BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE. dr inż. Monika Siewczyńska

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE. dr inż. Monika Siewczyńska"

Ludwika Dorota Kubicka
6 lat temu
Przeglądów:

1 BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE dr inż. Monika Siewczyńska

2 Plan wykładów 1. Podstawy projektowania 2. Schematy konstrukcyjne 3. Elementy konstrukcji 4. Materiały budowlane 5. Rodzaje konstrukcji 6. Obiekty inżynierskie

3 Rodzaje konstrukcji Murowe Żelbetowe Stalowe Drewniane

4 Konstrukcje stalowe Budownictwo: Przemysłowe Ogólne Komunikacyjne specjalne

5 Konstrukcje stalowe - przemysłowe Dachowe wiązary kratowe Podciągi kratowe lub pełnościenne Płatwie Słupy Konstrukcje ramowe i szkieletowe Hale i wiaty Belki i estakady podsuwnicowe Kominy przemysłowe Wieże i maszty telekomunikacyjne Słupy energetyczne Wyciągowe wieże kopalniane Rusztowania Galerie przemysłowe Zbiorniki Zasobniki i silosy Rurociągi

6 Wieże

7 Współczesne wiatraki

8 Rury

9 Obiekty przemysłowe

10 Konstrukcje stalowe - ogólne Belki Żebra Nadproża Podciągi Słupy Kratownice dachowe Szkielety budynków wysokich Kopuły Łuki Przekrycia strukturalne Konstrukcje hal (sportowych, widowiskowych, wystawowych, handlowych) Trybuny Zadaszenia Słupy oświetleniowe i reklamowe Słupy trakcji tramwajowej

11 Zalety Lekkość konstrukcji Duże rozpiętości Krótki czas montażu Elastyczność kształtowania powierzchni Łatwość projektowania Mniejsze zagrożenie awarią (podobna wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie, duża jednorodność materiału) odporne na zmianę obciążenia, znaczne odkształcenia sygnalizują awarię ekologiczność

12 Wady Wrażliwość na: Korozję Temperatury pożarowe Zmęczenie dynamiczne

13 Budownictwo mieszkaniowe Strop Kleina Strop z płytą żelbetową na belkach stalowych Belka zespolona

14 Budownictwo mieszkaniowe Podciągi z dwuteowników mniejsza wysokość niż żelbetowych, szybszy montaż Stalowe wiązary kratowe w konstrukcjach dachów

15 Balkony i schody

16 Stropy stalowe - zespolone

17 Stropy stalowe - zespolone

18 Lekkie konstrukcje stalowe Budynki mieszkalne Profile cienkościenne Większa sztywność i trwałość w porównaniu z drewnianymi

19 Ściana zewnętrzna Płyta g-k Izolacja przeciwwilgociowa Taśma akustyczna Konstrukcja słupów i rygli + wełna szklana Płyta OSB Pianka poliuretanowa lub twarda wełna mineralna elewacja

20 Ściana o konstrukcji stalowej

21 Współpraca blachy i betonu Połączenia w poziomie stropu

22 Połączenia

23 Połączenia

24 Połączenia Spawane Skręcane Nitowane

25 Połączenia

26 Połączenia

27 Stalowe konstrukcje hal Jedno- lub wielonawowe Duże rozpiętości Brak podpór pośrednich

28 Stalowe konstrukcje hal Ściany zewnętrzne i dachy z płyt warstwowych z izolacją termiczną Słupy z zamkniętych profili zimnogiętych Attyka Ściany działowe, drzwi, okna, bramy Instalacje na dachu i podwieszone pod dachem

29 Stalowe konstrukcje hal Główna konstrukcja z szeregu płaskich ram poprzecznych Przenosi obciążenia: klimatyczne, użytkowe, technologiczne Rozstaw słupów wielokrotność modułu 3,0 m (lub ewentualnie 1,5 m) Każdy układ ze słupów głównych i rygli dachowych

30 Stalowe konstrukcje hal

31 Stalowe konstrukcje hal

32 Stalowe konstrukcje hal Dach bezpłatwiowy

33 Stalowe konstrukcje hal Stężenia zabezpieczają główne układy nośne hali i konstrukcję dachu w trakcie montażu i eksploatacji Zapewniają geometryczną niezmienność i przestrzenną pracę konstrukcji

34 Stężenia konstrukcji stalowej Dachowe poziome zabezpieczają rygle przed wyboczeniem, przenoszą również siły poziome od wiatru na ścianę szczytową Stosuje się je na całej szerokości dachu nie rzadziej niż co 8 pole oraz w skrajnych lub przedskrajnych polach każdej oddylatowanej części hali.

