapowa

• PF – pionowa z dołu do góry

• PG – pionowa z góry na dół

• pozycje spawania rur w pozycji pochylonej pod kątem 45°:

  • H-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z dołu do góry,

• J-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z góry na dół.

Rodzaje złącz spawanych

• doczołowe

• kątowe jednostronne i dwustronne

• teowe

• narożne

• krzyżowe

• zakładkowe

• nakładkowe

• przylgowe

6. Rodzaje połączeń śrubowych

Obecnie połączenia śrubowe mają szerokie zastosowanie we wszelkiego rodzaju konstrukcjach stalowych, zwłaszcza jako połączenia montażowe. Jako że połączenia śrubowe można łatwo rozebrać, znajdują zastosowanie w budowlach, które użytkowane są okresowo, lub są przenoszone z miejsca na miejsce (jak na przykład rusztowania). Połączenia śrubowe charakteryzuje łatwość wykonania na miejscu budowy w każdych warunkach atmosferycznych, na każdej wysokości, bez użycia ciężkiego sprzętu i specjalistycznych narzędzi.

Połączenie śrubowe powstaje w miejscu styku dwóch (lub kilku) blach, ścianek kształtowników, elementów złożonych itp., za pośrednictwem łączników, czyli śrub umieszczonych w wywierconych otworach, z odpowiedni dokręconymi nakrętkami. Przez obrót i silne dokręcenie nakrętki uzyskuje się siłę rozciągającą w trzpieniu śruby, czyli tzw. naciąg trzpienia.

W konstrukcjach budowlanych stosuje się różne rodzaje połączeń śrubowych. Ze względu na kształt złącza i kierunek obciążenia rozróżnia się przede wszystkim połączenia: zakładkowe bądź nakładkowe oraz doczołowe. W tej grupie klasyfikacyjnej można również umieścić połączenia kotwowe podstaw słupów z fundamentami betonowymi oraz połączenia prętów okrągłych (ściągów, stężeń itp.) za pomocą nakrętek rzymskich.

Połączenia zakładkowe i nakładkowe stosuje się przede wszystkim w stykach pasów i środników belek oraz słupów, wstykach pasów kratownic, w połączeniach prętów stężeń z blachami węzłowymi itp. Połączenia śrubowe są obciążone osiowo, jeśli wypadkowa sił wewnętrznych przechodzi przez środek ciężkości połączenia, a w płaszczyźnie styku łączonych elementów nie występuje moment zginający.

W mimośrodowych połączeniach zakładkowych w płaszczyźnie styku, oprócz siły osiowej, występuje moment zginający.

Połączenia doczołowe stosuje się przede wszystkim w węzłach i stykach konstrukcji ramowych pełnościennych, w stykach podporowych belek ciągłych, w stykach ściągów, stężeń itp. W połączeniach doczołowych moment jest prostopadły do płaszczyzny styku elementów.

Połączenia zakładkowe i nakładkowe można podzielić na zwykłe, pasowane i cierne.

Połączenia zwykłe są od dawna znane i stosowane w budownictwie. Siła rozciągająca w zakładkowych (nakładkowym) połączeniu zwykłym jest przenoszona z jednej blachy na drugą przez trzpień śruby, który pracuje na ścinanie w płaszczyznach styku blach oraz na dociska do ścianek otworu.

Połączenia pasowane, rzadko stosowane w budownictwie, wymagają użycia śrub pasowanych, które umieszcza się w otworach o bardzo małych luzach, wynoszących maksymalnie 0,3 mm. Śruby w połączeniach pasowanych pracują również na ścinanie trzpienia i docisk do ścianek otworu.

