01. hbt_platew_EC3

KONSTRUKCJE METALOWE - Projektowanie

Hala stalowa bez transportu Cz. 1

Temat projektu

2012-03-04 2 Hala bez transportu - Cz. 1

Hala w ukadzie patwiowym


Omwienie gwnych elementw konstrukcji nonej hali.

Omwienie gwnych elementw konstrukcji nonej hali.


1.0. Okrelenie gwnych wymiarw hali.

L

H

n*a

a

TYPY KRATOWNIC

TYP 1

TYP 2

TYP 3

TYP 4


Okrelenie gwnych wymiarw hali c d.

1. Rozstaw patwi: od 1500mm do 3000mm

2. Wizar kratowy:

rozpito: B wg tematu projektu

wysoko kratownicy w rodku rozpitoci:

nachylenie poaci wg danych producenta pokrycia lub PN-89/B-02361

nachylenie poaci przyj: od 5o do 10o

rozstaw wzw kratownicy zalenie od rozstawu patwi

3. Wysoko supa: H wg tematu projektu

4. Dugo cakowita hali: L = n x a

Bhkratownicy

8

1

12

1


Eurokod 1 Oddziaywania na konstrukcje Cz 1-3: Oddziaywania oglne Oddziaywanie niegiem

PN-EN 1991-1-3

Norma Europejska EN 1991-1-3:2003 ma status Polskiej Normy

2.0. Zestawienie obcie

2.1. Obcienie niegiem (S)


Tablica NB.1- Wartoci charakterystyczne obcienia niegiem gruntu w Polsce

A. Lokalizacja obiektu okrelenie strefy obcienia niegiem.


B. Obcienie niegiem dachu w trwaej i przejciowej sytuacji obliczeniowej

s = i Ce Ct sk

i wspczynnik ksztatu dachu

S1

S2


Wartoci podane w tablicy 5.2 stosuje si wwczas, gdy nie ma zabezpiecze przed zsuniciem si niegu z dachu. Jeeli na dachu s barierki przeciwniene lub inne przeszkody, albo jeeli dolna krawd dachu jest zakoczona attyk, to wwczas wspczynnik ksztatu dachu nie powinien by mniejszy ni 0,8.

Okrelenie wspczynnika ksztatu dachu i


Okrelenie wspczynnika ekspozycji ce


powinien by stosowany do oceny zmniejszenia obcienia niegiem dachw o wysokim wspczynniku przenikania ciepa (> 1 W/m2K), w szczeglnoci niektrych dachw krytych szkem, z powodu topienia niegu przez uchodzce ciepo. Dla wszystkich innych przypadkw: Ct = 1,0

Okrelenie wspczynnika termicznego ct


Okrelenie wartoci charakterystycznej

obcienia niegiem gruntu sk [kN/m2]


Wyznaczenie obcienia niegiem rozoonego na poaci dachu:

cos sS p

Wyznaczono charakterystyczne obcienie niegiem rozoone na poaci dachu w kN/m2.


Eurokod 1 Oddziaywania na konstrukcje Cz 1-4: Oddziaywania oglne Oddziaywania wiatru

PN-EN 1991-1-4

Zastpuje PN-EN 1991-1-4:2005

Norma Europejska EN 1991-1-4:2005 ma status Polskiej Normy

2.2. Obcienie wiatrem (W)


A. Lokalizacja obiektu okrelenie strefy obcienia wiatrem.


Tablica NA.1 Wartoci podstawowe (z indeksem 0) bazowej prdkoci wiatru i cinienia prdkoci wiatru w strefach

Okrelenie wartoci podstawowej bazowej prdkoci wiatru


vb = cdir cseason . vb,0 gdzie: vb - bazowa prdko wiatru okrelona jako funkcja kierunku wiatru i pory roku na wysokoci 10 m nad poziomem gruntu w terenie kategorii II; vb,0 - warto podstawowa bazowej prdkoci wiatru (Tabl.NA.1) cseason - wspczynnik sezonowy (warto zalecana 1,0), cdir - wspczynnik kierunkowy (Tabl. NA.2)

Okrelenie bazowej prdkoci wiatru


Tablica NA.2 Wartoci wspczynnika kierunkowego


Okrelenie ustawienia obiektu wzgldem stron wiata


Tablica 4.1 Kategorie i parametry terenu

Okrelenie kategorii terenu


Kategoria terenu II Obszary z nisk rolinnoci, tak jak trawa, oraz pojedynczymi przeszkodami (drzewa, budynki) oddalonymi od siebie na odlego nie mniejsz ni 20 ich wysokoci.