35 Stężenia konstrukcji stalowej Dachowe pionowe zapewniają bezpieczny montaż konstrukcji, zmniejszają smukłość dolnych pasów kratownic. Stosuje się je w miejscach stężeń poziomych w miejscu załamania pasa kratownicy w kalenicy lub gęściej w węzłach skratowania.

36 Stężenia konstrukcji stalowej Ścienne pionowe podłużne zapewniają stateczność podłużną układu, przenoszą również siły poziome od wiatru na ściany szczytowe. Umieszcza się je w tych samych polach, co stężenia dachowe poziome.

37 Stężenia konstrukcji stalowej Ściany szczytowej zapewniają sztywność układu poprzecznego hali

38 Lekkie konstrukcje stalowe

39 Lekkie konstrukcje stalowe

40 Lekkie konstrukcje stalowe

41 Elewacje

42 Prowadzenie instalacji

43 Konstrukcja dachu dworca w Kioto

44 Przekrycia strukturalne Regularna budowa geometryczna oparta na dyskretnym, powtarzalnym układzie prętów tworzących przestrzenną siatkę geometryczną. Sztywny układ przestrzenny przy racjonalnym wykorzystaniu stali. Niewielkie ugięcia Duże rozpiętości przy niskiej konstrukcji Typizacja i prefabrykacja Lokalne uszkodzenie nie spowoduje gwałtownego zniszczenia Nie stosuje się stężeń

45 Przekrycia strukturalne

46 Stalowe budynki wysokie i wysokościowe Wzrost wysokości budynku powoduje: Wzrost obciążenia pionowego proporcjonalny do wysokości Wzrost obciążenia wiatrem proporcjonalny do kwadratu wysokości

47 Stalowe budynki wysokie i wysokościowe Systemy ramowe w układzie płaskim lub przestrzennym bez lub z płaskimi tężnikami pionowymi Stropy sztywne tarcze Płaskie tężniki przenoszą obciążenie poziome od wiatru Tężniki wsporniki kratowe typu X

48 Stalowe budynki wysokie i wysokościowe Ustrój trzonowy - Główny element nośny - żelbetowy trzon użytkowy (klatki schodowe, szyby dźwigowe) i przeciwpożarowy przenosi obciążenia pionowe i poziome Typy: Trzonowo-linowe Wieszarowe Wspornikowe Trzonowo-szkieletowe

49 Stalowe budynki wysokie i wysokościowe Ustrój powłokowy uzyskanie maksymalnej sztywności przestrzennej Konstrukcja tworzy sztywny układ jak perforowana rura zamocowana w fundamencie Powłoka przenosi obciążenia poziome Wewnętrzny szkielet nośny przenosi obciążenia pionowe

50 Stalowe budynki wysokie i wysokościowe Ustrój powłokowy: Ramowy Ramowy skratowany Dwupowłokowy Siatka prostokątna Siatka diagonalna Siatka mieszana

wyłącznie w węzłach W prętach powstają tylko siły osiowe (ściskanie lub rozciąganie) nie ma

51 Kratownica Ustrój prętowy szkieletowy płaski lub przestrzenny, w którym prostoliniowe pręty połączone są przegubowo w węzłach Obciążenie w postaci sił skupionych przyłożone jest wyłącznie w węzłach W prętach powstają tylko siły osiowe (ściskanie lub rozciąganie) nie ma zginania Mogą być statycznie wyznaczalne lub niewyznaczalne Połączenia w węzłach najczęściej jako spawane

52 Kratownica Zalety: Lekkie Sztywne Ekonomiczne Łatwość nadawania różnych kształtów Duże rozpiętości Duże zróżnicowanie nośności

53 Dachy kratowe Kratownica element nośny Płatwie oparte w węzłach pasa górnego Stężenia poprzeczne (zazwyczaj w skrajnych polach) zapewniają stateczność pasa górnego Stężenia pionowe co max. 15 m Pokrycie z blach fałdowych przy odpowiednim mocowaniu jako tarcza sztywna zastępująca część stężeń

