P3040911

2.12. Dobór gatunków stali na konstrukcje budowlane

2.12. Dobór gatunków stali na konstrukcje budowlane

Prawidłowy dobór gatunku stali na konstrukcje, zwłaszcza stalowe, winien uwzględniać kryteria: stanów granicznych, technologiczne, eksploatacyjne i ekonomiczne.

Przy doborze gatunku stali winny być również uwzględnione następujące parametry:

D klasa ważności obiektu,

□    temperatury klimatyczne eksploatacji,

□    agresywność środowiska atmosferycznego,

□    charakter i zmienność obciążeń,

□    istnienie naprężeń własnych w elementach.

Wymienione parametry mogą występować łącznie lub nie w projektowanym obiekcie budowlanym.

Szczególnie starannie i z rozwagą należy dobierać stale niestopowe z gatunków St3S, St3SY, St3SX. Stale St3SX jako nieuspokojone można dobierać na elementy konstrukcyjne obciążone statycznie z wyrobów hutniczych o grubości do 12,5 mm eksploatowane w temperaturach do -30 C. Elementy konstrukcyjne z tych wyrobów mogą być obciążone dynamicznie, lecz w dodatnich temperaturach.

Stale półuspokojone można stosować na elementy konstrukcyjne obciążone statycznie lub dynamicznie z wyrobów hutniczych o grubości do 20 mm bez ograniczeń wysokości eksploatacyjnych temperatur klimatycznych.

Stale uspokojone można dobierać na elementy konstrukcyjne budowlane bez ograniczeń.

Dopuszcza się projektowanie elementu konstrukcyjnego skladąjącego się z wyrobów hutniczych dobranych z dwu gatunków stali, np. w belkach dwuteowych hybrydowych.

Przy stosowaniu różnych gatunków stali w jednym elemencie należy uwzględnić zalecenia:

■ materiały dodatkowe do spawania i technologia połączeń elementów winna być dostosowana do właściwości obu łączonych wyrobów z różnych gatunków,

S nośności graniczne połączeń (spoin) ustala się na podstawie niższej wytrzymałości obliczeniowej jednego z wyrobów,

■i w jednym elemencie konstrukcyjnym nie należy stosować części składowych wyrobów z różnych gatunków stali o jednakowych wymiarach.

2.13. Ogólne zasady tworzenia projektu technicznego obiektu

Na każdą budowlę działa ciężar własny, siły związane z jej przeznaczeniem, jak na przykład: ciężar materiałów złożonych w magazynie, siły wywołane przez suwnice, parcie wody itp., oraz siły związane z warunkami, w jakich budowla jest eksploatowana, np. działanie wiatru, obciążenie śniegiem, zmiany temperatury itp. Wszystkie te siły muszą być odpowiednio przekazane na grunt, zrównoważone w obrębie konstrukcji

Podstawy projektowania konstrukcji metalowych

lub w niektórych przypadkach zrównoważone przez ciężar własny elementów.

Cała budowla, jak i każdy jej element, muszą mieć zapewnioną odpowiednią sztywność i nośność, powinny więc być zachowane wymigania obu stanów granicznych, tj. stanu granicznego nośności i stanu granicznego użytkowania we wszystkich fazach wznoszenia i ckaploataęji obiektu.

Względy ekonomiczne nakazują wykorzystanie nośności elementów do dopuszczalnego maksimum, tendencja ta jest jednak ograniczona z jednej strony przez asortyment wyrobów hutniczych, a z drugiej strony przez konieczność ograniczania liczby zastosowanych różnych wyrobów hutniczych. Ten drugi warunek, będący często przedmiotem spotów między projektantem a wykonawcą konstrukcji, związany jest z warunkiem zaopatrzenia i koniecznością ograniczania liczby styków w konstrukcji. Warto zwrócić uwagę na fakt. że znacznie hardziej niebezpieczne dla konstrukcji jest przeciążenie połączeń niż przociążenie elementów Kontrola stateczności konstrukcji polega na sprawdzeniu stateczności ogólnej i miejscowej poszczególnych elementów (słupów, belek) i ich części oraz sprawdzeniu stateczności całej budowli.

Nie wystarczy jednak sprawdzenie obliczeniowe stateczności elementu, należy przy tym również zapewnić w rozwiązaniach konstrukcyjnych warunki przyjęto w obliczeniach. Na przykład, długość wybocroniową ściskanego pasa dźwigara dachowego z płaszczyzny kratownicy przyjmuje się równą odległości między płatwiami. Zobowiązuje to du takiego konstruowania połączeń i elementów, aby płatew połączona z jednej strony z dźwigarem, a z drugiej z odpowiednim stężeniem, zapewniała nieprzesuwność węzła dźwigara. Rachunkowo uwzględnia się to jaku działanie pasa dźwigara na płatwie pewną silą (rozciągającą lub ściskającą), którą należy przekazać przez stężenie.

Budowla jako całość nie może zmieniać położenia i nie może ulec obrotowi ani przesunięciu, co sprawdza się przez porównanie odpowiednich momentów (utrzymujących i wywracających) sil (przesuwających i utrzymujących), przy uwzględnieniu właściwych współczynników pewności.

Do zagadnień stateczności należy włączyć również warunek zapewnienia konstrukcji geometryczną) niezmienności inp. prostokątny kształt pola połaci dachu nie może zmienić się pod wpływem obciążeń w równo-ległoboczny). Zapewnia się to przez zastosowanie odpowiednich stężeń, którymi mogą być kratowe lub ramowe zespoły stalowe lub odpowiednio połączone z konstrukcją stalową inne sztywne elementy, jak płyta żelbetowa, mur na zaprawie cementowej.

Elementy konstrukcji nie powinny się ponadto nadmierni* odkształcać Wymagąją tego warunki eksploatacji (w przypadku belek podsuwnico-wych, mostów, wież telewizyjnych itp.). względy estetyczne i użytków* (pękanie tynków w przypadku stropów budynków mieszkalnych', wreszcie względy bezpieczeństwa inp. zbyt duże odksztulcenie szczeblin -przy nie przekroczonych w nich naprężeniach mogą powodować pękanie opartych na nich szyb).

Dla większości elementów konstrukcji stalowych wartości ugięć granicznych podaje norma PN-90/B-Ó3200. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych należy także ograniczyć wartości przemieszczeń podpór sprężystych, np. podpór belek ciągłych, gdyż przy nadmiernych przemieszczeniach mogą powstać zniszczenia elementów wypełniających (np. przy niejednakowych sprężystych skróceniach słupów w wieżowcach).