Politechnika Łódzka

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii

Środowiska

Kierunek: Budownictwo

Katedra Konstrukcji Stalowych

Rok akademicki 2008/09

Semestr IV

Projekt stropu o konstrukcji stalowej

Konsultował: Wykonał:

mgr inż. Jerzy Goczek Bartosz Maliszewski

Grupa IV

Nr indeksu 144295

1. BELKA STROPOWA

1.1 Obciążenia przypadające na żebro.

Zakładam rozstaw belek stropowych co 1,9m( 6 belek)

Odsunięcie od słupa -0,3m.

charakt. obl.

CHARAKTER OBCIĄŻENIA [kN/mb] γ_f [kN/mb]

• STAŁE =

0,4kN/m² x 1,9m 0,76 1,35 1,03

0,1m x 1,9mx 25 kN/m³ 4,75 1,35 6,41

- ZMIENNE = 4,5kN/m² x 1,9m 8,55 1,5 12,83

Σ: q_k=14,06 - qd=20,27

uwzględniamy ciężar własny żebra gbelki =9,81 m/s² x 49,1 kg/m x 1,35=0,65 kN/m , wobec czego Qd=20,92 kN/m.

1.2 Schemat statyczny i obciążenia.

Schemat statyczny żebra to belka obustronnie podparta.

Obliczam moment maksymalny na środku przęsła:

Obliczam reakcje podporowe:

Obliczam tnące:

1.3 Dobór przekroju kształtownika.

L=11,7 m

B=7,8 m

Gatunek stali S275

f_y= 275 MPa

E=210000 MPa

γ_M0=1,0 γ_M1=1,0

Obliczam wymagane parametry kształtownika. Przyjmuję, że będzie to kształtownik IPE ze stali S275

Przekrój IPE330

h=330 mm

b=160 mm

t_f=11,5 mm

t_w=7,5 mm

r= 18,0 mm

A=62,6 cm²

I_y,ch= 11770 cm⁴ I_z,ch=788 cm⁴

W_el,y=713 cm³

Masa belki M=49,1 kg/m

1.4 Sprawdzenie poprawności założonego przekroju kształtownika.

1.4.1 Klasa przekroju.

Cały przekrój klasy 1

1.4.2 Stan graniczny nośności.

Przekrój klasy 1, obliczam nośność przekroju przy zginaniu

W_pl,y = W_el,y x 1,13 = 805,69cm³

Rozkład momentu zginającego i siły tnącej jest taki, że można nie brać pod uwagę wpływu siły poprzecznej na nośność przekroju przy zginaniu.

warunek jest spełniony.

1.4.3 Stan graniczny nośności przy ścinaniu przy podporze

przyjęto η =1,2

środnik nie jest wrażliwy na utratę stateczności przy ścinaniu

Pole przekroju czynnego

lecz nie mniej niż

Obliczeniowa nośność przekroju przy ścinaniu

warunek jest spełniony

1.4.4 Stan graniczny użytkowalności.

Kombinacja obciążeń(charakterystyczne):

G_k+Q_k=14,54 kN/m

wartość ugięcia nie powinna przekraczać wartości granicznej

warunek jest spełniony

2. PODCIĄG -BLACHOWNICA.

2.1 Założenie wymiarów blachownicy.

h=1200 mm

b=250 mm

t_f=20 mm

t_w=6 mm

h_w= 1160 mm

2.2 Sprawdzanie nośności przekroju blachownicy.

Ponieważ środnik jest klasy 4, to cały przekrój jest klasy 4.

Obliczanie ciężaru własnego podciągu

γ_stali =7850 kg/m³

g=9,81m/s²

A_podciągu = 0,001696m²

Q_{podciągu, k}=7850 kg/m³ x 9,81 m/s² x 0,001696 m² =1,31 kN/m

Q_{podciągu, d}= Q_{podciągu, k} x 1,35 =1,76 kN/m

Obliczam moment maksymalny:

Obliczam reakcje podporowe:

Obliczam tnące:

2.2 Sprawdzanie nośności obliczeniowej dla klasy 4.

Stateczność miejscowa środnika

Parametr niestateczności zginanej ścianki usztywnionej przy wspólczynniku rozkładu naprężeń Ψ=-1.
stąd k_δ= 23,9

Smukłość płytowa ścianki

Współczynnik redukcyjny

Szerokość strefy ściskanej i rozciąganej środnika

Szerokość współpracująca

Szerokość części przylegających do pasa ściskanego b_e1 i do osi obojętnej b_e2

Przesunięcie położenia osi obojętnej do pasa ściskanego przekroju współpracującego

przyjmuje W_y,min= 6470,83 cm³

2.3 Uproszczona ocena zwichrzenia w budynkach

Rozkład momentu zginającego w przęśle między stężeniami jest bliski stałemu, tym samym można przyjąć:

k_c=1

L_c=1,9m

I_z=5233,4 cm⁴

Obliczenie warunku na zwichrzenie miejscowe

warunek jest spełniony

2.4 Sprawdzenie nośności podciągu przy zginaniu w przęśle

warunek jest spełniony

2.5 Nośność podciągu na ścinanie przy podporze

Maksymalna wartość siły tnącej występuje w przekroju przypodporowym.

V = 503,4kN

przyjęto η =1,2

obliczeniowa nośność przekroju przy ścinaniu

warunek jest spełniony

2.6 Stan graniczny użytkowalności

Kombinacja obciążeń(charakterystyczne):

G_k+Q_k=87,16 kN/m

I_y=426178,13cm⁴

wartość ugięcia nie powinna przekraczać wartości granicznej

warunek jest spełniony

2.7 Połączenie pasa blachownicy ze środnikiem w strefie przypodporowej

Spoina łącząca musi spełniać następujący warunek:

Stal S275

Jako maksymalną siłę tnącą przyjmuję siłę w podporze V = 503,4kN.

Obliczam moment statyczny przekroju pasa względem osi obojętnej, dla przekroju przypodporowego:

Po przekształceniu

stąd

Ostatecznie przyjęto połączenie pasa ze środnikiem spoiną pachwinową ciągłą o grubości 5mm.

2.8 Dobór przekroju żebra w miejscu połączenia belek stropowych z podciągiem

W miejscu połączenia belek stropowych z podciągiem, nad słupem stosuję żebra pełne o wymiarach:

hż1=1160mm

bż1=120mm

tż1=tw=6mm

W pozostałych miejscach stosuję żebra skrócone od dołu o wymiarach:

hż1=1100mm

bż1=120mm

tż1=tw=6mm

2.9 Wymiarowanie połączenia belki stropowej z podciągiem

Płaszczyzna ścinania przechodzi przez gwintowaną część śruby więc

α_v=0,5

Zakładam ilość śrub -2 leżących w na jednej osi pionowej szeregu

Śruby klasy A, kat. 6.8,M16

A=A_s=161 mm²

d=16 mm

d0=17 mm

fub=600 MPa

Obliczeniowa nośność śrub na ścinanie

Obliczeniowa nośność na docisk

-odległość od osi skrajnej do krawędzi czołowej - e₁=50 mm

-rozstaw śrub w szeregu - p₁=200 mm

-odległość od śruby skrajnej do krawędzi bocznej - e₂=60 mm

-rozstaw śrub w szeregu - p₂=0 mm

Warunek nośności połączenia

N_j,Rd= min (F_v,Rd,F_b,Rd)=87,82kN

warunek jest spełniony

5

---