Połączenia cierne należą do nowoczesnych, stosowanych w budownictwie sposobów łączenia elementów konstrukcji stalowych. W połączeniach takich (zakładkowych bądź nakładkowych) konieczne jest zawsze zastosowanie śrub wysokiej wytrzymałości, które sprężają złącze. Istota pracy połączeń ciernych polega na przeniesieniu sił w złączu przez tarcie powierzchni łączonych elementów silnie dociśniętych do siebie za pomocą śrub, ich nakrętek i podkładek. Śruby w takich połączeniach pracują wyłącznie na rozciąganie osiowe.

Połączenia zakładkowe (nakładkowe) i doczołowe można podzielić również na połączenia sprężane i niesprężane, głównie ze względu na rodzaj śrub i wprowadzane ich trzpieni siły rozciągające, kontrolowane w czasie dokręcania nakrętek. W połączeniach sprężanych stosuje się zawsze śruby o wysokiej wytrzymałości oraz określa sposób kontroli naciągu.

W tablicy 13 normy P-90/B-03200 podano klasyfikację połączeń śrubowych, z rozróżnieniem kategorii (A-F) i rodzaju połączenia oraz określeniem stanu granicznego nośności (I) lub użytkowania (II), miarodajnego do wymiarowania.

Kategoria	Sposób pracy połączenia (przekazywanie obciążeń)	Kryterium stanu granicznego
		SGU
A	Docisk łączników do elementów łączonych	brak
B	Docisk łączników do elementów łączonych w SGN; Tarcie pomiędzy elementami w SGU	FV.Ed.ser ≤ Fb.Rd.ser
C	Tarcie pomiędzy elementami	brak

7. klasy przekrojów kształtowników stalowych.

Celem wprowadzenia pojęcia klasy przekroju jest klasyfikowanie odporności elementu z uwagi na zjawisko miejscowej utraty stateczności w poszczególnych stanach: plastycznym oraz sprężystym. 
Zarówno w polskiej normie jak i w Eurokodzie wyróżniono 4 klasy przekroju. Ich definicje wyglądają następująco: 

1. Klasa pierwsza - odnosi się do elementów które osiągają nośność przegubu plastycznego oraz mają pełną możliwość obrotu niezbędną do redystrybucji momentów.

2. Klasa druga - są to przekroje które osiągają nośność przegubu plastycznego, ale posiadają ograniczoną możliwość obrotu z uwagi na zjawisko miejscowej utraty stateczności, uniemożliwiające im całkowitą redystrybucję momentów.

3. Klasa trzecia - przekroje tej klasy nie osiągają nośności przegubu plastycznego z uwagi na występowanie zjawiska miejscowej utraty stateczności w stanie sprężysto-plastycznym, natomiast ich nośność równa jest co najmniej nośności jaka wynika z początku uplastycznienia strefy ściskanej w stanie plastycznym.

4. Klasa czwarta - dotyczy elementów cienkościennych, których nośność jest mniejsza niż nośność wynikająca z początku uplastycznienia strefy ściskanej, przekroje tej klasy rozpatrywane są w zakresie sprężystym i nie osiągają nośności przegubu plastycznego z uwagi na występowanie zjawiska miejscowej utraty stateczności w stanie sprężystym.

8. Blachownice są na ogół belkami cienkościennymi o dość dużych wysokościach i małych grubościach środników. Z tych względów są one szczególnie narażone na niebezpieczeństwo utraty stateczności ogólnej (zwichrzenia) i stateczności miejscowej.
Jeżeli ściskany pas dźwigara blachownicowego nic jest dostatecznie usztywniony, np. sztywną płytą, tarczą lub odpowiednimi tężnikami, to belka musi być obliczona z uwzględnieniem zwichrzenia.
Miejscowa utrata stateczności blachownicy stalowej dotyczy ściskanych części środnika i ewentualnie pasa ściskanego, jeśli smukłości tych elementów są dość duże. Podczas projektowania dźwigarów blachownicowych należy uwzględnić w obliczeniach wpływ stateczności miejscowej na nośność belki. W celu ograniczenia możliwości utraty stateczności miejscowej eltementów blachownic stosuje się w nich usztywniające żebra poprzeczna. Żebra takie umieszcza się także nad podporami belek oraz w miejscach przyłożenia znacznych sił skupionych. W blachownicach wysokich stosuje się czasami także żebra podłużne usztywniające dodatkowo środnik w strefie ściskanej.