Kategoria terenu IV Obszary, na ktrych przynajmniej 15 % powierzchni pokrywaj budynki o redniej wysokoci przekraczajcej 15 m


budynek, ktrego wysoko h jest mniejsza ni b, naley traktowa jako jedn cz.

Dla nawietrznych cian budynkw na rzucie prostokta ze zaley od stosunku h/b i jest zawsze przyjmowane jako grna Wysoko rnych czci (obszarw) cian.

Wysokoci odniesienia ze dla h b oraz odpowiadajcy mu rozkad cinienia prdkoci

okrelenie wysokoci odniesienia ze


Tablica NA.3 Wspczynnik chropowatoci i wspczynnik ekspozycji oraz zmin i zmax

Okrelenie wspczynnika ekspozycji ce(ze)


qb = 0,5 vb2 - rednie (bazowe) cinienie prdkoci

gdzie:

= 1,25 kg/m3 gsto powietrza

vb bazowa prdko wiatru

gdzie:

ce(ze) - wspczynnik ekspozycji wg Tabl. NA.3

Okrelenie wartoci szczytowej cinienia prdkoci wiatru qp(ze)

qp(ze) = ce(ze) qb


Okrelenie cinienia wiatru na powierzchni dachu:

we = qp(ze) cpe

cpe - wspczynnik cinienia zewntrznego

Cpe,1 - dla powierzchni A = 1 m2 (wspczynnik lokalny)

Cpe,10 - dla powierzchni A = 10 m2 (wspczynnik globalny)

we = qp(ze) cpe,10


Oznaczenia cian pionowych

e=min (b; 2h)

b wymiar poprzeczny do kierunku wiatru


Oznaczenia cian pionowych

e=min (b; 2h)


obliczy: e e/4 e/10 e/5 e4/5


Tablica 7.1 Zalecane wartoci wspczynnika cinienia zewntrznego dla cian pionowych budynkw na rzucie prostokta

Wartoci cpe,10 i cpe,1 podane w Tablicach od 7.1 do 7.5 naley stosowa przy ortogonalnych kierunkach wiatru 0, 90 i 180. S to najbardziej niekorzystne wartoci w zakresie kierunkw wiatru = 45, z kadej strony rozwaanych kierunkw ortogonalnych.

Dla porednich wartoci h/d mona zastosowa interpolacj liniow.

Okrelenie wspczynnikw cinienia zewntrznego dla cian


Oznaczenie dachw dwuspadowych

e=min (b; 2h)



Tablica 7.4a Wspczynniki cinienia zewntrznego dla dachw dwuspadowych

Okrelenie wspczynnikw cinienia zewntrznego dla poaci dachu


Tablica 7.4a Wspczynniki cinienia zewntrznego dla dachw dwuspadowych


Tablica 7.4b Wspczynniki cinienia zewntrznego dla dachw dwuspadowych


6. Wyznaczenie obcienia wiatrem:

Obcienie wyznaczono w kN/m2.

6.1. Wyznaczenie obcienia wiatrem dla poaci dachu:

strona zawietrzna

strona nawietrzna

6.2. Wyznaczenie obcienia wiatrem dla cian hali:

strona zawietrzna ..

strona nawietrzna


2.3. Obcienie stae poaci dachu (G1)

1. Obcienie stae zalenie od rodzaju pokrycia wg tematu projektu.

2. Obcienie uytkowe poaci zaoono w temacie projektu.

3. Zebranie obcie w tabeli.

Lp. Rodzaj obcienia gk

[kN/m2]

1 Blacha wierzchniego krycia TR35/207-0,63mm

2 Wena mineralna ptwarda gr. 150mm

3 Blacha trapezowa TR50/255-0,75mm

4 Obcienie stae wyposaeniem dodatkowym *

RAZEM:

* - instalacje owietleniowe, wentylacyjne, przeciwpoarowe, itp.


