OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NO ŚNO ŚĆ KONSTRUKCJI ... · Zasady ustalania warto ści PN-82/B-02000...
Transcript of OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NO ŚNO ŚĆ KONSTRUKCJI ... · Zasady ustalania warto ści PN-82/B-02000...
CHORZÓW, WRZESIEŃ 2013 R.
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
LOKALIZACJA: PRZEDSIĘBIORSTWO WODOCIĄGÓW I KANALIZACJI SP. Z O.O. Ul. MŁYŃSKA 100, RUDA ŚLĄSKA
PRZYGOTOWANA PRZEZ
BUDOSERWIS Z.U.H. Sp. z o.o. Zakład Ekspertyz i Usług Gospodarczych
AUTORZY OPRACOWANIA:
DR INŻ. ŁUKASZ DROBIEC ………………………………………………. Uprawnienia Budowlane do projektowania i kierowania robotami budowlanymi bez ograniczeń w specjalności konstrukcyjno-budowlanej o nr ewid. SLK/1480/POOK/06 i 744/01 Członek Śląskiej Izby In żynierów Budownictwa o nr ewid. SLK/BO/0384/03 posiada wymagane ubezpieczenie od odpowiedzialności cywilnej do 31.07.2013
DR INŻ. RAFAŁ DOMAGAŁA ……………………………………………….
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
2 | S t r o n a
Spis tre ści
1. Podstawa opracowania................................................................................................. 3
2. Przedmiot opracowania ................................................................................................ 3
3. Cel i zakres ................................................................................................................... 3
4. Opis konstrukcji ............................................................................................................ 4
5. Wykaz powołanych norm .............................................................................................. 4
6. Zestawienie obciążeń ................................................................................................... 5
6.1. Obciążenia stałe ..................................................................................................... 5
6.2. Obciążenia zmienne - Obciążenie wiatrem ............................................................. 5
6.3. Obciążenia zmienne – obciążenie śniegiem ........................................................... 6
7. Wymiarowanie .............................................................................................................. 7
7.1. Dobór blachy przekrycia .......................................................................................... 7
7.2. Płatew ..................................................................................................................... 9
7.3. Układ poprzeczny – rygiel, słupy ........................................................................... 11
7.4. Styk montażowy rygla ........................................................................................... 18
8. Podsumowanie ........................................................................................................... 19
9. Uprawnienia i zaświadczenia autora .......................................................................... 20
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
3 | S t r o n a
1. Podstawa opracowania
1.1 Projekt budowlany oraz wykonawczy przedmiotowych wiat opracowany przez
P.B.P. „EKOSYSTEM” – BIURO PROJEKTÓW w Zielonej Górze z 2001 r.
1.2 Wizja lokalna i pomiary na obiekcie - wrzesień 2013 r.
1.3 Informacje uzyskane od użytkownika obiektu.
2. Przedmiot opracowania
Przedmiotem opracowania jest sprawdzenie nośności konstrukcji stalowej dwóch wiat
poletek osadowych zlokalizowanych na terenie Przedsiębiorstwa wodociągów i
kanalizacji w Rudzie Śląskiej przy ul. Młyńskiej 100.
Przeprowadzone obliczenia mają na celu wykazanie możliwości wymiany pokrycia
dachowego oraz sprawdzenie nośności konstrukcji obciążonej obowiązującymi,
normowymi obciążeniami.
3. Cel i zakres
Celem opracowania jest sprawdzenie nośności konstrukcji wiaty obciążonej nowym
pokryciem oraz normowymi obciążeniami zmiennymi. W zakres opracowania wchodzą:
• wizje na obiekcie,
• dobór blachy przekrycia,
• sprawdzenie nośności płatwi,
• sprawdzenie nośności rygla,
• sprawdzenie nośności słupów,
• sprawdzenie nośności styku montażowego rygla,
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
4 | S t r o n a
4. Opis konstrukcji
Obie, przedmiotowe wiaty są identyczne i są od siebie zdylatowane oraz oddalone o
2,2 m (wymiar osiowy). Wiaty wykonane są w konstrukcji stalowej ze stali St3. Wymiary
rzutu w osiach każdej z nich to 40,0 × 40,0 m. Układy poprzeczne co 5,0 m.
