NOWA EKSPERTYZA. Tom II

Transkrypt

1 NOWA EKSPERTYZA dotycząca stanu technicznego i dokumentacji projektowej budynków przy ul. Poligonowej 3 i Ostrobramskiej 03 w Warszawie Tom II Autorzy: dr inż. Jan Gierczak prof. dr hab. inż. Marian Giżejowski prof. dr hab. inż. Michał Knauff dr inż. Janusz Pędziwiatr prof. dr hab. inż. Włodzimierz Starosolski Warszawa, marca 03 r.

2 Spis treści. Wstęp (Nom) Obliczenia i ocena belek na podstawie danych z dokumentacji projketowej Obciążenia, cechy geometryczne i właściwości materiałów Stany graniczne nośności i użytkowania (Real) Obliczenia i ocena belek na podstawie danych z natury Cechy geometryczne, obciążenia i właściwości materiałów Stany graniczne nośności i użytkowania Podsumowanie i wnioski Opinia o projekcie Opinia o stanie technicznym i potrzebnych wzmocnieniach Zalecenia dotyczące stalowej konstrukcji stropów... 4

3 . Wstęp Niniejsza część opracowania zatytułowana Nowa ekspertyza tom II stanowi cześć integralną z tomem I, opracowania Nowa ekspertyza wykonanego na podstawie umowy z dnia zawartej pomiędzy zamawiającymi: Bumar Elektronika Spółka Akcyjna z siedzibą w Warszawie, ul. Poligonowa 30, Skanska Spółka Akcyjna z siedzibą w Warszawie, ul. Generała Zajączka 9, a wykonawcami, zwanymi dalej Komisją Ekspertów, w składzie: prof. dr hab. inż. Włodzimierz Starosolski, prof. dr hab. inż. Marian Giżejowski, dr inż. Janusz Pędziwiatr, dr inż. Jan Gierczak, prof. dr hab. inż. Michał Knauff. Zgodnie z umowy celem ekspertyzy jest dostarczenie odpowiedzi na dwa pytania A i B, a mianowicie: A) Nowa ekspertyza ma obejmować kompleksową opinię o stanie technicznym Budynku, zawierającą sprawdzenie, czy budynek spełnia zakładane w projekcie i dokumentacji wykonawczej i powykonawczej wymagania techniczne. W tej części określone zostaną wady konstrukcji budynku, wnioski i zalecenia dotyczące sposobów usunięcia tych wad oraz ewentualne wzmocnienia niezbędne do spełnienia wymagań przyjętych w projekcie budowlanym. B) Ekspertyza ma umożliwić ocenę zasadności zgłoszonych przez Skanska, wyspecyfikowanych szczegółowo wad konstrukcji budynku (z uwzględnieniem stanowiska Bumar w tym zakresie). W etapie prac stanowiących przedmiot niniejszego tomu Nowej Ekspertyzy, członkowie Komisji Ekspertów dokonali oceny stalowej konstrukcji stropów budynków A i B. Zgodnie z 3