Utrata stateczności miejscowej smukłych ścianek przekroju elementów ściskanych

lub zginanych, w obszarach napręŜeń ściskających lub ścinających, polega na ich

lokalnym wybrzuszeniu, pofalowaniu lub zwichrowaniu.

Aeff = r *A

r – współczynnik redukcyjny uwzględniający niestateczność ścianki

A – pole przekroju ścianki

9. Nośność przekrojów
-Rozciąganie osiowe - rodzaj obciążenia ciała (elementu konstrukcyjnego), na które składają się dwie przeciwnie działające siły F, powodujące wydłużenie ciała w kierunku linii działania tych sił. Rozróżnia się rozciąganie osiowe (gdy siły rozciągające leżą w podłużnej sprężystej osi ciała) oraz nieosiowe (złożony stan naprężeń sprowadzany do rozciągania osiowego i zginania). W celu określenia własności mechanicznych (wytrzymałości na rozciąganie) elementów konstrukcyjnych przeprowadza się próby wytrzymałościowe na rozciąganie.
-Ściskanie osiowe
-Zginanie względem jednej osi - zginanie płaskie: wszystkie siły zewnętrzne czynne (obciążenia) i bierne (reakcje) leżą w jednej wspólnej płaszczyźnie przechodzącej przez oś belki.    Czystym zginaniem nazywamy odkształcenie belki pomiędzy dwiema parami sił o równych momentach.
-Ścinanie- odkształcenie ciała spowodowane naprężeniem stycznym do jego powierzchni. Naprężenie styczne do powierzchni ciała nazywane jest naprężeniem ścinającym. Ścinaniu zazwyczaj towarzyszą inne odkształcenia, występują inne typy stanów obciążenia, np. docisk. Dzieje się tak m.in. w połączeniach nitowych, klinowych i wpustowych.

-Skręcanie -Skręcanie pręta występuje wtedy, gdy dwie pary sił działają w dwóch różnych płaszczyznach prostopadłych do osi pręta.
-Zginanie ze ścinaniem
-Zginanie z siłą podłużną
- Zginanie ze ścinaniem i siłą podłużną

- Środnik w płaskim stanie naprężenia

10. W teorii stateczności wyróżnia się dwa typy utraty stateczności (czyli obciążeń wywołujących te stany): utrata stateczności przez osiągnięcie punktu granicznego (maksimum obciążenia) i utrata stateczności przez wyboczenie bi-furkacyjne. Oba te stany zilustrowano na rysunku 10.1, gdzie w osiach: parametr obciążenia i przemieszczenie reprezentatywnego stopnia swobody pokazano tzw. ścieżki równowagi. W rzeczywistości takie proste zachowanie nie zawsze jest spotykane. Przedstawione krzywe jednak dobrze ilustrująwiele przypadków zachowania się modeli konstrukcji. W celu zanalizowania zjawiska osiągnięcia punktu granicznego (punkt G na rys.10.1) należy badać nieliniowe zachowanie się konstrukcji. W procesie obciążania sztywność konstrukcji maleje (maleje kąt nachylenia stycznej do wykresu A-d). W chwili osiągnięcia punktu granicznego krzywa ta osiąga maksimum. Jeżeli intensywność obciążenia nie zmienia się, to następuje przeskok do nowej konfiguracji i konstrukcja może ulec zniszczeniu na skutek dużych odkształceń. Przypadek ten zachodzi dla mało-wyniosłych łuków i przekryć powłokowych. W punkcie granicznym następuje przeskok do nowej konfiguracji o przeciwnej krzywiźnie łuku lub powłoki, w związku z czym używamy również termin: punkt przeskoku.

