PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ HALI ...bud.pcz.czest.pl/~szkm/download_files/belka...

21
Konspekt: belka podsuwnicowa i słup PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ HALI PRZEMYSŁOWEJ Pomoce dydaktyczne: norma PN-EN 1991-1-1 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar 1. własny, obciążenia użytkowe w budynkach. norma PN-EN 1991-1-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Obciążenie śniegiem. 2. norma PN-EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru. 3. norma PN-EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych. Regóły ogólne i reguły dla budynków. 4. norma PN-EN 1991-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania wywołane dźwignicami i maszynami. 5. norma PN-EN 1993-1-5 Projektowanie konstrukcji stalowych. Blachownice. 6. norma PN-EN 1993-6 Projektowanie konstrukcji stalowych. Konstrukcje wsporcze dźwignic. 7. "Stalowe hale i budynki wielokondygnacyjne" - W.Kucharczuk, S.Labocha 8. "Zasady sporządzania rysunków stalowych konstrukcji budowlanych" – W.Kucharczuk 9. "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych" - W.Bogucki, M.Żyburtowicz 10. Projekt powinien zawierać: - określenie wysokości oraz szerokości hali - zestawienie obciążeń - obliczenia statyczne projektowanych elementów - wym iarowanie belki podsuwnicowej i słupa - rysunek warsztatowy belki podsuwnicowej - rysunek warsztatowy słupa - zestawienie m ateriałów do rysunków warsztatowych UWAGA: Projekt powinien być oddany w formie elektronicznej na płycie cd. CZĘŚĆ 1 BELKA PODSUWNICOWA 1.1 Dane Hala jednonawowa o układzie ramowym : rozstaw ram: L B 8m := ilość pól: n 8 := długość hali: L H nL B := Suwnica natorowa dwudźwigarowa jadnohakowa: udźwig: Q h 200kN := rozpiętość: L s 20m := rozstaw kół: R 5m := skrajne położenie haka: e min 0.9m := ciężar całkowity: G c 270kN := ciężar wózka: G t 27kN := prędkość podnoszenia: v h 12 m min := iloś kół dla jednego toru: n 2 := ilość torów: n r 2 := liczba kół napędzanych: m w 2 := <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia <= odczytane z tablic <= odczytane z tablic <= odczytane z tablic <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia Strona 1

Transcript of PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ HALI ...bud.pcz.czest.pl/~szkm/download_files/belka...

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPAW STALOWEJ HALI PRZEMYSŁOWEJ

    Pomoce dydaktyczne:norma PN-EN 1991-1-1 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar1.własny, obciążenia użytkowe w budynkach. norma PN-EN 1991-1-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Obciążenie śniegiem.2.norma PN-EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru.3.norma PN-EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych. Regóły ogólne i reguły dla budynków.4.norma PN-EN 1991-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania wywołane dźwignicami i maszynami.5.norma PN-EN 1993-1-5 Projektowanie konstrukcji stalowych. Blachownice.6.norma PN-EN 1993-6 Projektowanie konstrukcji stalowych. Konstrukcje wsporcze dźwignic.7."Stalowe hale i budynki wielokondygnacyjne" - W.Kucharczuk, S.Labocha8."Zasady sporządzania rysunków stalowych konstrukcji budowlanych" – W.Kucharczuk9."Tablice do projektowania konstrukcji metalowych" - W.Bogucki, M.Żyburtowicz10.

    Projekt powinien zawierać:- określenie wysokości oraz szerokości hali- zestawienie obciążeń- obliczenia statyczne projektowanych elementów- wymiarowanie belki podsuwnicowej i słupa- rysunek warsztatowy belki podsuwnicowej- rysunek warsztatowy słupa- zestawienie materiałów do rysunków warsztatowych

    UWAGA: Projekt powinien być oddany w formie elektronicznej na płycie cd.

