BELKA STROPOWA
1. Obciążenia przypadające na żebro.
Zakładam rozstaw belek stropowych co 2,0m (7 belek)
Odsunięcie od słupa: 0,3m.
qk qd
Opis [kN/mb] γf [kN/mb]
I Obciążenia stałe
-płyta żelbetowa: 0,1*2,0*25 5,00 1,35 6,75
-wykończenie: 2,0*0,6 1,20 1,35 1,62
-Obciążenia użytkowe 2,0*3,5 7,00 1,5 10,50
Σ: 13,2 18,87
Ciężar własny żebra gbelki = 9,81m/s2 * 57,1 kg/m * 1,35 = 0,76 kN/m wobec czego Qd=19,63 kN/m.
2. Schemat statyczny i obciążenia.
Schemat statyczny żebra to belka obustronnie podparta.
Schemat statyczny:
Momenty zginające [kNm]:
Siły poprzeczne [kN]:
Maksymalny na środku przęsła:
Reakcje podporowe:
3. Wymiarowanie belki stropowej.
Wymiary: L=12,6 m B=8,5 m
Gatunek stali: S275 fy= 275 Mpa E=210000 MPa
γM0=1,0 γM1=1,0
Przyjmuję kształtownik IPE 360
Wymiary: h=360 mm
b=170 mm
tf=12,7 mm
tw=8 mm
r= 18,0 mm
A=72,7 cm2
Iy,ch= 16270 cm4 Iz,ch=1040 cm4
Wel,y=904 cm3
Masa belki: 57,1 kg/m
3.1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności belki stropowej z dwuteownika walcowanego, zabezpieczonej przed zwichrzeniem.
3.1.1. Klasa przekroju.
Cały przekrój klasy 1
3.1.2. Nośność obliczeniowa przekroju przy zginaniu.
Wpl,y = Wel,y x 1,13 = 1021,52cm3
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.
3.1.3. Stan graniczny nośności przy ścinaniu na 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
3.2 Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności.
Kombinacja obciążeń (charakterystyczne):
Gk+Qk=13,68 kN/m
wartość ugięcia nie powinna przekraczać wartości granicznej
warunek jest spełniony
PODCIĄG - BLACHOWNICA
4. Obliczenia statyczne podciągu.
4.1. Założenie wymiarów blachownicy.
h=1160 mm
b=250 mm
tf=20 mm
tw=10 mm
hw= 1160 mm
A=0,001696m3
ρ=7850 kg/m3
γ=13,3 kg/mb
4.2. Schemat statyczny i obciążenia.
Schemat statyczny (ciężar belki uwzględniony automatycznie):
Momenty zginające [kNm]:
Maksymalny moment na środku przęsła:
Siły poprzeczne [kN]:
Maksymalna siła poprzeczna:
5. Wymiarowanie podciągu.
5.1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności podciągu spawanego, stężonego bocznie punktowo, w przekroju przęsłowym i podporowym.
5.1.1. Klasa przekroju przy zginaniu.
Ponieważ środnik jest klasy 4, to cały przekrój jest klasy 4.
5.1.2. Nośność obliczeniowa przekroju klasy 4 przy zginaniu.
Stateczność miejscowa środnika
Parametr niestateczności zginanej ścianki usztywnionej przy wspólczynniku rozkładu naprężeń Ψ=-1.
stąd kδ= 23,9
Smukłość płytowa ścianki:
Współczynnik redukcyjny:
Szerokość strefy ściskanej i rozciąganej środnika
Szerokość współpracująca
Szerokość części przylegających do pasa ściskanego be1 i do osi obojętnej be2
Przesunięcie położenia osi obojętnej do pasa ściskanego przekroju współpracującego
Nośność obliczeniowa przekroju klasy 4 przy zginaniu względem osi y-y:
5.1.3. Uproszczona ocena zwichrzenia w budynkach.
Rozkład momentu zginającego w przęśle między stężeniami jest bliski stałemu, tym samym można przyjąć:
kc=1
Lc= 2m
Iz=52180000mm4
Obliczenie warunku na zwichrzenie miejscowe
warunek jest spełniony
5.1.4. Sprawdzenie nośności podciągu przy zginaniu w przęśle.
warunek jest spełniony
5.1.5. Sprawdzenie nośności podciągu przy ścinaniu na podporze.
Maksymalna wartość siły tnącej występuje w przekroju przypodporowym.
V = 584,93kN
przyjęto η =1,2
obliczeniowa nośność przekroju przy ścinaniu
warunek jest spełniony
5.2. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności.
Kombinacja obciążeń(charakterystyczne):
Gk+Qk= 68,81 kN/m
Iy= 4782080000mm4
wartość ugięcia nie powinna przekraczać wartości granicznej
warunek jest spełniony
5.3. Sprawdzenie nośności spoin pachwinowych łączących pas ze środnikiem w strefie przypodporowej.
Spoina łącząca musi spełniać następujący warunek:
warunek spełniony dla a=5mm
Stal S275
Jako maksymalną siłę tnącą przyjmuję siłę w podporze V = 584,93kN.
Obliczam moment statyczny przekroju pasa względem osi obojętnej, dla przekroju przypodporowego:
Ix= 4782080000mm4
Po przekształceniu
stąd
Ostatecznie przyjęto połączenie pasa ze środnikiem spoiną pachwinową ciągłą o grubości 5mm.
5.4. 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=10mm
W pozostałych miejscach stosuję żebra skrócone od dołu o wymiarach:
hż1=1140mm
bż1=120mm
tż1=tw=10mm
6. Wymiarowanie połączenia belki stropowej z podciągiem
Płaszczyzna ścinania przechodzi przez gwintowaną część śruby więc
αv=0,5
Zakładam 3 śruby leżące na jednej osi pionowej szeregu
Śruby klasy A, kat. 6.8,M16
A=As=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 w poziomie - e1=60 mm
-rozstaw śrub w pionie - p2=100 mm
-odległość od śruby skrajnej do krawędzi bocznej w pionie - e2=80 mm
nośność obliczeniowa pojedynczej śruby na docisk:
obliczeniowa nośnośc grupy śrub na docisk:
Warunek nośności połączenia
Nj,Rd= min (Fv,Rd,Fb,Rd)=115,92kN
warunek jest spełniony
9