10. Niestateczność ogólna- Zwichrzenie - utrata stateczności związana z wyboczeniem pasa ściskanego belki zginanej. Paś ściskany (np. w dwuteowniku swobodnie podpartym - pas górny) wybacza się na bok, przekrój poprzeczny belki zostaje skręcony.

11.2 Podstawa słupa - zakotwienie

Podstawy słupów powinny mieć wystarczające wymiary, sztywność i nośność w celu przenoszenia siły podłużnej, momentów zginających i sił poprzecznych ze słupów na ich fundamenty lub inne podłoże bez przekroczenia nośności tego podłoża.

12.1. Nośność belki:

-warunki nośności;

$\frac{M_{\max}}{M_{\text{pl.\ \ Rd}}} < 1$ $\frac{V_{\max}}{V_{R}} < 1$

12.2. Sposoby zabezpieczania belek przed zwichrzeniem.

Można przyjąć, że są konstrukcyjnie zabezpieczone przed zwichrzeniem:

- elementy których pas ściskany jest stężony sztywną tarcza,

- zastosowanie przewiązek poprzecznych, łączących belki

12.3. Żebra poprzeczne stosuje się:

- w miejscach działania znacznych obciążeń skupionych,

- na podporach,

- w strefach węzłów sztywnych,

- w miejscach, gdy zachodzi potrzeba dodatkowego usztywnienia smukłych ścianek (klasa 4).

WYRÓŻNIA SIĘ

- żebra pośrednie (stosowane pomiędzy podporami),

- żebra podporowe (stosowane na podporach).

ZALECENIA KONSTRUKCYJNE

Żebra usztywniające projektuje się z płaskowników lub kształtowników,

jako jednostronne lub dwustronne, spawane lub nitowane.

Rozstaw żeber poprzecznych w przęsłach belek o przekroju klasy 4 nie

powinien być większy niż podwójna wysokość środnika.

Żebra poprzeczne powinny spełniać warunek sztywności.

ZASTOSOWANIE BELEK AŻUROWYCH:

- płatwie i lekkie dźwigary dachowe

- belki stropowe,

- rygle i słupy ram w halach,

- belki pomostów i lekkich konstrukcji,

- inne

ZALETY BELEK AŻUROWYCH

- możliwość wykorzystanie kształtowników walcowanych,

- zmniejszenie zużycia stali w stosunku do kształtowników

walcowanych pełnościennych o tej samej nośności (20-50%),

- możliwość zagospodarowania przestrzeni konstrukcyjnej

(prowadzenie przewodów instalacyjnych przez otwory)

- zmniejszenie ciężaru belki.

ZALECENIA KONSTRUKCYJNE

W miejscach podpór i przyłożenia sił skupionych należy otwory

zapełnić wspawaną blachą.

Nie zaleca się stosować belek ażurowych w konstrukcjach

obciążonych dynamicznie (koncentracja naprężeń przy otworach).

BELKI BLACHOWNICOWE

-OPTYMALNA WYSOKOŚĆ BELKI

- blachownice jednoprzęsłowe:

h= ( 1/16 -1/10) *l

- blachownice ciągłe:

h= (1/20 - 1/12) *l

l- rozpiętość blachownicy

- DOBÓR PRZEKROJU BELKI PASÓW I ŚRODNIKA

b_f = (0,25÷0,3) * h

t_w = 7 + 3 * h/1000

$$t_{f} = \frac{M}{h*b_{f}{*f}_{d}}$$

WYMIAROWANIE BELEK SPAWANYCH

Przy wymiarowaniu belek blachownicowych obowiązują procedury sprawdzania SGN i SGU jak dla belek wykonanych z kształtowników walcowanych.

Z uwagi na ekonomicznie kształtowanie przekroju belek blachownicowych często projektuje się je jako przekroje klasy 4.