    CZĘŚĆ 1BELKA PODSUWNICOWA

    1.1 Dane

    Hala jednonawowa o układzie ramowym:rozstaw ram: LB 8m:=

    ilość pól: n 8:=długość hali: LH n LB:=

    Suwnica natorowa dwudźwigarowa jadnohakowa:udźwig: Qh 200kN:=

    rozpiętość: Ls 20m:=

    rozstaw kół: R 5m:=skrajne położenie haka: emin 0.9m:=

    ciężar całkowity: Gc 270kN:=

    ciężar wózka: Gt 27kN:=

    prędkość podnoszenia: vh 12m

    min:=

    iloś kół dla jednego toru: n 2:=ilość torów: nr 2:=

    liczba kół napędzanych: mw 2:=

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    1.2 Obciążenia

    Przyjęto obciążenia zgodnie z PN-EN 1991-3.

    Współczynniki obliczeniowe dla oddziaływań:γG 1.35:= γQ 1.5:=

    Rozpatrzone zostaną jako miarodajne grupy oddziaływań od 1 do 6 zgodnie z tablicą 2.2 normy.

    Strona 2

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Wartości współczynników dynamicznych:φ1 1.1:=

    dla klasy podnoszenia HC2: φ2min 1.1:= β2 0.34:= stąd

    φ2 φ2min β2 vhsm

    + 1.168=:=

    φ3 1:=

    φ4 1:=

    φ5 1.5:=

    Strona 3

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    1.2.1 Oddziaływania pionowe

    Wartości dla grupy obciążenie 1: Qrmax - maksymalneoddziaływanie koła suwnicy zładunkiemQrmax1 - dopełniająceoddziaływanie koła suwnicy zładunkiemQrmin - minimalneoddziaływanie koła suwnicy bezładunkuQrmin1 - dopełniająceoddziaływanie koła suwnicy bezładunku

    Qrmin1

    φ1 Gc Gt-( )2 n

    φ1 Gt emin

    n Ls+ 67.493 kN=:=

    Qrmin11

    φ1 Gc Gt-( )2 n

    φ1 Gt Ls emin-( )n Ls

    + 81.007 kN=:=

    Qrmax1Qrmin11

    φ2 Qh Ls emin-( )n Ls

    + 192.551 kN=:=

    Qrmax11Qrmin1

    φ2 Qh emin

    n Ls+ 72.749 kN=:=

    Strona 4

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Wartości dla grupy obciążenie 2:

    Qrmin2Qrmin1

    67.493 kN=:=

    Qrmin12Qrmin11

    81.007 kN=:=

    Qrmax2Qrmin12

    φ3 Qh Ls emin-( )n Ls

    + 176.507 kN=:=

    Qrmax12Qrmin2

    φ3 Qh emin

    n Ls+ 71.993 kN=:=

    Wartości dla grupy obciążenie 3:

    Qrmin3

    Gc Gt-

    2 n

    Gt emin

    n Ls+ 61.358 kN=:=

    Qrmin13

    Gc Gt-

    2 n

    Gt Ls emin-( )n Ls

    + 73.642 kN=:=

    Qrmax30 kN:=

    Qrmax130 kN:=

    Wartości dla grup obciążenie 4, 5, 6:

    Qrmin4

    φ4 Gc Gt-( )2 n

    φ4 Gt emin

    n Ls+ 61.358 kN=:=

    Qrmin14

    φ4 Gc Gt-( )2 n

    φ4 Gt Ls emin-( )n Ls

    + 73.642 kN=:=

    Qrmax4Qrmin14

    φ4 Qh Ls emin-( )n Ls

    + 169.143 kN=:=

    Qrmax14Qrmin4

    φ4 Qh emin

    n Ls+ 65.858 kN=:=

    Qrmin5Qrmin4

    := Qrmin6Qrmin4

    :=

    Qrmin15Qrmin14

    := Qrmin16Qrmin14

    :=

    Qrmax5Qrmax4

    := Qrmax6Qrmax4

    :=

    Qrmax15Qrmax14

    := Qrmax16Qrmax14

    :=

    Strona 5

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    gr_obc

    12

    3

    4

    5

    6

    = QrmaxikN192.551176.507

    0

    169.143

    169.143

    169.143

    =

    Qrmax1ikN72.74971.993

    0

    65.858

    65.858

    65.858

    =

    QrminikN67.49367.493

    61.358

    61.358

    61.358

    61.358

    =

    Qrmin1ikN81.00781.007

    73.642

    73.642

    73.642

    73.642

    =

    1.2.2 Oddziaływania poziome

    Przyśpieszenie mostu suwnicy; grupy obciążenie 1, 2, 3, 4:

    współczynnik tarcia stal-stal: μ 0.2:=siła napędu suwnicy: K μ mw Qrmin4

    24.543 kN=:=

    współczynnik geometryczny: ξ1

    2 Qrmax4

    2 Qrmax4Qrmax14

    +

    0.72=:=

    ξ2 1 ξ1- 0.28=:=odległość środka ciężkościukładu od osi jazdy: ls ξ1 0.5-( ) Ls 4.395 m=:=moment napędu: M K ls 107.869 kN m=:=

    Siły poziome podłużne:

    HL1 φ5 K1nr 18.407 kN=:= HL2 HL1 18.407 kN=:=

    Siły poziome poprzeczne:

    HT1 φ5 ξ2MR 9.069 kN=:= HT2 φ5 ξ1

    MR 23.292 kN=:=

    Strona 6

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Zukosowanie mostu suwnicy; grupa obciążenia 5: przyjęto kąt ukosowania: α 0.015:=parametr: f 0.3 1 exp 250- α( )-( ) 0.293=:= < 0.3odległości kół od elementówprowadzących: e1 0 m:= e2 R 5m=:=

    współczynnik: λS 1e1 e2+

    n R- 0.5=:= gdzie n 2=

    współczynniki: λS1Tξ2n

    1e1R

    -

    0.14=:= λS2Tξ1n

    1e1R

    -

    0.36=:=

    Siły poziome poprzeczne:

    HS2T f λS2T n Qrmax1 40.599 kN=:=HS1T f λS1T n Qrmax1

    15.808 kN=:=

    Przyśpieszenie wózka suwnicy; grupa obciążenia 6:Można przyjąć, że siła pozioma HT3 spowodowana przyśpieszeniem lub opóźnieniem wózka suwnicy jestuwzględniona w sile poziomej HB2 (siła uderzenia w zderzaki spowodowana ruchem wózka)

    Siły poziome poprzeczne:

    HT3 0.1 Gt Qh+( ) 22.7 kN=:=

    Strona 7

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    1.3 Parametry przekroju belki podsuwnicowej

    Przyjęto stal S235JR: fy 235MPa:= γM0 1:= ρs 78.5kN

    m3:= E 210GPa:=

    Przyjęto wymiary: Es 1000mm:= a 20mm:= b 10mm:= c 150mm:=d Es c- 850 mm=:=

    tg 15mm:= td tg 15 mm=:= h 500mm:= t 7mm:= h0 0.2 h 100 mm=:=bg 380mm:= bd 280mm:= tb 6mm:= hb d b- 0.5 bg- a+ 670 mm=:=

    Przyjęto ceownik U140

    JUy 605cm4

    := WUy 86.4cm3

    := JUz 62.7cm4

    := eU 1.75cm:=

    AU 20.4cm2

    := hU 140mm:= twU 7mm:=

    Przyjęto szynę SD75

    mS 0.56kNm

    := bs 200mm:=

    Zakładamy że rózne części przekrou przenoszą rózne obciążenia i wyznaczamy 4 przekroje cząstkowe:1 - przenosi obciążenia pionowe2 - przenosi obciążenie poziome prostopadłe do osi belki3 - przenosi obciążenia poziome równoległe do osi belki (siły osiowe)4 - przenosi obciążenia pionowe z części pomostu roboczego

    Strona 8

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Przekrój 1:określenie położenia osi y-y