Płatwie wykonano z ceowników zimnogiętych C140×50×5 mm w rozstawie co 90 cm i
w schemacie belki wolnopodpartej. Układ poprzeczny wiaty zaprojektowano i wykonano
jako dwunawową ramę przegubową o rozpiętości naw wynoszącej 20,0 m. Wszystkie
węzły z wyjątkiem stopy słupa środkowego są przegubowe. Słupy zewnętrzne wykonano
z dwuteownika HEB200 a wewnętrzny z dwuteownika HEB300. Rygle ram wykonano z
dwuteownika IKSH 800-2. W środku rozpiętości rygla wykonano styki montażowe w
postaci połączenia doczołowego śrubowego.
Konstrukcja jest stężona stężeniami połaciowymi podłużnymi i poprzecznymi oraz
stężeniami słupów w środkowym polu.
Konstrukcja została wykonana zgodnie z projektem. W trakcie oględzin nie zauważono
żadnych wad oraz uszkodzeń.
5. Wykaz powołanych norm
• Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości PN-82/B-02000
• Obciążenia budowli. Obciążenie śniegiem PN-80/B-02010/Az1 (2 strefa)
• Obciążenia budowli. Obciążenia użytkowe PN-82/B-02003
• Obciążenia budowli. Obciążenia stałe PN-82/B-02001
• Obciążenia budowli. Obciążenia wiatrem PN-77/B-02011/Az1 (I strefa)
• Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie PN-90/B-03200
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
5 | S t r o n a
6. Zestawienie obci ążeń
6.1. Obci ążenia stałe
6.1.1. Pokrycie dachowe + instalacje Lp Opis obciążenia Obc.
char. kN/m2
γf Obc. obl.
kN/m2 1. Pokrycie dachowe - blacha T35E gr. 0,6 mm
[5,3 kg/m2] 0,05 1,20 0,06
2. Instalacja elektryczna [5 kg/m2] 0,05 1,30 0,07 Σ: 0,10 1,25 0,13
6.1.2. Stężenia Lp Opis obciążenia Obc.
char. kN/m2
γf Obc. obl.
kN/m2 1. Stężenia dachowe [15 kg/m2] 0,15 1,10 0,16 Σ: 0,15 1,10 0,16
6.2. Obci ążenia zmienne - Obci ążenie wiatrem
- Budynek o wymiarach: B = 40,00 m, L = 40,00 m, H = 8,00 m - Dach dwuspadowy, kąt nachylenia połaci α = 5,7o - Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru: - strefa obciążenia wiatrem I; H = 300 m n.p.m. → qk = 300 Pa = 0,300 kN/m2 - Współczynnik ekspozycji: rodzaj terenu: A; z = H = 8,0 m → Ce(z) = 0,5+0,05·8,0 = 0,90 - Współczynnik działania porywów wiatru: β = 1,80 - Współczynnik ciśnienia wewnętrznego: budynek otwarty → Cw = 0,7 Połać nawietrzna : - Współczynnik ciśnienia zewnętrznego: Cz = -0,9 - Współczynnik aerodynamiczny C: C = Cz - Cw = -0,9 - 0,7 = -1,6
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
6 | S t r o n a
Obciążenie charakterystyczne: pk = qk·Ce·C·β = 0,300·0,90·(-1,6)·1,80 = -0,778 kN/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = pk·γf = (-0,778)·1,5 = -1,166 kN/m 2 Połać zawietrzna : - Współczynnik ciśnienia zewnętrznego: Cz = -0,4 - Współczynnik aerodynamiczny C: C = Cz - Cw = -0,4 - 0,7 = -1,1 Obciążenie charakterystyczne: pk = qk·Ce·C·β = 0,300·0,90·(-1,1)·1,80 = -0,535 kN/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = pk·γf = (-0,535)·1,5 = -0,802 kN/m 2
6.3. Obci ążenia zmienne – obci ążenie śniegiem
- Dach dwuspadowy - Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu: - strefa obciążenia śniegiem 2 → Qk = 0,9 kN/m2 Połać bardziej obci ążona : - Współczynnik kształtu dachu: nachylenie połaci α = 5,7o C2 = 0,8 Obciążenie charakterystyczne dachu: Sk = Qk·C = 0,900·0,800 = 0,720 kN/m 2 Obciążenie obliczeniowe: S = Sk·γf = 0,720·1,5 = 1,080 kN/m 2 Połać mniej obci ążona : - Współczynnik kształtu dachu: nachylenie połaci α = 5,7o C1 = 0,8 Obciążenie charakterystyczne dachu: Sk = Qk·C = 0,900·0,800 = 0,720 kN/m 2 Obciążenie obliczeniowe: S = Sk·γf = 0,720·1,5 = 1,080 kN/m 2
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
7 | S t r o n a
7. Wymiarowanie
7.1. Dobór blachy przekrycia
Obci ążenia działaj ące na blach ę pokrycia
Rozstaw układów poprzecznych – szerokość zbierania obciążenia: L = 5,0 m
Przypadek 1
Lp Opis obciążenia Obc. char. kN/m
γf Obc. obl.