13.1.

13.2. Długość wyboczeniowa dla elementów skratowania.

Eurokod w sposób szczegółowy opisuje sposób doboru długości wyboczeniowej dla elementów skratowania. Wszelkie informacje na ten temat zostały zawarte w załączniku BB do normy PN-EN 1993-1-1, co dokładniej one opisują:
W przypadku pasów wykonanych z profili otwartych długość wyboczeniowa w płaszczyźnie kratownicy równa jest 0,9 * L ( gdzie L jest długością teoretyczną pomiędzy węzłami lub zamocowaniami stężęń ), natomiast długość wyboczeniowa z płaszczyzny kratownicy równa jest długości teoretycznej L. 
Inaczej przedstawia się sytuacja pasów wykonanych z rur o profilu zamkniętym. W płaszczyźnie kratownicy ich długość wyboczeniowa wynosi 0,9*L i tyle samo ich wartość wynosi z płaszczyzny kratownicy (0.9*L). Dodatkowo można przyjąć, że długość wyboczeniowa wykratowania wykonanego z profili o przekrojach zamkniętych wynosi 0,75*L pod warunkiem, że końce prętów nie posiadają wyobleń oraz spłaszczeń i są przyspawane całym swoim obwodem do pasów kratownicy. Szczegółowe informacje na temat wartości wyboczenia dla wykratowania z profili zamkniętych uściśla ANEKS do eurokodu 1-1 z 2009 roku. ( dla przypadku, gdy warunki końca zamocowania prętów wykratowania są różne można przyjąć wartość średnią długości wyboczeniowej)

14.1. Hale w układzie jednonawowym jako ramy pełnościenne z zastosowaniem profili walcowanych IPE (do rozpiętości około 20m) lub blachownic (rozpiętość powyżej 20m).
Charakterystyka:
• niska masa konstrukcji
• prostota warsztatu i montażu konstrukcji
• szybki czas realizacji
• wysoka trwałość
• wszechstronność zastosowania (obiekty magazynowe, chłodnie, pawilony handlowe i wystawiennicze)

14.2. Hale w układzie jednonawowym jako ramy z ryglem kratownicowym.
Charakterystyka:
• niska masa konstrukcji
• prostota montażu konstrukcji
• szybki czas realizacji
• wysoka trwałość
• wszechstronność zastosowania (obiekty magazynowe , chłodnie , pawilony handlowe i wystawiennicze)
W układzie tym często opracowuje się wariant z suwnicami.

14.3. Płatwie i rygle ścienne.

Stosowane kształtowniki:

- walcowane: dwuteowniki, ceowniki.

- zimnogięte: zetowniki, sigma.