4 ww. celami ekspertyzy, numery punktów opatrzone skrótami od słowa realne (Real) dotyczą pytania A, od słowa nominalne (Nom) zaś dotyczą pytania B. W punktach (Real) obliczenia konstrukcji opierano na obciążeniach odpowiadających stanowi stwierdzonemu w naturze. Tak np. zestawiając obciążenia brano pod uwagę zwiększoną, w porównaniu z dokumentacją, grubość warstw (np. w wielu miejscach grubości posadzki są większe niż w dokumentacji projektowej). Także obliczeniowe wytrzymałości stali przyjmowano na podstawie gatunków stali określonych z uwzględnieniem badań materiałowych przeprowadzonych dla potrzeb Nowej Ekspertyzy. W punktach (Nom) obliczenia konstrukcji wykonano na podstawie przyjętych w projekcie obciążeń i obliczeniowej wytrzymałości materiału deklarowanych w projekcie gatunków stali, zgodnie z normami obowiązującymi w czasie opracowania projektu. Normy, o których tu mowa, a także obciążenia (Real) uzgodnione na posiedzeniach Zespołu Ekspertów oraz zestawienie wad konstrukcji Budynku według opinii firmy Skanska przedstawiono tomie I opracowania. W tomie I znajduje się również zestawienie wszystkich danych dotyczących dokumentów, projektów i ekspertyz poprzedzających Nową Ekspertyzę, opracowań zawierających wyniki zleconych badań materiałów i konstrukcji wg uzgodnień Zespołu Ekspertów oraz opis budynków A i B. W niniejszym tomie powtórzono jedynie najważniejsze informacje dotyczące konstrukcji budynków, których stalowe stropy są przedmiotem oceny w niniejszym tomie Nowej Ekspertyzy. Budynki A i B mają konstrukcję szkieletową, stalową z prefabrykowanymi stropami żelbetowymi. Układ nośny stanowią słupy i rygle stalowe o przekroju dwuteowym i wymiarach 400x6-x80x6, w rozstawie osiowym co 7,0m. W części garażowej oraz w części parterowej w osiach K i J oraz L/0 i odpowiednio w osiach C i B oraz A/0 słupy mają większy przekrój poprzeczny, tworząc wraz z dodatkowymi blachami przekrój prostokątny zamknięty. Rygle mocowane są do słupów przegubowo, a obciążenia poziome przenosi układ stężeń pionowych typu X. Na ryglach stalowych opierają się belki stropowe wykonane jako belki typowe ażurowe z profilu IPE300 o wysokości 400 lub 40mm. Rygle oraz belki ażurowe, zgodnie z założeniami dokumentacji projektowej, powinny być wykonane ze stali 8GA. Ażurowe belki stropowe o rozpiętości osiowej 7,0m są rozmieszczone co 3,0m i podpierają płyty prefabrykowane żelbetowe. Rygle stalowe mają rozpiętość w osiach 6,0m i są zabezpieczone przed zwichrzeniem belkami BS-35 4

5 rozstawionymi co 3,0m. Stężenie pionowe podłużne jest wykonane z zastrzałów tworząc niepełną ramę portalową. Historię użytkowania budynków przedstawiono w tomie I.. Konstrukcja stalowa stropów w budynkach A i B.. (Nom) Obliczenia i ocena belek na podstawie danych z dokumentacji projketowej... Obciążenia, cechy geometryczne i właściwości materiałów Obciążenia stałe według dokumentacji projektowej [kn/m ]. Pozycja Obc. charakt. Wsp. obc. Obc. oblicz. Wykładzina dywanowa lub gres -.5 cm 0,0 lub 0,4, 0,0 lub 0,504 Posadzka cementowa, zbrojona - 4 cm 4,0*0.04 = 0,96,3,48 *folia zgrzewana 8*0,00*=0,07, 0,086 Styropian akustyczny EPS.,5 cm 0,0, 0,03 Płyta żelbetowa 9 cm lub płyta 0cm 5*0.09 =,5 lub 5*0.0=.5,0,475 lub.75 Masa p-poż. Thermospray,3 cm 4*0,03= 0,05,3 0,068 Instalacje podwieszone(wg założeń projektowych) 0,50, 0,60 Sufit podwieszony Rockfon GK 0,070, 0,084 Razem obciążenie stałe (płyta 9cm) Razem obciążenie stałe (płyta 0cm) 3,93 lub 4,34 lub 4.8 lub 4.59,7 4,59 lub 5,08 lub 4.87 lub 5.39 Obciążenia ściankami [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU - pomieszczenia biurowe. Ścianki działowe, wysokość 3,5 m wartość char. wsp. obc. wartość do SGN 0,75 3,5/,65 = 0,99,,9 5