    A1 bg tg 57 cm2

    =:= S1 A1 td h+ 0.5 tg+( ) 2978.25 cm3

    =:=

    A2 bd td 42 cm2

    =:= S2 A2 0.5 td 31.5 cm3

    =:=

    A3 h t 35 cm2

    =:= S3 A3 td 0.5 h+( ) 927.5 cm3

    =:=

    ysS1 S2+ S3+

    A1 A2+ A3+293.825 mm=:=

    wskaźniki wytrzymałości względem osi y-y dla punktów (1) i (2):

    J11

    12bg tg3 10.687 cm4=:= e1 h td+ 0.5 tg+ ys- 228.675 mm=:=

    J21

    12bd td3 7.875 cm4=:= e2 ys 0.5 td- 286.325 mm=:=

    J31

    12t h3 7291.667 cm4=:= e3 ys td- 0.5 h- 28.825 mm=:=

    Jy1

    3

    i

    Ji Ai ei( )2+ =

    71840.065 cm4=:=

    Wy1Jy

    td tg+ h+ ys-3041.81 cm3=:= Wy2

    Jyys

    2444.998 cm3=:=

    Strona 9

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    nośność na zginanie dla przekroju klasy 3:

    My1RdWy1 fy

    γM0714.825 kNm=:= My2Rd

    Wy2 fy

    γM0574.575 kNm=:=

    pole przekroju czynnego przy ścinaniu: Av h t 35 cm2

    =:=

    warunek stateczność środnika przy ścinaniu (gdzie ε 1:= i η 1:= ):ht

    71.429= < 72εη 72=

    nośność na ścinanie:

    VyRdAvγM0

    fy

    3 474.871 kN=:=

    Przekrój 2:

    określenie położenia osi z-z

    A1 bg tg 57 cm2

    =:= S1 A1 0 mm 0 cm3

    =:=

    A2 h0 t 7 cm2

    =:= S2 A2 0 mm 0 cm3

    =:=

    A3 hb tb 40.2 cm2

    =:= S3 A3 0.5 bg a- 0.5 hb+( ) 2030.1 cm3

    =:=

    A4 AU 20.4 cm2

    =:= S4 A4 d eU-( ) 1698.3 cm3

    =:=

    zsS1 S2+ S3+ S4+

    A1 A2+ A3+ A4+299.23 mm=:=

    wskaźniki wytrzymałości względem osi z-z dla punktów (1) i (3):

    J11

    12tg bg3 6859 cm4=:= e1 zs 299.23 mm=:=

    J21

    12h0 t3 0.286 cm4=:= e2 zs 299.23 mm=:=

    J31

    12tb hb3 15038.15 cm4=:= e3 0.5 hb a- 0.5 bg+ zs- 205.77 mm=:=

    J4 JUz 62.7 cm4

    =:= e4 d zs- eU- 533.27 mm=:=

    Jz1

    4

    i

    Ji Ai ei( )2+ =

    154298.921 cm4=:=

    Wz1Jz

    zs 0.5 bg+3153.917 cm3=:= Wz3

    Jzd zs-

    2801.51 cm3=:=

    nośność na zginanie dla przekroju klasy 3:W f W f

    Strona 10

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Mz1RdWz1 fy

    γM0741.17 kNm=:= Mz3Rd

    Wz3 fy

    γM0658.355 kNm=:=

    częściowe pole przekroju czynnego przy ścinaniu: Av bg tg 57 cm2

    =:=

    nośnośćna ścinanie:

    VzRdAvγM0

    fy

    3 773.361 kN=:=

    Przekrój 3:

    A bg tg h0 t+ 64 cm2=:=

    nośność na ściskanie:

    NcRdA fy

    γM01504 kN=:=

    Przekrój 4:

    nośność na zginanie względem osi yU-yU: MUyRdWUy fy

    γM020.304 kNm=:=

    nośność na ścinanie: Av hU twU 9.8 cm2

    =:= VUyRdAvγM0

    fy

    3 132.964 kN=:=

    1.4 Sprawdzenie klasy przekroju belki podsuwnicowej

    ε235MPa

    fy1=:=

    Pas górnywspornikowy element ściskany

    smukłość c/t = 0.5 bg t-( )

    tg12.433= < 14 ε 14= klasa 3

    Środnikczęść wewnętrzna zginana i ściskana

    współczynnik ψys-

    h td+ tg+ ys-1.244-=:= < -1.0

    smukłość c/t = ht

    71.429= < 62 ε 1 ψ-( ) ψ-( ) 155.189= klasa 3

    1.5 Obciążenie ciężarem własnym i pomostem roboczym

    Belka podsuwnicowa dodatkowo obciążona jest ciężarem własnym i obciążeniem użytkowym.Obciążenia te dzielimy na przekroje 1 i 4 przy czym obciążenie użytkowe dla przekroju 1możemy pominąć.

    Obciążenie przekroju 1:

    p1 bg tg h t+ bd td+ 0.5 hb tb+( ) ρs mS+ 1.77kNm

    =:=

    p1d p1 1.35 2.389kNm

    =:=

    Strona 11

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Obciążenie przekroju 4:

    g4 AU 0.5 hb tb+( ) ρs 0.318kNm

    =:= q4 0.5kN

    m2 0.5 hb 0.167

    kNm

    =:=

    p4 g4 q4+ 0.485kNm

    =:=

    p4d g4 1.35 q4 1.5+ 0.68kNm

    =:=

    1.6 Obliczenia statycznePrzy obliczaniu belki podsuwnicowej występują 2 przypadki obciążenia:

    - jeśli R < 0.586LB:

    - jeśli e > 0.586L:

    Strona 12

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    gdzie:Py=Qrmax - maksymalna siła pionowaPx=HL1 - maksymalna siła pozioma podłużnaPz - maksymalna siła pozioma poprzecznapu - ciężar własny ceownika oraz pomostu z obciążeniem technologicznympy - ciężar włąsny belki podsuwnicowej

    Wartości sił wewnętrznych w przypadku gdy R < 0.586LB:

    Maksymalne momenty gnące:

    MymaxPz

    8 LB2LB R-( )2=MyEd

    Py8 LB

    2LB R-( )2py LB

    2

    8+=

    Maksymalna siła tnąca:

    VyEd Py PyLB R-

    LB+

    py LB

    2+= VzEd Pz Pz

    LB R-

    LB+=

    Maksymalna siła normalna:

    NEd Px=

    Wartości sił wewnętrznych w przypadku gdy R > 0.586LB:

    Maksymalny moment gnący:

    MyEdPy LB

    4

    py LB2

    8+= MzEd

    Pz LB

    4=

    Maksymalna siła tnąca:

    VyEdPy2

    py LB

    2+= VzEd

    Pz2

    =

    Maksymalna siła normalna:

    NEd Px=

    Wartości sił wewnętrznych w ceowniku:

    Strona 13

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    MUyEdpu LB

    2

    8= VUyEd

    pu LB

    2=

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    Ponieważ rozstaw kół suwnicy R 5 m= > 0.586 LB 4.688 m= , najbardziej niekorzystny

    układ obciążenia belki występuje w momencie gdy jedno koło suwnicy znajduje siędokładnie w środku rozpiętości.

    Ze względu na proporcje wartości sił zewnętrznych rozpatrywać będziemy grupy obciążeń 1 (dla siłpionowych) i 5 (dla sił poziomych):

    1 - ponieważ Qrmax1192.551 kN= > Qrmax2

    176.507 kN=

    5 - ponieważ HS2T 40.599 kN= > HT3 22.7 kN=

    Grupa obciążeń 1Obliczeniowe wartości obciążeń gdzie współczynnik dla obciążeń od suwnicyγ 1.35:= :

    obciążęnie pionowe belki: Py Qrmax1γ 259.944 kN=:=

    py p1d 2.389kNm

    =:=

    obciążenie poziome prostopadłe: Pz HT2 γ 31.444 kN=:=

    obciążenie poziome osiowe: Px HL1 γ 24.85 kN=:=

    obciążenie pionowe pomostu: pU p4d 0.68kNm

    =:=

    Wartości sił wewnętrznych w przekroju środkowym:

    MyEd114

    Py LB18

    py LB2

    + 539 kNm=:=

    MzEd114

    Pz LB 62.888 kNm=:=

    NEd1 Px 24.85 kN=:=

    MUyED18

    pU LB2

    5.444 kNm=:=

    Wartości sił śc inających:

    VyEd112

    Py12

    py LB+ 139.528 kN=:=

    VzEd112

    Pz 15.722 kN=:=

    VUyEd12

    pU LB 2.722 kN=:=

    Grupa obciążeń 5Obliczeniowe wartości obciążeń gdzie współczynnik dla obciążeń od suwnicyγ 1.35:= :

    obciążenie pionowe belki: Py Qrmax5γ 228.342 kN=:=

    py p1d 2.389kNm

    =:=

    Strona 14

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    obciążenie poziome prostopadłe: Pz HS2T γ 54.809 kN=:=

    obciążenie pionowe pomostu: pU p4d 0.68kNm

    =:=

    Wartości sił wewnętrznych w przekroju środkowym:

    MyEd514

    Py LB18

    py LB2

    + 475.797 kNm=:=

    MzEd514

    Pz LB 109.617 kNm=:=

    NEd5 0kN:=

    MUyEd18

    pU LB2

    5.444 kNm=:=

    Wartości siłścinających:

    VyEd512

    Py12

    py LB+ 123.727 kN=:=

    VzEd512

    Pz 27.404 kN=:=

    VUyEd12

    pU LB 2.722 kN=:=

    1.7 Warunki nośności belki podsuwnicowej

    Grupa obciążeń 1

    punkt (1): MyEd1My1Rd

    MzEd1Mz1Rd

    +NEd1NcRd

    + 0.855= < 1.0

    punkt (2):MyEd1My2Rd

    0.938= < 1.0

    punkt (3):MzEd1Mz3Rd

    MUyEdMUyRd

    + 0.364= < 1.0

    Ścinanie:VyEd1VyRd

    0.294= ;VzEd1VzRd

    0.02= ;VUyEdVUyRd

    0.02= < 0.5

    ponieważ wszystkie wartości są mniejsze od 0.5 nie zachodzi interakcja pomiędzyścinaniem i zginaniem a nośność na ścinanie jest wystarczająca.

    Grupa obciążeń 5

    punkt (1): MyEd5My1Rd

    MzEd5Mz1Rd

    +NEd5NcRd

    + 0.814= < 1.0

    Strona 15

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    punkt (2):MyEd5My2Rd

    0.828= < 1.0

    punkt (3):MzEd5Mz3Rd

    MUyEdMUyRd

    + 0.435= < 1.0

    Ścinanie:VyEd5VyRd

    0.261= ;VzEd5VzRd

    0.035= ;VUyEdVUyRd

    0.02= < 0.5

    ponieważ wszystkie wartości są mniejsze od 0.5 nie zachodzi interakcja pomiędzyścinaniem i zginaniem a nośność na ścinanie jest wystarczająca.

    1.8 Ugięcia

    Warunki ugięć dla belki podsuwnicowej

    - jeśli R < 0.586L:

    Maksymalne ugięcie:

    fyQrmax LB R-( ) 3 LB2 LB R-( )2-

    48EIy

    5384

    pU LB4

    E Iy+= fz

    H LB R-( ) 3 LB2 LB R-( )2- 48EIz

    =

    - jeśli R > 0.586L:

    Maksymalne ugięcie:

    fyQrmax LB

    3

    48E Iy5

    384

    pU LB4

    E Iy+= fz

    H LB3

    48 E Iz=

    Ugięcie dopuszczalne:

    f fy2 fz

    2+= < fdop

    LB500

    =

    Warunki ugięć dla pomostu

    fUy5

    384

    py LB4

    E IUy= < fdop

    LB250

    =

    Grupa obciążeń 1

    Strona 16

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    pionowe: fy1

    48

    Qrmax1LB

    3

    E Jy

    5384

    p1 LB4

    E Jy+ 14.24 mm=:=

    poziome: fz1

    48

    HT2 LB3

    E Jz 0.767 mm=:=

    wypadkowe: f fy2 fz

    2+ 14.26 mm=:= < fdop

    LB500

    16 mm=:=

    pomostu: fUy5

    384

    p4 LB4

    E JUy 20.377 mm=:= < fUdop

    LB250

    32 mm=:=

    Grupa obciążeń 5

    pionowe: fy1

    48

    Qrmax5LB

    3

    E Jy

    5384

    p1 LB4

    E Jy+ 12.585 mm=:=

    poziome: fz1

    48

    HS2T LB3

    E Jz 1.336 mm=:=

    wypadkowe: f fy2 fz

    2+ 12.655 mm=:= < fdop

    LB500

    16 mm=:=

    pomostu: fUy5

    384

    p4 LB4

    E JUy 20.377 mm=:= < fUdop

    LB250

    32 mm=:=

    1.9 Nośność przy obciążeniu skupionym

    Obliczeniowa wartość nacisku koła suwnicy: FzEd Qrmax5:= FzEd 169.143 kN=

    hw h:= h 0.5m=

    tf tg:= tf 15 mm=

    tw t:= tw 7 mm=

    Dla suwnicy o Q=200kN - zalecany typ szyny to SD75 :

    bfr 200mm:= Kr 75mm:=

    hr 85mm:=Wysokość szyny:

    Wysokość główki szyny:

    Masa szyny:

    d1 39.5mm:=

    msz 56.2kgm

    :=

    Strona 17

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    Mimośród szyny:

    Moment bezwładności szyny:

    Pole przekroju szyny:

    eysz 5.04cm:=

    Iysz 531cm4

    :=

    Asz 71.6cm2

    :=

    Odległość rozpatrywanego poziomu środnika od dolnej powierzchni pasa górnego belki:

    z 0mm:=

    Szerokość efektywna pasa belki:

    beff bfr hr+ tf+:= beff 300 mm= < bg 380 mm=

    Moment bezwładności przekroju pasa belki o szerokośći efektywnej:

    Irfeffbeff tf

    3

    12beff tf z

    12

    tf+

    2+:= Irfeff 33.75 cm

    4=

    Moment bezwładności przekroju poprzecznego szyny:

    Ir Iysz Asz hr eysz- tf+ z+( )2+:= Ir 2292.475 cm4=Moment bezwładności wzgledem osi poziomej przekroju współpracującego złożonego z przekrojupoprzecznego szyny i przekroju pasa belki o szerokości efektywnej:

    Irf Irfeff Ir+:=

    leff 3.25Irftw

    13

    := leff 485 mm=

    Leff leff 2 z+:= Leff 485 mm=

    Naprężenia od siły podłużnej w punkcie z:

    σozEdzFzEd

    Leff tw1

    2 zhw

    -

    := σozEdz 49.822 MPa=

    hw - całkowita wysokość środnika

    γM1 1.0:= fy 235MPa:=

    Strona 18

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    σozEdzfy

    γM1

    0.212= Warunek jest spełniony.

    2. Wymiarowanie słupaSłup jest wymiarowany na podstawie sił odczytanych ze statyki (program do obliczeń statycznych).Wymiarowaniu podlega górna część słupa, dolna - wewnętrzna, dolna - zewnętrzna oraz skratowaniesłupa.

    Założenia:Obudowa ścian oparta na fundamencie - słupy nie obciążone ciężarem obudowy.