2.4. Obcienie ciarem wasnym cian hali (G2)

1. Obcienie stae zalenie od rodzaju poszycia cian.

2. Zebranie obcie w tabeli.

Lp. Rodzaj obcienia gk [kN/m2]

1 Blacha wierzchniego krycia TR35/207-

0,63mm

2 Wena mineralna ptwarda gr. 120mm

3 Kasety cienne 500/120-0,75mm

RAZEM:


3.0. Zestawienie obcie poaci dachu hali.

1. Rozoenie obcienia na rwnolege i prostopade do poaci dachu.

Obcienie prostopade do poaci :

Obcienie rwnolege do poaci :

cos qq

sin qqII

q

q

qq

y

z

yy

z

z

TEN RYSUNEK TRZEBA ZMIENI


2. Tabela zestawienia obcie poaci dachu.

Lp. Rodzaj obcienia gk

[kN/m2]

Obcienie charakterystyczne Symbol

II

1

Rwnomierne obcienie niegiem rozoone na

poaci dachu S1

2

Nierwnomierne obcienie niegiem rozoone na

poaci dachu S2

3 Obcienie wiatrem --- W

4 Ciar wasny pokrycia dachu wariant max

G1


4.0. Dobr blachy pokrycia dachu.

1. Okrelenie ekstremalnych obcie prostopadych do poaci dachu: Obcienie max:

qmax, yk = . [kN/m2] dla (G1) + (S1)

qmax, yo = . [kN/m2] dla 1,35 x (G1) + 1,5 x (S1)

Pominito obcienie wiatrem (ssanie).

Obcienie min: qmin, y

k = . [kN/m2] dla (G1) + (W) qmin, y

o = . [kN/m2] dla 1,0 x (G1) + 1,5 x (W)

Obcienie wiatrem dla strony nawietrznej wiksze ssanie.

2. Okrelenie rozstawu podpr pyt (blachy) pokrycia dachu. 3. Okrelenie schematw statycznych pyt (blachy) pokrycia dachu.


4. Sprawdzenie warunkw nonoci i ugicia pokrycia z blach trapezowych.


Naley zwrci uwag na strony blach pokrycia.

Blach mona mocowa w ukadzie : pozytyw lub negatyw.

pozytyw

W obliczeniach statycznych naley sprawdzi moliwo odrywania blach.

Przy lekkim pokryciu i obcieniu sscym wiatru blach naley sprawdzi

take dla ukadu negatyw.

kierunek obcienia


5. Sprawdzenie warunkw nonoci i ugicia pokrycia z pyt warstwowych.

Maksymalne rozpitoci przse (m) pyt warstwowych ISOTHERM Dw stosowanych jako jedno- i

wieloprzsowe elementy dachowe.

Rodzaj pyty dachowej

Maksymalne rozpitoci dla stref obcienia niegiem w [m]

I strefa II strefa III strefa

ISOTHERM Dw140 3,3 3,0 2,7

ISOTHERM Dw190 3,9 3,6 3,3

ISOTHERM Dw140

ISOTHERM Ds140 ISOTHERM D140


5.0. Wymiarowanie patwi dachowej.

1. Wstpny dobr przekroju patwi.

Przyj patew: z ksztatownika I, IPE, HEA

Zaoy wysoko przekroju patwi:

oplatwi lh

20

1

25

1, gdzie lo = a wg projektu

2. Okreli pasmo zbierania obcienia na jedn patew.

e pasmo odpowiada rozstawowi patwi na poaci.