kN/m 1. Obciążenia stałe – p. 6.1.1 0,50 1,25 0,62 2. Obciążenie wiatrem – p. 6.2 -3,94 1,50 -5,91 Σ: -3,44 1,54 -5,29
Przypadek 2
Lp Opis obciążenia Obc. char. kN/m
γf Obc. obl.
kN/m 1. Obciążenia stałe – p. 6.1.1 0,50 1,25 0,62 2. Obciążenie śniegiem – p. 6.3 3,60 1,50 5,40 Σ: 4,10 1,47 6,02
Dobór blachy przekrycia
Przyjęto blachę T35E „negatyw” gr. 0,60 mm
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
8 | S t r o n a
Tabela no śności – wariant 1 obci ążenia
* wiersz 1 – obciążenia obliczeniowe Wiersz 2, 3, 4 – obciążenia charakterystyczne
Tabela no śności – wariant 2 obci ążenia
* wiersz 1 – obciążenia obliczeniowe Wiersz 2, 3, 4 – obciążenia charakterystyczne
Przypadek 2 obciążenia decyduje o wyborze grubości blachy. Dla blachy gr. 0,60 mm warunki nośności oraz użytkowalności są spełnione.
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
9 | S t r o n a
7.2. Płatew
Rozstaw płatwi – szerokość zbierania obciążenia: ax = 0,90 m
Schemat statyczny belki
5,00
A B
Obwiednia sił wewn ętrznych Momenty zginające Mx i My [kNm]:
5,00
A
3,29
-2,0
9
B
3,29
-2,0
9
0,30
0,02
0,30
0,03
4,11
-2,61
0,38
z
y x
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
10 | S t r o n a
Siły poprzeczne Vy i Vx [kN]:
5,00
A
B
3,29
2,09
-2,09
-3,29
0,30
-0,30
z
y x
Założenia obliczeniowe do wymiarowania Belka zginana dwukierunkowo Parametry analizy zwichrzenia: - obciążenie przyłożone na pasie górnym belki; - brak stężeń bocznych na długości przęseł belki; Sprawdzenie no śności Ceownik zimnogi ęty równoramienny C 140x50x5 (wg PN-73/H-93460.03)
y
y
x x
140
50
5
Wymiary przekroju h = 140 mm, b = 50 mm, t = 5 mm, r = 8 mm, e = 1,28 cm, a = 1,49 cm Cechy geometryczne przekroju A = 11,05 cm2 Jx = 297,7 cm4, Jy = 24,24 cm4 Wx = 42,53 cm3, Wy = 6,510 cm3 ix = 5,190 cm, iy = 1,480 cm Jω = 738,3 cm6, JΤ = 1,030 cm4 U/A = 422,0 m-1, m = 8,670 kg/m
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
11 | S t r o n a
Nośności obliczeniowe przekroju: - zginanie: MRx = 9,14 kNm MRy = 1,40 kNm - ścinanie: VRy = 74,82 kN VRx = 62,35 kN Nośność na zginanie Współczynnik zwichrzenia ϕL = 0,531 Momenty maksymalne Mx,max = 4,11 kNm, My,max = 0,38 kNm (54) Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,846 + 0,271 = 1,117 > 1 (!!!) Nośność na ścinanie Maksymalna siła poprzeczna Vy,max = -3,29 kN (53) Vy,max / VRy = 0,044 < 1 Maksymalna siła poprzeczna Vx,max = 0,30 kN (53) Vx,max / VRx = 0,003 < 1 Nośność na zginanie ze ścinaniem Vy,max = (-)3,29 kN < Vo = 0,3·VRy = 22,45 kN → warunek niemiarodajny Vx,max = 0,30 kN < Vo = 0,3·VRx = 18,71 kN → warunek niemiarodajny Stan graniczny użytkowania Ugięcia maksymalne fk,y,max = 11,6 mm, fk,x,max = 14,7 mm Ugięcie graniczne fgr = lo / 250 = 20,00 mm fk,max = (fk,y,max