    2.1 Wyznaczenie klasy przekroju (tabl. 5.2 normy [4]).

    2.2 Wyznaczenie nośności charakterystycznej przekroju przy ściskaniu Klasa 1,2 i 3

    Nc.Rd A fy= A ==> pole powierzchni przekroju poprzecznego elementufy ==> granica plastyczności stali

    Klasa 4

    Nc.Rd Aeff fy= Aeff ==> pole powierzchni współpracującej przekroju poprzecznego elementu

    2.3 Wyznaczenie wartości odniesienia do wyznaczenia smukłościwzględnej

    λ1 πEfy

    = E ==> moduł sprężystości podłużnej stali (E=210GPa)

    2.4 Wyznaczenie długości wyboczeniowej w rozpatrywanej płaszczyźniewyboczenia elementu

    Strona 19

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    m ==> współczynnik długości wyboczeniowejL ==> długość lub wysokość elem entuLcr μ L=

    2.5 Wyznaczenie smukłości względnej przy wyboczeniugiętnymKlasa 1, 2 i 3

    λ Lcr

    i λ1= i ==> promień bezwładności przekroju

    Klasa 4

    λ

    LcrAeffA

    i λ1=

    2.6 Przyjęcie krzywej wyboczeniowej (tabl. 6.2 normy [4])

    2.7 Wyznaczenie paramentru krzywej niestateczności

    Φ 0.5 1 α λ

    0.2-( )+ λ( )2+ =α ==> parametr imperfekcji na podstawie tab. 6.1 normy [4]

    2.8 Wyznaczenie współczynnika wybczeniowego(pkt 6.3.1 normy [4])

    χ1

    Φ Φ2 λ( )2-+

    =

    2.9 Wyznaczenie nośności charakterystycznej przekroju przy zginaniuwzględem osi y.Klasa 1 i 2

    Mc.Rd Wpl fy= Wpl ==> wskaźnik oporu plastycznego dla osi y

    Klasa 3

    Mc.Rd Wel.min fy= Wel.min ==> wskaźnik wytrzymałości przekroju brutto dla osi y

    2.10 Wyznaczenie smukłości względnej przy zwichrzeniu

    λLTWy fy

    Mcr= Mcr ==> moment krytyczny przy zwichrzeniu sprężystym

    IT ==> moment bezwładności przy skręcaniu,Mcr C1

    π2 E Iz

    L2

    IωIz

    L2 G IT

    π2 E Iz+=

    Iω==> wycinkowy moment bezwładności

    Strona 20

  • Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

    2.11 Przyjęcie parametru imperfekcji αLT przy zwichrzeniu

    na podstawie tablicy 6.3 normy [4]

    2.12 Przyjęcie parametrów pomocniczych

    λLT.0 0.4= β 0.75=

    ΦLT 0.5 1 αLT λLT λLT.0-( )+ β λLT2+ =

    2.13 Wyznaczenie współczynnika zwichrzenia(pkt. 6.3.2 normy [4])

    χLT1

    ΦLT ΦLT2 β λLT( )2-+

    = lecz χLT 1.0 oraz χLT1

    λLT2

    2.14 Wyznaczenie współczynników interakcji kyy, kzy (na podstawie tabeli B1, B2, B3 załącznika B normy [4])

    kyy Cmy 1 λ

    0.2-( )NEd

    χy Nc.Rd

    γM1

    +

    = lecz kyy Cmy 1 0.8NEd

    χy Nc.Rd

    γM1

    +

    kzy 0.6 kyy=

    2.15 Sprawdzenie nośności elementów ściskanych i zginanych NEd

    χy Nc.Rd

    γM1

    kyyMy.Ed

    χLTMc.RdγM1

    + 1

    NEdχz Nc.Rd

    γM1

    kzyMy.Ed

    χLTMc.RdγM1

    + 1

    NEd, My.Ed ==> obliczeniowe wartości siły podłużnej i maksymalnych momentów zginających

    2.16 Obliczenia skratowaniaPrzeprowadzić jak dla elementów ściskamych osiowo.

    Strona 21