Projekt dwunawowej prefabrykowanej hali żelbetowej z suwnicą

1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt dwunawowej prefabrykowanej hali żelbetowej z suwnicą. Projekt wykonany jest na podstawie tematu wydanego przez dr Andrzeja Ubysza, zgodnie z obowiązującymi normami i rozporządzeniami.

2. Koncepcja architektoniczno – konstrukcyjna.

Zadane wymiary hali :

Wysokość słupa nawy bocznej : Wysokość słupa nawy głównej : Wysokość wspornika słupa nawy głównej : Rozpiętość nawy bocznej : Rozpiętość nawy głównej : Całkowita długość hali: Zaprojektowano 10 ramowych układów poprzecznych w rozstawie

Dodatkowe dane:Obciążenie suwnicy :Lokalizacja hali: Oleśnica, woj. dolnośląskie

Schemat układu poprzecznego hali

3. Część projektowa

3.1 Elementy przekrycia dachowego

3.2. Dobór elementów przekrycia dachowego

3.2.1. Dobór płyt dachowych TT

Schemat statyczny

Schemat przyjęto jako belkę ciągła, wolnopodpartą o rozpiętości równej odległości dwóch kolejnych układów poprzecznych hali (6m)

Zebranie obciążeń

- obciążenie stałe :

papa termozgrzewalna

warstwa wyrównawcza

wełna mineralna twarda

-Obciążenia zmienne :

obciążenie śniegiem według Eurokodu:

Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem

Lokalizacja budynku – Oleśnica woj. dolnośląskie – 1. strefa obciążenia śniegiem. Wysokość terenu 150m n.p.m. Współczynnik Sk (wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem)dla tego obszaru wyznacza się z zależności:

gdzie:

Przyjęto

Współczynnik ekspozycji

Dla terenu normalnego, na którym nie występuje znaczące przenoszenie śniegu przez wiatr na budowle z powodu ukształtowania terenu, innych budowli lub drzew.

Współczynnik termiczny

Dla dachów o standardowym współczynniku przenikania ciepła

Współczynnik kształtu dachu

Współczynnik μ zależny od kształtu i pochylenia dachu wyznacza się według tabeli nr 5.2. Dla kąta pochylenia połaci spełniającego warunek

Współczynnik kształtu dachu nawy głównej hali wynosi:

Dla połaci dachowej nawy głównej

Współczynnik kształtu dachu przylegającego (nawy bocznej hali) wyznacza się z zależności:

gdzie:

-współczynnik zależny od działania wiatru

gdzie - ciężar objętościowy śniegu

Długość zaspy : -różnica poziomów dachów naw hali

Dla połaci dachowej nawy bocznej

1

Wartość max. charakterystyczna obciążenia połaci dachowej śniegiem, przy uwzględnieniu kształtu dachu:- dla połaci dachowej nawy głównej hali

- dla połaci dachowej nawy bocznej hali

obciążenie wiatrem według Eurokodu:

Wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru

Wartość ciśnienia prędkości wiatru

Wartość bazowa prędkości wiatru:

gdzie: - współczynnik kierunkowy-współczynnik sezonowy

Przyjęto kategorię terenu IV – teren miejski, zabudowany

Wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru:

1

1

w 2s

)a

)c

mls 6

gdzie: - współczynnik ekspozycji zależny od kategorii terenu (Tabela NA.3)

dla -wysokość nad poziomem terenu

- wartość bazowa ciśnienia prędkości

dla

Ciśnienie wiatru na powierzchnie zewnętrzne:

Połać dachowa hali traktowana jest jako dach płaski

Z Tablicy 7.2 Współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla dachów płaskich

Ze względu na ciężar płyty pominięto ssanie wiatru na połaci dachowej. Do dalszych obciążeń przyjęto największą występującą wartość (fragment I połaci). Wartość charakterystyczna obciążenia połaci dachowej śniegiem, przy uwzględnieniu kształtu dachu:

obciążenie technologiczne:

Przyjęto wartość charakterystyczną obciążenia montażowego równą

(personel, narzędzia , obciążenie od części konstrukcji w stanie realizacji)

Zestawienie obciążeń

Ze względu na wielkość występującego obciążenia połaci dachowej dobrano strunobetonowe płyty dachowe typu TT400/120-2 firmy CONSOLIS. Długość i rozstaw płyt w osi podpór 6 m. Wysokość konstrukcyjna płyt 400mm, szerokości środników 120mm. (na podstawie Tabeli 6.2)