6 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU - pomieszczenia biurowe. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe,0,4,80 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU komunikacja. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 3,0,3 3,9 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU archiwa. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 5,0,3 6,5 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU serwerownie. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 5,0, 8,0 Właściwości materiałów przyjęto odpowiednio do gatunków stali deklarowanych w projekcie.... Stany graniczne nośności i użytkowania Stropy wykonane zostały z płyt prefabrykowanych, ułożonych na belkach ażurowych o rozpiętości obliczeniowej l o =7,0-x0,065=7,07m, rozstawionych co 3,00m. Podciągi stropowe i dachowe opierają się swobodnie na licach słupów i mają rozpiętość l o -6,00- x0,0=5,80m. Belki obwodowe elewacyjne opierają się przegubowo na oddzielnych wspornikach przyspawanych do słupów i mają rozpiętość między osiami podpór 7,9- x0,35=6,9m. Momenty obliczeniowe i ugięcia belek, które w analizie konstrukcji obliczono dla rozpiętości między osiami modularnymi, zostały w tablicach skorygowane odpowiednio do odległości między przegubowymi punktami podparcia. Należy podkreślić tutaj, że takie podejście do przyjmowania rozpiętości obliczeniowych (efektywnych) jest zgodne z normą PN-90/B-0300 punkt 4.5..d, który nakazuje przyjmowanie rozpiętości obliczeniowej belek równej osiowemu rozstawowi podpór, pod pojęciem których należy rozumieć miejsca występowania łożysk lub technicznych przegubów. 6

7 Ugięcia belek obliczono dla obciążeń o wartości charakterystycznej i właściwego schematu rozmieszczenia obciążeń zmiennych. Szczegóły podano w załączniku. Wyniki obliczeń z podaniem wykorzystania nośności zestawiono w poniższej tablicy. Typ belki SGN SGU Poz. Znak h [mm] M Ed Wykorzystanie nośności Ugięcie Stosunek ugięcia do ugięcia normowego [knm] [-] [mm] [-].4 BS % 3.5 %.6 BS % 7,0 95%.7 DS % 7,8 07%..3 BS % 34, 3%..4 NBS3 0 37,0 70% 7,5 99%..5 NBS3 0 5,0 96% 37,4 35%..6 ND %,6 50%.5 NB % 3,0 0% ) Nośność belki w przekroju osłabionym otworem. Ze względu na szczególny sposób postępowania jaki należy zastosować do wymiarowania tej belki, nie ujęty w dostępnych programach obliczeniowych, szczegółowe obliczenia zamieszczono w Załączniku 3. Przekroczenie nośności w ryglu dachowym (ND56) wynika z lokalnego zginania pasa górnego nad otworem. Przekroczenia nośności stwierdzono także w belce stropowej BS35- (w obszarze archiwum) oraz NB4-7 pod stropem serwerowni. Przekroczenie nośności w belce krawędziowej BS3 można uznać za akceptowalne uwzględnione w obliczeniach obciążenie ściankami działowymi w praktyce nie przekaże się na ww. belkę, co zmniejszy momenty zginające w belce o około 3%. 7

8 Przekroczenie ugięć belek w stosunku do wartości zalecanych w normie o 7-35% stwierdzono w podciągu DS7-3, belkach obwodowych BS3, NBS3 i belkach stropowych NB4 oraz BS35- (lokalne większe obciążenia). Wartości bezwzględne tych ugięć nie mają wpływu na warunki użytkowania. Z uwagi na występowanie sufitu podwieszonego, stalowa konstrukcja stropu jest niewidoczna, zakryta przez podwieszony sufit. W związku z tym można uznać, że nadmierne ugięcia nie wpływają negatywnie na wygląd konstrukcji, są w zakresie sprężystym i nie zagrażają również trwałości konstrukcji.. (Real) Obliczenia i ocena belek na podstawie danych z natury... Cechy geometryczne, obciążenia i właściwości materiałów Na podstawie wyników badań i oględzin stwierdzono odstępstwa od projektu. W tomie I opracowania podano odstępstwa zakresie obciążeń stałych stropu oraz stwierdzonych różnic w klasie betonu. W zakresie obciążeń stałych odstępstwa dotyczą: ) grubości płyt prefabrykowanych są zróżnicowane (7 95 mm), ) grubości warstwy wylewki posadzkowej, która jest większa od założonej w projekcie i wynosi od 50 do 94 mm, 3) zabezpieczenia ppoż. płyt prefabrykowanych, na które zastosowano masę natryskową Vermiplaster o grubości od cm, inaczej niż w projekcie (por. poz....). Zakładane (deklarowane) parametry materiałowe konstrukcji stalowej określone zostały w dokumentacji projektowej oraz w opracowaniu pod tytułem Ekspertyza techniczna konstrukcyjno-budowlana Rozbudowa zespołu budynków biurowych firmy Radwar przy ul. Poligonowej 3 autorstwa mgr inż. J. Kubiak. Zgodnie z pkt Ekspertyzy wykonanej podczas procesu budowlanego , w budynkach A i B, konstrukcja stalowa została wykonana ze stali gatunków: ) 8GA dla głównych belek nośnych BS-35 oraz DS-7, ) St3S dla pozostałych elementów konstrukcyjnych wraz z konstrukcją dachów budynków A i B. W celu sprawdzenia granicy plastyczności stali pobrano cztery próbki z belek stropowych BS-35 i podciągów DS-7. Wyniki badań przedstawia poniższa tablica: 8