3. Odczyta parametry przekroju wstpnie dobranego

h =

bf =

tf =

tw =

R =

Przyjto IPE ze stali (S235JR lub S355JR)

Iy =

Iz =

Wy,el =

Wz,el =

Wy,pl =

Wz,pl =

4. Zebranie obcie. Ciar wasny patwi. Symbol (G3)

mk = [kN/mb]

fy =

Tablice do projektowania konstrukcji metalowych

W. Bogucki M. yburtowicz

ARKADY, Warszawa 1996 lub pniejsze wydania


5. Zaoenie schematu statycznego patwi dachowej.

Przykadowe schematy statyczne:

W projekcie przyj schemat belki swobodnie podpartej wg rys. a.


5.1. Wyznaczenie ekstremalnych obcie patwi.

1. Obcienie maksymalne kombinacja (S)+(G1 max)+(G3)

Rodzaj obcienia gk

[kN/m2]

Obcienie charakt.

qk = gk x e [kN/mb] g f

Obcienie oblicz. qO [kN/mb] Symbol

II II

Obcienie niegiem rozoone na poaci

dachu 1,5 S1

Ciar wasny pokrycia dachu

1,35 G1

Ciar wasny patwi ----- 1,35 G3

RAZEM: ----- ----

Pominito kombinacje uwzgldniajce dziaanie wiatru odcienie (ssanie).


5.2. Wyznaczenie ekstremalnych si wewntrznych.

1. Obliczenia si wewntrznych dla belki wolnopodpartej.

2. Obliczenia dla kombinacji obcienia: (S)+(G1)+(G3)

3. Siy obliczane s w dwch paszczyznach analogicznie do paszczyzn obcie.

Siy wewntrzne

Wartoci obliczeniowe

[kNm] lub [kN]

q qII

Momenty zginajce

Mmax My,Ed = .... Mz,Ed = ....

Siy tnce

Vmax Vy,Ed = .... Vz,Ed = ....


5.3. Klasa przekroju patwi


Warunek nonoci: ,

1,0Ed

c Rd

V

V

(6.18) .

03

V y

pl Rd

M

A fV

g

(6.17)

gdzie: VEd =Vmax maksymalna sia poprzeczna w przekroju Vc,Rd=Vpl,Rd nono obliczeniowa (plastyczna) przekroju przy cinaniu Av pole przekroju czynnego przy cinaniu, dla dwuteownikw: fy granica plastycznoci M0 =1,00 wspczynnik czciowy nonoci przekroju

, 2 ( 2 )V y f w fA A b t r t lecz nie mniej ni ww th

,V z w wA A h t

cinanie y-y:

cinanie z-z:

5.4. Sprawdzenie SGN patwi

5.4.1 Sprawdzenie nonoci belki na cinanie (punkt 6.2.6. normy)


5.4.1 Sprawdzenie nonoci belki na zginanie dwukierunkowe (wg zacznika krajowego do PN-EN 1993-1-1)


gdzie: Ned , My,Rd , Mz,Rd sia osiowa oraz momenty zginajce dziaajce na patew NRd , My,Rd , Mz,Rd charakterystyczne nonoci przekrojowe Cmy , Cmz wspczynniki momentu wg Tablicy B.3 y , z odpowiednie wspczynniki wyboczeniowe LT wspczynnik zwichrzenia 0 skadnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

0

,

,

,

,1

Rdz

Edzmz

RdyLT

Edymy

Rdy

Ed

M

MC

M

MC

N

N

0

,

,

,

,1

Rdz

Edzmz

RdyLT

Edymy

Rdz

Ed

M

MC

M

MC

N

N


Pomijajc siy osiowe dziaajce w patwi


0

,

,

,

,1

Rdz

Edzmz

RdyLT

Edymy

Rdy

Ed

M

MC

M

MC

N

N

0

,

,

,

,1

Rdz

Edzmz

RdyLT

Edymy

Rdz

Ed

M

MC

M

MC

N

N


Pomijajc siy osiowe dziaajce w patwi


, ,

0

, ,

1my y Ed mz z Ed

LT y Rd z Rd

C M C M

M M

, ,

0

, ,

1my y Ed mz z Ed

LT y Rd z Rd

C M C M

M M


Wspczynniki rwnowanego momentu staego

0,95 0,05 0 0,95myC

0,95 0,05 0 0,95mzC


Wyznaczenie wspczynnika zwichrzenia (punkt6.3.2.3)