2 + fk,x,max2)0,5 = 18,73 mm < fgr= 20,00 mm (93,65%)
7.3. Układ poprzeczny – rygiel, słupy
Rozstaw układów poprzecznych – szerokość zbierania obciążenia: L = 5,0 m
Schemat statyczny ramy
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
12 | S t r o n a
Obwiednie sił wewn ętrznych Obwiednia momentów zginających:
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 0,99 0,52
396,73
26,
12 396,73
0,52 -0,52 -0,99
-207,13
-26
,12
-207,13
-0,99
87,2
3
39,8
2
26,12 26,12
3,73
3,73
168,
83
52,4
7
87,2
3
39,8
2
Obwiednia sił tnących:
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 -2,06
-41,30 -0,03 -0,03
-79,00 -3,
73 -
3,73
-41,25 -0,05 -0,05
-79,10
-2,06 3,95
79,10 0,05 0,05
41,25
3,7
3 3
,73
79,00
0,03 0,03 41,30 3,95
Obwiednia sił osiowych:
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 -87,23
-83,47 -7,91
-15
8,79
-16
8,83
-7,91 -
83,4
7 -
87,2
3 39,82 43,58
0,40 4,42 6,15 6,15 14,06
62,
51 5
2,47
14,06 6,15 6,15 4,42
43,
58 3
9,82
0,40
Obwiednia przemieszczeń:
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B HE 300 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2
HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B HE 200 B
IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 IKSH-800-2 5,5 5,7
24,95,5
24,9
5,53,65,53,6
46,9
5,5
46,9
5,55,7
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
13 | S t r o n a
Wartości sił wewn ętrznych
Nr pręta x [m] M [kNm] N [kN] T [kN]
Rygiel IKSH-800-2
4 0 396,73 0 0,05 3 0 -0,99 -7,91 79,1 6 0 0 14,06 20,45
Słup zewn. HEB200
1 0 0 -87,23 0 1 5 0 43,58 0
Słup wewn. HEB300
5 7 26,12 36,4 -3,73 5 7 -26,12 52,47 3,73 5 7 0 -168,83 0
Sprawdzenie no śności
Rygiel - dwuteownik spawany IKSH-800-2 (wg BN-76/0647-01 wyd.III arkusz 02)
y
y
x x
800
250
8,0
10,0
Wymiary przekroju h = 800 mm, bf = 250 mm tw = 8,0 mm, tf = 10,0 mm Cechy geometryczne przekroju A = 112,4 cm2, Avy = 62,40 cm2, Avx = 50,00 cm2 Jx = 109653 cm4, Jy = 2607 cm4 Wx = 2741 cm3, Wy = 208,6 cm3 ix = 31,20 cm, iy = 4,820 cm Jω = 4067572 cm6, JΤ = 29,98 cm4 Wω = 8238 cm4, Sx = 1596 cm3 AL = 2,584 m2/m, AG = 28,74 m2/t U/A = 229,9 m-1, m = 89,90 kg/m