9 Wyniki badania próbki pobranej z belki BS35 w polu roboczym A3 (belka K/0-3 na 3 kondygnacji), wykazały granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie właściwą dla stali gatunku St3S oraz właściwości mechaniczne stali 8GA w pozostałych belkach. Z tego powodu wykonano badania uzupełniające składu chemicznego stali za pomocą spektrometru iskrowego zwiększając liczebność próby do 6 belek BS35 wybranych losowo na wszystkich kondygnacjach obu budynków. Badania te nie wykazały innego gatunku stali niż 8GA przyjęta w projekcie i potwierdziły gatunek stali St3S w uprzednio zbadanej belce w polu A3. Belka BS35 ze stali St3S ma zbyt małą nośność do przenoszenia projektowanych obciążeń. Badania konstrukcji stropów wykazały większe niż projektowane grubości i ciężary warstwy wyrównawczej oraz izolacji ogniochronnej stropów. Spowodowało to zwiększenie obciążenia obliczeniowego belek i podciągów stropowych o,5-8,5%. W badaniach stwierdzono również, że wysokość belek BS35 wynosi 40mm, a nie 400mm jak przyjęto w projekcie. Właściwości stali przyjęto w obliczeniach zgodnie z projektem przy założeniu, że skutki stwierdzonych niezgodności zostaną usunięte. Do analizy stanów granicznych przyjęto poniższe zestawienie obciążeń stałych. Obciążenia stałe [kn/m ] (Real) Pozycja Obc. charakt. Wsp. obc. Obc. oblicz. Wykładzina dywanowa lub gres -.5 cm 0,0 lub 0,4, 0,0 lub 0,50 Posadzka cementowa, zbrojona - 6,95 cm 0,9* =,45,3,79 Folia PE 0,0, 0,0 Styropian akustyczny EPS T G.B..0 cm 0,05, 0,0 9

10 Płyta żelbetowa 9,3 cm lub Płyta żelbetowa 0cm Masa p-poż. VERMIPALSTER,5 cm Instalacje podwieszone(wg założeń projektowych) Sufit podwieszony Rockfon SONAR, 3 cm (wg danych producenta) Razem obciążenie stałe (płyta 9cm) Razem obciążenie stałe (płyta 0cm) 5*0.093 =,8 lub 5*0.0=.5,,5 lub.75 9,*0.05= 0,4,3 0,7 0,50, 0,60 0,. 0,5 4,6 lub 5,03 5,36 lub 5, lub 5, lub 6.09 Obciążenia zmienne Założenia projektowe przyjęte w latach do konstrukcji budynków A i B zostały określone na podstawie projektu budowlanego Konstrukcja, Tom II Obliczenia statyczne Projektu rozbudowy zespołu budynków biurowych firmy Radwar przy ul. Poligonowej 3 i Ostrobramskiej 03 w Warszawie. Według tych założeń (Konstrukcja, Tom II Obliczenia statyczne, Opis techniczny str. /. Pkt. 4. Obciążenia przyjęte do obliczeń. Obciążenia użytkowe dla budynków adaptowanych) przyjęto następujące obciążenia (jak w p. 4): stropy powierzchnie biurowe,0 kn/m stropy komunikacja 3,0 kn/m stropy archiwa 5,0 kn/m stropy pomieszczenia techniczne/serwerownie 5,0 kn/m stropy i stropodach obciążenie instalacyjne 0,5 kn/m Obciążenia ściankami [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU. Ścianki działowe, wysokość 3,5 m wartość char. wsp. obc. wartość do SGN 0,75 3,5/,65 = 0,99,,9 0