W przypadku dwuteownikw walcowanych oraz ich spawanych odpowiednikw, warto wspczynnika zwichrzenia LT mona wyznaczy wg wzorw:

22

1LT

LT LT LT

(6.57)

2

1,0

1

LT

LT

LT

lecz

2

,00,5 1LT LT LT LT LT

gdzie:

,0 0,4LT - parametr (warto maksymalna)

0,75 - parametr (warto minimalna)

LT - parametr imperfekcji wg Tablicy 6.3 i Tablicy 6.5


y y

LT

cr

W f

M

Mcr moment krytyczny przy zwichrzeniu sprystym ustalany na podstawie cech przekroju brutto, biorc pod uwag warunki obcienia, rozkad momentw i stenia boczne.

- smuko wzgldna przy zwichrzeniu


Warto wspczynnika zwichrzenia LT mona wyznaczy te wg Rysunku 6.4.


Wyznaczenie momentu krytycznego

Moment krytyczny mona wyznaczy korzystajc z procedury zamieszczonej w normie PN-90/B-03200 lub korzystajc z zalece zamieszczonych w artykule Sz. Pakowski, K. Popioek Zwichrzenie belek stalowych w ujciu PN-EN 1993-1-1, Inynieria i Budownictwo 6/2008.

2 20,25 0,5cr z g gM k N c z z gdzie:

2

2

zz

E JN

l

22 0,039 T

z

J l Jc

J


21

4zJ J h

3 31

23

T f f w wJ b t h t

- wycinkowy moment bezwadnoci

- moment bezwadnoci czystego skrcania

l rozpito belki, zg miejsce dziaania obcienia (w przypadku obcienia belki momentem zginajcym naley przyj zg=0 k wspczynnik zaleny od rozkadu momentw (wg Tablicy 1)


Skadnik poprawkowy (oszacowanie maksymalnej redukcji)

,

0

,

0,1 0,2 ...i pl

i el

W

W


W nawizaniu do EN 1990/Zacznik A1.4, graniczne ugicia pionowe, powinny by podane w specyfikacji projektowej i uzgodnione z inwestorem.

Uwaga B: Ograniczenia te mog by okrelone w Zaczniku krajowym.

5.5 Sprawdzenie SGU patwi


Sprawdzenie warunku: max200

rz

Lw w

gdzie:

Do oblicze przyjmuje si wartoci charakterystyczne obcie (gf = 1,0).

E wspczynnik sprystoci podunej, E=210 [GPa] Jy , Jz momenty bezwadnoci przekroju

2 2

, ,rz rz y rz zw w w

4

, ,

,

( )5

384

k y k y

rz y

y

G Q Lw

E J

4

, ,

,

( )5

384

k z k z

rz z

z

G Q Lw

E J


6.0. Zebranie obcie na gwny ukad nony hali.

6.1. Ciar wasny wizara (G4)

( na podstawie PN-82/B-02001 zacznik 2 pkt.4.2 - zastpczy ciar wizara)

Gw zastpczy ciar wasny wizara odniesiony do 1m2 rzutu poziomego.

210)(12,00,2

BQpGp

aGW [ kN/m

2 ]

Gp charakterystyczne obcienie stae poaci dachu (G1).

Qp charakterystyczne obcienie zmienne poaci dachu (S).

B, a odpowiednio rozpito i rozstaw wizarw dachowych w [m].


6.2. Wyznaczenie reakcji z patwi na wizar kratowy.

Rodzaj obcienia obc. poaci

Patwie porednie

Patwie kalenicowe i

okapowe Symbol

2Rk 2Rpk

[kN/m2] [kN/m] [kN/m]

nieg (symetryczne) S1

nieg (niesymetryczne) S2

Wiatr strona nawietrzna W

Wiatr strona zawietrzna W

Ciar wasny pokrycia G1

Ciar wasny patwi - G3

Ciar wasny wizara G4


Reakcje w tabeli oblicza si wg wzoru: 2R = 2R1 ; R1 - reakcja z jednej patwi.