1.Elementy rozciagane osiowo wystepują w Kon. Stalowych głównie jako prety dźwigarów i stężeń kratowych a także jako wieszaki ściagi ramp .ret uwaza się za rozciagany osiowo jeżeli wypadkowa sił rozciaganych działa wzdłuż jego osi
2.elementy ściskane osiowo występują jako słupy albo pręty kratownic lub stężeń . pret uwarza się za ściskany osiowo jeżeli wypadkowa sił ściskających działa wzdłuż osi. Oprócz ściskania osiowego wystepuje ściskanie mimośrodowe
3. Smukłość pretów rozciaganych osiowo 
Pretów kratownic lamda <= 250 cięgien bez wstępnego naciagu lamda<350
4.słupy SA to sciskane prosto liniowe pionowo ustawione elementy nośne przenoszące obciążenia na nisze kondygnacje fundament i na grunt podstawowe części słupa to:
a)głowica stanowi podpore belek podciągów i przenosi obciążenia na trzon słupa
b) trzon- stanowi podstawowy element nozny słupa przenosi obciążenia z głowicy na podstawe słupa
c)podstawa słupa ? stanowi dolna część słupa słuzy do przeniesienia obciążen z trzonu na fundament i właściwego podparcia i zakotwienia słupa
5.przekrojr słupa : a) pełnościenne najczęściej wykonane z kształtowników walcowanych lub jako spawane z blach mogą składac się z jednego elementu lub kilku zespawanych 
b) złożone- z dwuch lub wiecej gałęzi wykonuje się z kształtowników walcowanych laczonych przewiązkami lub skratowaniami 
6.wyboczenia pretów: a) Pietne- wystepuje wtedy gdy element po osiagnieciu siły krytycznej traci dotyk czasowa stateczność i ulega wyboczeniu w formie wygięcia bocznego b) Pietno skretne- wystepuje przy ściskaniu pretów o przekroju otwartym z jedną osia symetri 
7 współczynik wyboczenia fi odczytuje się z tablic uwzględniając najwiekszą wartość lamda z daszkiem i odpowiednie krzywe wyboczenia a,b,c
8.przewiązki i skratowania słupów złożonych . należy zaprojektować odpowiednie rozmieszczenie przewiązki rozmieszcza się regularnie przyjmując liczbe parzystą przedziałów 
a) przewiązki skratowań łachoce gałęzie słupa złozonego ściskanego osiowo oblicza się na zatepcza siłe poprzeczna q>=o.12*a*fd
b) szerokość przewiązki pośrednich niepowinna być mniejsza od b=1000mm a końcowych 1,5 b
c)grubość blachy przewiązki przyjmuje się 6-12mm
w materiale ptrzewiazki oraz połączeniach z gał,ęziami słupa należy uwzględnić siłe Vq oraz Mq

1.Elementy zginane jedno kierunkowo wystepują jako belki stropowe i pomostowe rygle ram ,ścian belki policzkowe itp. Głównymi zadaniami elementów zginanych jest przenieść obciążenia stałe i zmienne z określonych powierzchni na podpory. Najwłaściwszym kształtem przekroju poprzecznego jest dwuteownik
2.belki stalowe stosowane jako elementyu nozne stropów pomostów elementy konstrukcji szkieletowych itp. W zależnoci od ukształtowania poprzecznego rozróżnia sie belki pełnościenne pojedyncze skrzydłowe dwugałęziowe ażurowe kratowe 
a) belki pełnościenne wykonuje się z kształtowników i blach spawanych
b)belki ążórowe ? wykonuje się z dwuteowników walcowanych przez rozciagniecie ich środków wzdłuż lini łamanej i odpowiednie ich zaspawanie posiadaja podwyższony środnik
c) belki kratowe-stosowane jako elementy stropów dachów oraz przy Mastach suwnicach estakadach wykonuje się je jako prętowe ustroje nośne o geometrycznie niezmiennym układzie pretów .
3., styki belek a) warsztatowe połączenia spawane blach lub kształtowników tworzących belke b) montażowe połaczenia srubowe
4. Blachownice- lub dźwigary blachownicowe to belki stalowe o kształcie najczęściej dwuteowych wykonanych z blach składaja się ze środnika to jest blachy pionowej oraz dwuch pasów poziomych połaczonych ze środnikiem spoinami czołowymi lub pachwinowymi. Spotyka się tez blachownice nitowane.
a)wysokość Hw dla belek jedno przesłowych Hw =1/10 :1/15 lo dla belek wielo przesłowych Hw=1/12:1/20lo lo-rozpietość obliczeniowa belki
b)grubość środnika Tw-najmniejsz grubość środnika blachownicy chronionej przed wpływami atmosferycznymi przyjmuje się Tw6mm a w belkach nie chronionych Tw=7mm pszczym Hw/Tw=90:150
c) szerokość pasów powinna wynosić o.25Hw. grubość pasów należy przyjmować tak aby smukłość płytowa wysiegu niebyła wieksza niż 12 wskazanym jest aby pasy spełniały warunki przekroju klasy