Tab. 6.2 . Dopuszczalne obciążenia charakterystyczne dla płyt TT

Rodzaj obciążeniaCharakterystyczna wartość obciążenia

[kN/m2]

Współczynnik obciążenia

Obliczeniowa wartość obciążenia

[kN/m2]max min max min

Obciążenie stałe

papa termozgrzewalna 0,05 1,35 1 0,068 0,05

warstwa wyrównawcza 0,63 1,35 1 0,851 0,63

wełna mineralna 0,31 1,35 1 0,419 0,31Obciążenia zmienne

śnieg 2,45 1,5 - 3,68 -wiatr 0,09 1,5 - 0,135 -

obc. technologiczne 0,75 1,5 - 1,125 -Sumaryczna wartość

obciążenia 4,22 - - 6,277 0,99

Ciężar dobranych płyt:

Tab. 4.2 Ciężary płyt TT

Charakterystyki geometryczne płyt dachowych TT400/120-2:

3.3. Dobór dźwigarów dachowych

Obciążenia działające na dźwigar dachowy zbierane są z długości równej rozstawowi kolejnych układów poprzecznych wynoszącej 6m.

Zestawienie obciążeń

Dźwigar dachowy nawy głównej hali

Rodzaj obciążeniaCharakterystyczna wartość obciążenia

[kN/m]

Współczynnik obciążenia

Obliczeniowa wartość obciążenia [kN/m]

max min max minObciążenie stałe

papa termozgrzewalna 0,05kN/m2x6m 0,3 1,35 1 0,405 0,300

warstwa wyrównawcza 0,63kN/m2x6m

3,78 1,35 1 5,103 3,780

wełna mineralna 0,31kN/m2x6m 1,86 1,35 1 2,511 1,860

płyty dachowe TT 400/120

2,36kN/m2x6m14,16 1,35 1 19,116 14,160

Obciążenia zmienneśnieg

0,56kN/m2x6m 3,36 1,5 - 5,040 -

wiatr 0,09kN/m2x6m 0,54 1,5 - 0,810 -

obc. technologiczne 0,75kN/m2x6m 4,5 1,5 - 6,750 -

Sumaryczna wartość obciążenia 28,5 - - 39,735 20,100

Ze względu na występującą wartość odciążenia dobrano dwuspadowy strunobetonowy dźwigar firmy Consolis typu SI500/1050/12,00 dachowy przy jego rozpiętości w osiach podpórrównej 12m

Charakterystyczny ciężar dobranego dźwigara dachowego:

Charakterystyki geometryczne dobranego dźwigara Consolis SI500/1050/12,00 :

Dźwigar dachowy nawy bocznej hali

Rodzaj obciążeniaCharakterystyczna wartość obciążenia

[kN/m]

Współczynnik obciążenia

Obliczeniowa wartość obciążenia [kN/m]

max min max minObciążenie stałe

papa termozgrzewalna 0,05kN/m2x6m 0,3 1,35 1 0,405 0,300

warstwa wyrównawcza 0,63kN/m2x6m 3,78 1,35 1 5,103 3,780

wełna mineralna 0,31kN/m2x6m 1,86 1,35 1 2,511 1,860

płyty dachowe TT 2,36kN/m2x6m 14,16 1,35 1 19,116 14,160

Obciążenia zmienneśnieg

2,45kN/m2x6m 14,7 1,5 - 22,050 -

wiatr 0,09kN/m2x6m 0,54 1,5 - 0,810 -

obc. technologiczne 0,75kN/m2x6m

4,5 1,5 - 6,750 -

Sumaryczna wartość obciążenia

39,84 - - 56,745 20,100

Ze względu na występującą wartość odciążenia dobrano strunobetonowy dźwigar o pasach równoległych firmy Consolis typu I-500/1050/9,00 dachowy przy jego rozpiętości w osiach podpór równej 9m

Charakterystyczny ciężar dobranego dźwigara dachowego:

Charakterystyki dźwigara typu I-500/1050/9,00

Strefa podporowa:

3.4. Dobór obudowy ścian

Zebranie obciążeń

Jedynym obciążeniem uwzględnianym przy doborze obudowy ścian jest obciążenie wiatrem

Wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru:

Rozkład ciśnienia prędkości wiatru dla ścian budynku:

Współczynnik ciśnienia zewnętrznego w przypadku wiatru wiejącego prostopadle do budynku

Współczynnik ciśnienia zewnętrznego ściany

Z tablicy 7.1 dla

Charakterystyczne wartości obciążenia wiatrem dla poszczególnych fragmentów hali:

Maksymalna wartość obciążenia wiatrem wynosi

Z Katalogu producenta, firmy GRALBET dobrano płyty ścienne żebrowe nieocieplane przystosowane do przenoszenia obciążeń wiatrem w strefie I dla budynków halowych o rozstawie słupów 6m oraz wysokości do 20m . Elementy są samonośne, mogą być montowane do słupów wyłącznie na skrajnych żebrach.

3.5. Belka podsuwnicowa

3.5.1 Zebranie obciążeń od suwnicy Dane : Rozpiętość nawy głównej : Udźwig suwnicy : Wysokość podnoszenia : Rozpiętość mostu suwnicy:Przyjęto grupę natężenia pracy suwnicy : A3

Z katalogu producenta suwnic ABUS dobrano suwnicę dwudźwigarową typu ZLK.

Schemat suwnicy:

Tabela wymiarów przy zadanym udźwigu długości pomostu:

3.5.2. Obliczenia statyczne belki podsuwnicowej

Dane: Rozpiętość mostu suwnicy :Udźwig suwnicy :Ciężar własny suwnicy :Rozstaw kół :Maksymalny nacisk kół :Minimalny nacisk kół :Rozpiętość belki podsuwnicowej :

Schemat statyczny: belka wolnopodparta, ciągła

Dobrano belkę podsuwnicową GRALBET typu B2 przeznaczoną dla hal przemysłowych i estakad o rozstawie słupów 6,0m.

Charakterystyki geometryczne wybranego elementu:

Maksymalne dopuszczane siły wewnętrzne dla elementu:

Zebranie obciążeń działających na belkę:

Obciążenia pionowe- obciążenie od szyny suwnicy Dobrano szynę typu S42 bez przekładki o wymiarach :

Z tablicy odczytano ciężar szyny

Obciążenie od szyny suwnicy występuje w postaci odc. Równomiernie rozłożonego na całej długości belki:

- obciążenie od suwnicy Maksymalny charakterystyczny nacisk kół suwnicy wynosi przy rozstawie osi równym

W celu ustalenia najniekorzystniejszego usytuowania obciążenia należy sprawdzić dwa skrajne warianty położenia suwnicy :

Zestawienie obciążeń

)a

)b

Rodzaj obciążeniaCharakterystyczna

wartość obciążenia [kN/m]

Współczynnik obciążenia

Obliczeniowa wartość obciążenia

[kN/m]max min max min

Szyna S42 0,425 1,35 1 0,574 0,425Elementy mocowania szyny 0,15 1,35 1 0,203 0,150

Ciężar własny belki podsuwnicowej

5,2 1,35 1 7,020 5,200

Sumaryczne obciążenie 5,775 - - 7,796 5,775

Sumaryczna wartość charakterystycznego obciążenia ciągłego na całej długości belki wynosi

Wartości charakterystyczne obciążenia pionowego z uwzględnieniem dynamicznego charakteru pracy suwnicy

Maksymalny nacisk koła suwnicy na szynę:

Minimalny nacisk koła suwnicy na szynę:

Maksymalna obliczeniowa wartość obciążenia pionowego :

Obciążenia poziome

Wartości sił poziomych :

gdzie: - wpływy dynamiczne spowodowane przez siły napędu

gdzie:

- moment wzbudzający - siła napędu suwnicy

- liczba kół napędzanych indywidualnie - współczynnik tarcia dla materiałów stal – stal

Wyznaczenie sił wewnętrznych w belce

Do obliczenia sił wewnętrznych dla dwóch wariantów usytuowania obciążenia wykorzystano program RM WIN:a)

Wartości reakcji podporowych :

Wykres momentów zginających :

Wykres sił tnących :

b)

Wartości reakcji podporowych

Wykres momentów zginających :

Wykres sił tnących :

Większe wartości sił wewnętrznych występują w przypadku b) usytuowania obciążenia

Przekrój belki podsuwnicowej został wybrany prawidłowo. Maksymalne siły wewnętrzne występujące w belce nie przekraczają dopuszczalnych nośności elementu.

3.6. Obliczenia statyczne słupa S13.6.1. Zebranie obciążeń