6.3. Wyznaczenie obcienia na supy hali.

Rodzaj obcienia

obc.

rozoone qk

Symbol

[kN/m2] [kN/m]

Wiatr strona nawietrzna W

Wiatr strona zawietrzna W

Ciar wasny poszycia cian G2

Ciar supa hali - G5

1. Pasmo zbierania obcie ze supa = rozstaw supw z tematu.

2. Ciar wasny supw mona zaoy mk = 1 kN/mb


1

011011 i

i,ki,i,Q,k,,Qj

j,kj,GQQG ggg

1

0111 i

i,ki,i,Q,k,Qj

j,kj,GjQQG ggg

6.4. Wyznaczenie kombinacji obcie do oblicze statycznych

6.4.1. Kombinacje SGN

Zgodnie z zaleceniem zamieszczonym w Zaczniku krajowym przyjto, jako miarodajne, kombinacje oddziaywa mniej korzystne z:

Gj,sup = 1,35, Gj,inf =1,00, Q,1 = 1,50 (lub 0, jeli niekorzystne) Q,i = 1,50 (lub 0, jeli niekorzystne) = 0,85 0 = 0,5 dla obcienia niegiem 0 = 0,6 dla obcienia wiatrem


Kombinacje SGN

Lp. Kombinacja

obcienia

Wspczynniki obcie aktywnych

Obcienia stae ( x )

Obcienia zmienne ( x )

Obcienia stae Obcienia zmienne

G S1 S2 W

1 Komb1 (SGN) 1,35 x 0,85 1,5 - -

2 Komb2 (SGN) 1,35 1,5 x 0,5 - 1,5 x 0,6

3 Komb3 (SGN) 1,35 x 0,85 1,5 - 1,5 x 0,6

4 Komb4 (SGN) 1,35 - 1,5 x 0,5 1,5 x 0,6

5 Komb5 (SGN) 1,35 x 0,85 - 1,5 1,5 x 0,6

6 Komb6 (SGN) 1,35 x 0,85 1,5 x 0,5 - 1,5

7 Komb7 (SGN) 1,35 x 0,85 - 1,5 x 0,5 1,5

8 Komb8 (SGN) 1,0 - - 1,5


6.4.2. Kombinacje SGU

Lp. Kombinacja

obcienia

Wspczynniki obcie aktywnych

Obcienia stae (1,00)

Obcienia zmienne (1,00 x )

Obcienia stae Obcienia zmienne

G S1 S2 W

1 Komb1 (SGU) 1,0 1,0 - -

2 Komb2 (SGU) 1,0 1,0 - 1,0 x 0,6

3 Komb3 (SGU) 1,0 - - 1,0

1

,,01,

1

,

i

ikik

j

jk QQG


7.0. Obliczenia statyczne gwnego ukadu nonego hali.

7.1. Geometria gwnego ukadu nonego.


7.2. Obliczenia statyczne ukadu w programie RM-WIN geometria ukadu


7.3. Zadawanie obcie w programie RM-WIN 1. Obcienie niegiem symbol (S)


2. Obcienie wiatrem (W)


3. Obcienie ciarem wasnym pokrycia (G1)


4. Obcienie ciarem wasnym patwi (G3)


5. Obcienie ciarem wasnym wizara (G4), supa (G5) i obudowy (G2)


7.4. Odczytanie wartoci si wewntrznych

1. Kombinacja obcie: np. Komb 1 (SGN)


7.5. Zestawienie si wewntrznych w prtach wizara.

typ i nr

prta

komb

1

komb

2

komb

3

komb

Nmax

[kN]

komb cisk / rozcig

Nmin

[kN] komb

cisk /

rozcig N [kN] N [kN] N [kN] N [kN]

Pas g

rn

y

1 250 220 180 20 250 komb

1 ciskanie 20

komb

4

ciskanie

2 ciskanie ciskani

e

3 350 240 150 -10 350 komb

1 ciskanie -10

komb

3 rozcig.

...

15

1. Przykadowa tabela zestawiania si :



Arkusz oblicze

LITERATURA


01. hbt_platew_EC3

Documents

Transcript of 01. hbt_platew_EC3