54 Ustrój cięgnowy Główny element nośny cięgna Cięgno wiotki element o znikomej sztywności na zginanie a dużej nośności na rozciąganie Stosuje się również stal wysokiej wytrzymałości daje to bardzo duże rozpiętości Małe zużycie stali w porównaniu do tradycyjnej konstrukcji stalowej

55 Ustrój cięgnowy Płaskie Przestrzenne Symetryczne Kołowe Niesymetryczne Bezwęzłowe Wielowęzłowe Siatkowe

56 Ustrój cięgnowy Płaskie układy pojedyncze cięgna swobodnie zwisające + balastujące pokrycie dachu Po ułożeniu pokrycia cięgno może być sprężone Układ cięgna nośnego i napinającego

57 Ustrój cięgnowy

58 Kopuła Kopuła pęk łuków wychodzących ze zwornika południków (ściskane) Współpraca zapewniona jest przez obręcze równoleżniki (ściskanie lub rozciąganie) W niektórych konstrukcjach stężenia w trzech pionowych pasmach rozłożonych symetrycznie Duże siły rozporu na podpory Równoleżniki pełnią funkcję ściągu Jeśli obciążenie jest równomiernie rozłożone nie powstają naprężenia zginające

59 Kopuła Kopuła geodezyjna siatkowa o ruszcie trzykierunkowym mogą być oparte na rzucie innym niż kołowy Znacznie efektywniejsze od klasycznych

60 Powłoka Jednokrzywiznowa Obrotowa stożkowa Jedno- dwu- lub wielokrzywiznowa

61 Powłoka

62 Powłoki

63 Kopuły i powłoki Kopuły wykonuje się z profili otwartych i zamkniętych Kopuły geodezyjne przekroje zamknięte (rury) Najkorzystniej jest gdy powłokę można wykonać z powtarzalnych segmentów

64 Ochrona przeciwpożarowa Stal materiał niepalny, ale wrażliwy na wysokie temperatury, które powodują spadek wytrzymałości stali na zerwanie W 600 C moduł odkształcalności redukuje się o 70%, a granica plastyczności zmniejsza się o połowę w efekcie drastycznie obniża się nośność konstrukcji, powstają znaczne odkształcenia i zerwanie elementów

65 Ochrona przeciwpożarowa Konstrukcje stalowe projektuje się z uwagi na kryterium nośności ogniowej R Środki ochrony czynnej: Czujniki dymu i ognia Klapy dymowe Kurtyny ogniowe Tryskacze Hydranty

66 Ochrona przeciwpożarowa Sposoby zabezpieczenia ogniochronnego: Chłodzenie kosztowna instalacja Spryskiwacze Przepływ wody wewnątrz konstrukcji Izolowanie Grupowe oddzielenie od bezpośrednich stref pożarowych Zabezpieczenie pojedynczych elementów

67 Ochrona przeciwpożarowa Zabezpieczenia bezpośrednie: Środki aktywne termicznie powłoki pęczniejące i absorpcyjne Środki pasywne termicznie Masy natryskowe Okładziny płytowe Zabezpieczenia hybrydowe

68 Ochrona przeciwpożarowa Zastosowanie konstrukcji zespolonej stalowobetonowej

69 Korozja Korozja metali niszczenie wskutek chemicznego lub elektrochemicznego oddziaływania: Wody Temperatury Tlenki siarki Tlenki azotu Dwutlenek węgla Sadza Pyły węglowe

70 Ochrona przeciwkorozyjna Łączone elementy powinny być wykonane z tego samego materiału (również śruby i nity) Unikanie przekrojów skrzynkowych otwartych do góry Unikać obszarów, w których mogą gromadzić się ciecze Forma słupów musi umożliwiać konserwację wszystkich powierzchni

71 Ochrona przeciwkorozyjna Powłoki ochronne: Metalowe Izolujące ekranujące Nieorganiczne Emalie tlenkowe Emalie fosforanowe Emalie chromianowe Organiczne Smary Gleje Polimery Powłoki lakierowe

Podobne dokumenty

BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE. dr inż. Monika Siewczyńska

BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE dr inż. Monika Siewczyńska Plan wykładów 1. Podstawy projektowania 2. Schematy konstrukcyjne 3. Elementy konstrukcji 4. Materiały budowlane 5. Rodzaje konstrukcji