11 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU - pomieszczenia biurowe. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe,0,4,80 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU komunikacja. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 3,0,3 3,9 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU archiwa. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 5,0,3 6,5 Obciążenia zmienne [kn/m ] do sprawdzania SGN i SGU serwerownie. wartość char. wsp. obc. wartość do SGN Obciążenie użytkowe 5,0, 8,0... Stany graniczne nośności i użytkowania Rozpiętości obliczeniowe i schematy obciążeń przyjęto jak przypadku (Nom). Wyniki obliczeń dotyczących oceny stanów granicznych wybranych najbardziej wytężonych belek i podciągów stropowych zestawiono w poniższej tablicy. Typ belki SGN SGU M Ed Wykorzystanie nośności Ugięcie Stosunek ugięcia do ugięcia normowego Poz. Znak h [mm] [knm] [-] [mm] [-].8 BS % %.0 BS % 5.4 9%.9 NB % 9.0 0%. DS % 9.0 4%

12 W wyniku przeprowadzonej analizy stwierdzono przekroczenia nośności w belkach BS35- i NB4-7 oraz podciągu DS7- we wszystkich przepadkach dotyczy to elementów zlokalizowanych w obszarach zwiększonych obciążeń użytkowych serwerownia i archiwum, przy jednoczesnym dużym obciążeniu przyjętym dla stref komunikacji. W praktyce, ze względu na zawyżone obciążenia użytkowe, 4% przekroczenie nośności rygla DA7-3 można uznać za akceptowalne. Przekroczenie ugięć belek w stosunku do wartości zalecanych w normie o 7-4% stwierdzono w podciągu DS7-3 i belkach stropowych NB4-7 oraz BS35- (lokalne większe obciążenia). Wartości bezwzględne tych ugięć nie mają wpływu na warunki użytkowania. Z uwagi na występowanie sufitu podwieszonego, stalowa konstrukcja stropu jest niewidoczna, zakryta przez podwieszony sufit. W związku z tym można uznać, że nadmierne ugięcia nie wpływają negatywnie na wygląd konstrukcji, są w zakresie sprężystym i nie zagrażają również trwałości konstrukcji..3. Podsumowanie i wnioski.3.. Opinia o projekcie Wymagania norm dotyczące stanu granicznego nośności są spełnione, za wyjątkiem % przekroczenia nośności podciągu DS7-3 na osi 9/J-K na parterze. Można uznać, że konstrukcja stalowa budynków została zaprojektowana zgodnie z wymaganiami. Stwierdzono lokalne przekroczenia ugięć, ale nie mają one wpływu na bezpieczeństwo konstrukcji i warunki użytkowania. Z prawie wszystkich ekspertyz wykonanych przed rozpoczęciem prac Komisji Ekspertów wynika, że obliczone ugięcia przekraczają limit określony w normie PN-90/B Przekroczenia ugięć potwierdzono również w obliczeniach dla potrzeb Nowej Ekspertyzy, przy czym dotyczyły one tylko niektórych belek. Z uwagi na występowanie stropu podwieszonego oraz na to, że ugięcia pozostają w stanie sprężystym, należy uznać wymagania dotyczące trwałości i warunki użytkowania są zapewnione..3.. Opinia o stanie technicznym i potrzebnych wzmocnieniach Stwierdzone wady konstrukcji odnoszące się do warstw wyrównawczych stropu oraz betonu i zbrojenia żelbetowych płyt stropowych zostały przedstawione w tomie I.