Nośność obliczeniowa przy rozci ąganiu NRt = 2417 kN Nośność obliczeniowa przy ściskaniu NRc = 796,1 kN (klasa: 4, brak żeber poprzecznych, stan krytyczny → ψ = ϕp = 0,329) • wyboczenie giętne względem osi x-x lex = 20,00 m, λx = 64,1, Ncr,x = 5546 kN, λx = 1,15·pierw(NRc/Ncr,x) = 0,438 wg "b" → ϕx = 0,958 ϕx·NRc = 762,6 kN • wyboczenie giętne względem osi y-y ley = 0,90 m, λy = 18,7, Ncr,y = 65119 kN, λy = 1,15·pierw(NRc/Ncr,y) = 0,128 wg "c" → ϕy = 0,994 ϕy·NRc = 791,4 kN • wyboczenie skrętne lω = 0,90 m, Ncr,ω = 102182 kN
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
14 | S t r o n a
λω = 1,15·pierw(NRc/Ncr,ω) = 0,102 wg "c" → ϕω = 0,997 ϕω·NRc = 793,4 kN Nośność obliczeniowa przy zginaniu MRx = 589,3 kNm (klasa: 3, ψx = 1,000) MRy = 44,85 kNm (klasa: 3, ψy = 1,000) • ustalenie współczynnika zwichrzenia lzw = 0,90 m; warunki podparcia: P,P; µy = 1,00, µω = 1,00; obc.równomiernie rozłożone przyłożone do pasa ściskanego Mcr = 18636,45 kNm, λL = 1,15·pierw(MRx/Mcr) = 0,204, wg "a" → ϕL = 0,999 ϕL·MRx = 588,8 kNm Nośność obliczeniowa przy ścinaniu VRy = 561,4 kN (klasa: 4 , ϕpvy = 0,721) VRx = 623,5 kN (klasa: 1 , ϕpvx = 1,000) Nośność obliczeniowa przy zginaniu ze ścinaniem Vy = 79,10 kN < V0,y = 0,3·VR,y = 168,4 kN → MRx,V = MRx Vx = 0,000 kN < V0,x = 0,3·VR,x = 187,1 kN → MRy,V = MRy KOMBINACJA 1 (52) Mx / (ϕL·MRx) = 0,674 < 1 (55) Mx / MRx,V = 0,673 < 1 (53) Vy / VRy = 0,000 < 1 KOMBINACJA 2 (54) N / NRt + Mx / (ϕL·MRx) = 0,003 + 0,002 = 0,005 < 1 (55) N / NRt + Mx / MRx,V = 0,003 + 0,002 = 0,005 < 1 (53) Vy / VRy = 0,141 < 1 (56) Vy = 79,10 kN < VRy,N = VRy·pierw(1-(N/NRt)
2) = 561,4 kN (14,1%) KOMBINACJA 3 ϕ = min (ϕx,ϕy,ϕω) = 0,958 (39) N / (ϕ·NRc) = 0,018 < 1 (53) Vy / VRy = 0,036 < 1 (56) Vy = 20,45 kN < VRy,N = VRy·pierw(1-(N/NRc)
2) = 561,3 kN (3,6%)
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
15 | S t r o n a
Słup zewn ętrzny - dwuteownik szerokostopowy HE 200 B (wg PN-H-93452:2005)
y
y
x x20
0
200
9,0
15,0
Wymiary przekroju h = 200 mm, bf = 200 mm tw = 9,0 mm, tf = 15,0 mm r = 18,0 mm Cechy geometryczne przekroju A = 78,10 cm2, Avy = 18,00 cm2, Avx = 60,00 cm2 Jx = 5700 cm4, Jy = 2000 cm4 Wx = 570,0 cm3, Wy = 200,0 cm3 Wpl,x = 642,0 cm3, Wpl,y = 303,4 cm3 ix = 8,540 cm, iy = 5,070 cm Jω = 171100 cm6, JΤ = 59,50 cm4 Wω = 1850 cm4, Sx = 321,0 cm3 AL = 1,151 m2/mb, AG = 1,878 m2/t U/A = 147,4 m-1, m = 61,30 kg/m
Nośność obliczeniowa przy rozci ąganiu NRt = 1679 kN Nośność obliczeniowa przy ściskaniu NRc = 1679 kN (klasa: 1, ψ = 1,000) • wyboczenie giętne względem osi x-x lex = 5,00 m, λx = 58,5, Ncr,x = 4613 kN, λx = 1,15·pierw(NRc/Ncr,x) = 0,697 wg "b" → ϕx = 0,843 ϕx·NRc = 1415 kN • wyboczenie giętne względem osi y-y ley = 5,00 m, λy = 98,6, Ncr,y = 1619 kN, λy = 1,15·pierw(NRc/Ncr,y) = 1,174 wg "c" → ϕy = 0,471 ϕy·NRc = 790,5 kN • wyboczenie skrętne lω = 5,00 m, Ncr,ω = 6230 kN λω = 1,15·pierw(NRc/Ncr,ω) = 0,597 wg "c" → ϕω = 0,809 ϕω·NRc = 1358 kN Nośność obliczeniowa przy zginaniu MRx = 122,5 kNm (klasa: 1, pominięto rezerwę plastyczną przekroju → αpx = 1,000) MRy = 43,00 kNm (klasa: 1, pominięto rezerwę plastyczną przekroju → αpy = 1,000) • ustalenie współczynnika zwichrzenia lzw = 5,00 m; warunki podparcia: P,P; µy = 1,00, µω = 1,00; obc.równomiernie rozłożone przyłożone do pasa ściskanego Mcr = 283,83 kNm, λL = 1,15·pierw(MRx/Mcr) = 0,756, wg "a0" → ϕL = 0,916 ϕL·MRx = 112,2 kNm
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
16 | S t r o n a
Nośność obliczeniowa przy ścinaniu VRy = 224,5 kN (klasa: 1 , ϕpvy = 1,000) VRx = 748,2 kN (klasa: 1 , ϕpvx = 1,000) KOMBINACJA 1 (31) N = 87,23 kN < NRt = 1679 kN (5,2%) KOMBINACJA 2 ϕ = min (ϕx,ϕy,ϕω) = 0,471 (39) N / (ϕ·NRc) = 0,055 < 1 Słup wewn ętrzny - dwuteownik szerokostopowy HE 300 B (wg PN-H-93452:2005)
y
y
x x
300
300
11,0
19,0
Wymiary przekroju h = 300 mm, bf = 300 mm tw = 11,0 mm, tf = 19,0 mm r = 27,0 mm Cechy geometryczne przekroju A = 149,0 cm2, Avy = 33,00 cm2, Avx = 114,0 cm2 Jx = 25170 cm4, Jy = 8560 cm4 Wx = 1680 cm3, Wy = 571,0 cm3 Wpl,x = 1868 cm3, Wpl,y = 862,9 cm3 ix = 13,00 cm, iy = 7,580 cm Jω = 1688000 cm6, JΤ = 186,0 cm4 Wω = 8010 cm4, Sx = 934,0 cm3 AL = 1,732 m2/mb, AG = 1,480 m2/t U/A = 116,2 m-1, m = 117,0 kg/m
Nośność obliczeniowa przy rozci ąganiu NRt = 3055 kN Nośność obliczeniowa przy ściskaniu NRc = 3055 kN (klasa: 1, ψ = 1,000) • wyboczenie giętne względem osi x-x lex = 7,00 m, λx = 53,8, Ncr,x = 10393 kN, λx = 1,15·pierw(NRc/Ncr,x) = 0,626 wg "b" → ϕx = 0,882 ϕx·NRc = 2693 kN • wyboczenie giętne względem osi y-y ley = 7,00 m, λy = 92,3, Ncr,y = 3535 kN, λy = 1,15·pierw(NRc/Ncr,y) = 1,074 wg "c" → ϕy = 0,521 ϕy·NRc = 1592 kN
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
17 | S t r o n a
• wyboczenie skrętne lω = 7,00 m, Ncr,ω = 9649 kN λω = 1,15·pierw(NRc/Ncr,ω) = 0,647 wg "c" → ϕω = 0,778 ϕω·NRc = 2376 kN Nośność obliczeniowa przy zginaniu MRx = 344,4 kNm (klasa: 1, pominięto rezerwę plastyczną przekroju → αpx = 1,000) MRy = 117,1 kNm (klasa: 1, pominięto rezerwę plastyczną przekroju → αpy = 1,000) • ustalenie współczynnika zwichrzenia lzw = 7,00 m; warunki podparcia: P,P; µy = 1,00, µω = 1,00; obc.równomiernie rozłożone przyłożone do pasa ściskanego Mcr = 759,50 kNm, λL = 1,15·pierw(MRx/Mcr) = 0,774, wg "a0" → ϕL = 0,906 ϕL·MRx = 312,2 kNm Nośność obliczeniowa przy ścinaniu VRy = 392,4 kN (klasa: 1 , ϕpvy = 1,000) VRx = 1355 kN (klasa: 1 , ϕpvx = 1,000) Nośność obliczeniowa przy zginaniu ze ścinaniem Vy = 3,730 kN < V0,y = 0,6·VR,y = 235,4 kN → MRx,V = MRx Vx = 0,000 kN < V0,x = 0,3·VR,x = 406,6 kN → MRy,V = MRy KOMBINACJA 1 (57) ∆x = 0,000; założono βx = 1,0 (58) N / (ϕx·NRc) + βx·Mx / (ϕL·MRx) + ∆x = 0,014 + 0,084 + 0,000 = 0,098 < 1 (57) ∆y = 0,000; założono βx = 1,0 (58) N / (ϕy·NRc) + βx·Mx / (ϕL·MRx) + ∆y = 0,023 + 0,084 + 0,000 = 0,107 < 1 (55) N / NRc + Mx / MRx,V = 0,012 + 0,076 = 0,088 < 1 (53) Vy / VRy = 0,010 < 1 (56) Vy = 3,730 kN < VRy,N = VRy·pierw(1-(N/NRc)
2) = 392,3 kN (1,0%) KOMBINACJA 2 (57) ∆x = 0,001; założono βx = 1,0 (58) N / (ϕx·NRc) + βx·Mx / (ϕL·MRx) + ∆x = 0,019 + 0,084 + 0,001 = 0,104 < 1 (57) ∆y = 0,000; założono βx = 1,0 (58) N / (ϕy·NRc) + βx·Mx / (ϕL·MRx) + ∆y = 0,033 + 0,084 + 0,000 = 0,117 < 1 (55) N / NRc + Mx / MRx,V = 0,017 + 0,076 = 0,093 < 1 (53) Vy / VRy = 0,010 < 1 (56) Vy = 3,730 kN < VRy,N = VRy·pierw(1-(N/NRc)
2) = 392,3 kN (1,0%) KOMBINACJA 3 (31) N = 168,8 kN < NRt = 3055 kN (5,5%)
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
18 | S t r o n a
7.4. Styk monta żowy rygla
Założenia - Śruby M16 kl. 10.9
(brak informacji w projekcie, przyjęto na podstawie odczytu z jednego połączenia) Rm = 1040 Mpa Re = 940 MPa SRt = 106 kN SRv = 94,1 kN
- Obciążenia działające na połączenie M = 396,7 kNm N = 6,2 kN
- Rozstaw śrub wg rys.
Grubo ść blachy doczołowej (83) t = 24 mm > 1,25 tmin = 20,3 mm Nośność poł ączenia (90) M = 396,7 kNm < MRj = 1123,0 kNm
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
19 | S t r o n a
8. Podsumowanie
Przeprowadzone obliczenia wykazały, że wszystkie elementy konstrukcyjne, poza płatwiami, charakteryzują się dużą rezerwą nośności. Można więc, po wzmocnieniu płatwi, wymienić pokrycie i użytkować konstrukcję.
W celu poprawy nośności płatwi należy wykonać 2 tężniki w postaci prętów ø30 zmniejszające długość zwichrzeniową elementu. Teżniki takie są zalecane we wszystkich katalogach producentów profili zimnogiętych.
W przypadku przyjęcia 2 tężników otrzyma się współczynnik zwichrzenia
ϕL = 0,861, a nośność na zginanie wynosiła by:
(54) Mx,max / (ϕL·MRx) + My,max / MRy = 0,522 + 0,271 = 0,793 < 1
koniec
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
20 | S t r o n a
9. Uprawnienia i za świadczenia autora
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
21 | S t r o n a
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
22 | S t r o n a
OBLICZENIA SPRAWDZAJ ĄCE NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI ZADASZENIA WIAT POLETEK OSADOWYCH
23 | S t r o n a