13 Opis wad konstrukcji stalowej wynikających z dokumentacji projektowej i zakres wzmocnień:. Belki DS7 (niespełnienie stanu granicznego nośności i użytkowania belek DS7). Niewielkie przekroczenie SGN dla ww. rygla, ze względu na przyjęte znaczne obciążenie użytkowe stref komunikacyjnych, które w praktyce nie wystąpi, można uznać za akceptowalne rygiel nie wymaga wzmocnienia. Przekroczenie SGU nie wpływa na walory użytkowe obiektu sufit podwieszony powoduje, że ewentualne nadmierne ugięcie nie będzie widoczne od spodu, a wykonane warstwy stropowe zniwelowały nierówności konstrukcji od góry. Usuniecie ww. niedoborów będzie automatyczne ze wzmocnieniem żelbetowych płyt stropowych.. Belki BS35- (niespełnienie stanu granicznego nośności i użytkowania belek BS35). W belce BS35- zlokalizowane w strefie obciążenia użytkowego z archiwum stwierdzono 4% przekroczenie nośności i 7% przekroczenie ugięć. Niedobór nośności wynika z lokalnych zjawisk w pasie górnym belki nad otworami na znacznej długości belki. Wzmocnienie belki może polegać na zaspawaniu otworów pojedynczymi blachami lub ciągłą nakładką na środnik. Podobnie jak w poprzednim, można uznać, że przekroczenie normowego limitu ugięć nie ma wpływu na użytkowanie obiektu. 3. Belki NB4-7 (niespełnienie stanu granicznego nośności i użytkowania belek NB4-7). W belce NB4-7 zlokalizowanej w strefie obciążenia użytkowego z serwerowi (dwuprzęsłowa płyta żelbetowa) stwierdzono % przekroczenie nośności i % przekroczenie ugięć. Niedobór nośności wynika z lokalnych zjawisk w pasie górnym belki nad otworami na odcinku około 3m od osi 3. Wzmocnienie belki może polegać na zaspawaniu otworów na tym odcinku pojedynczymi blachami lub ciągłą nakładką na środnik. Podobnie jak w poprzednim przypadku, przekroczenie normowego limitu ugięć nie ma wpływu na użytkowanie obiektu. 4. Dźwigary dachowe ND56 (niespełnienie stanu granicznego nośności w dźwigarach dachowych ND56). Przekroczenie nośności wynika wyłącznie z lokalnego obciążenia płatwią nad otworem. Przewiązkowe zaspawanie otworu, umożliwiające przejęcie ww. obciążenia od płatwi przez dwa pasy rygla (nadotworowy i podotworowy) wyeliminuje problem. 5. Belki BS3 i NBS3 wzdłuż osi A, C, J, L (niespełnienie stanu granicznego użytkowania dla belek BS3 i NBS3). 3

14 Biorąc pod uwagę wyżej przytoczone argumenty (sufit podwieszony i warstwy posadzki) stan taki nie wymaga wzmocnień. Pozostawienie obecnego stanu powinno być uzgodnione z Właścicielem obiektu. 6. Z uwagi na stwierdzoną niezgodność stanu faktycznego z dokumentacją projektową w zakresie zastosowanej klasy stali, przed wykonaniem projektu wzmocnień należy dokonać weryfikacji metodą nieniszczącą klasy zastosowanej stali wszystkich belek stalowych w rejonie obciążenia 5 kn/m oraz 5 kn/m, które wg projektu powinny być wykonane ze stali gatunku 8GA. Wzmocnienia powyższe traktuje się jako usuwanie wad stwierdzonych. Stwierdzono, że ugięcia wywołane kombinacjami obciążeń, którym stalowa konstrukcja stropów była poddana w okresie około 30 lat od daty realizacji obiektu, nie wywołały szkodliwych skutków jeżeli chodzi o wymagania dotyczące trwałości i warunków użytkowania. Z uwagi na fakt, że belki stalowe są od dołu zasłonięte przez sufit podwieszony, usunięcie tej wady jest zdaniem Zespół Ekspertów zbędne, podobnie jak stwierdzono to w przypadku żelbetowych płyt stropowych. Pomimo niespełnienia wymagania dotyczącego granicznych wartości ugięcia, Zespół Ekspertów uważa, że wygląd i ogólna przydatność konstrukcji stalowej stropów nadają się do zaakceptowania. Zastosowanie sufitu podwieszonego niweluje negatywne wrażenia estetyczne. 3. Zalecenia dotyczące stalowej konstrukcji stropów Należy dokonać wzmocnienia wybranych elementów konstrukcji. Dotyczy to przede wszystkim wzmocnienia następujących belek: BS35 ze stali St3S w polu A3 (belka K/0-3 na 3 kondygnacji) oraz podciągu DS7-3 na osi 9/J-K (na parterze). Wzmocnienie zaleca się wykonać przez przyspawanie nakładek z odpowiedniego gatunku stali do pasów górnych i dolnych. We wszystkich przypadkach, projekt wykonawczy wzmocnienia należy przedstawić do akceptacji. Aby wykluczyć możliwość pozostawienia w konstrukcji stropów belek B35 ze stali St3S, zaleca się sprawdzenie metodą nieniszczącą gatunku stali 8GA we wszystkich niesprawdzonych belkach BS35. W przypadku stwierdzenia w konstrukcji dalszych belek BS35 ze stali St3S należy je traktować jak belkę BS35. 4

15 Autorzy: dr inż. Jan Gierczak prof. dr hab. inż. Marian Giżejowski prof. dr hab. inż. Michał Knauff dr inż. Janusz Pędziwiatr prof. dr hab. inż. Włodzimierz Starosolski 5

16 ZAŁĄCZNIK - obliczenia statyczne i wymiarowanie SPIS TREŚCI.. Zestawienie obciążeń 6.. Belki obwodowe BS3 i NBS Założenia: 9... Zebranie obciążeń: Belka obwodowa BS3 - obc. zmienne,0 kn/m Obliczenia statyczne Wymiarowanie Belka obwodowa NBS3 - obc. zmienne,0 kn/m Obliczenia statyczne Wymiarowanie Belka obwodowa NBS3 - obc. zmienne 5,0 kn/m (serwerownie) Obliczenia statyczne Wymiarowanie Przedskrajny dźwigar dachowy - budynków A i B Założenia: Zebranie obciążeń: Zebranie reakcji z płatwi Płatew od attyki Płatew 3 od attyki Płatew 4 od attyki Obliczenia statyczne Wymiarowanie Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.. WNIOSKI Zestawienie obciążeń Stropy stalowo-żelbetowe poziom 0; +; +; +3; +4 w budynkach A i B Tablica. Ciężar własny strop gr. 9cm Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m. Strop gr. 9cm [5,0kN/m 3 0,09m=,5kN/m ],5,0,48 Σ:,5,0,48 6

17 Tablica. Obciążenie stałe (powierzchniowe) + obc. skupione od łącznika Lp Opis obciążenia. Płytki gresowe na szpachli samopoziomującej Sopro FS45 gr. cm. Gładź betonowa zbrojona siatką gr. 4cm [4,0kN/m 3 0,04m = 0,96kN/m ] 3. Folia + Styropian gr. 3cm [0,45kN/m 3 0,03m + 0,05kN/m = 0,07kN/m ] 4. Zaprawa ppoż Vermiplaster [9,4kN/m 3 0,0m = 0,kN/m ] Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m 0,30,0 0,36 0,96,30,5 0,07,0 0,09 0,,30 0,5 5. Sufit podwieszany Rockfon 0,07,0 0,09 6. Instalacje 0,5,0 0,30 7. Obciążenie skupione od łącznika 6kN Σ:,76,7,4 Tablica 3. Obciążenie stałe (liniowe) od elewacji Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m. Elewacja Reynaers CW50SC 0,70,0 0,84. Elewacja dziedzińca 0,90,0,08 3. Elewacja kamienna,60,0,9 Tablica 4. Ścianki działowe Lp Opis obciążenia. Obciążenie technologiczne od ścianek działowych o wysokości 3,50m Ciężar ścianki działowej razem z wyprawą do,5kn/m Obciążenie zastępcze [0,75kN/m (3,50/,65)=0,99kN/m ] Tablica 5. Obciążenie zmienne stropów Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m,00,0,0 Σ:,00,0,0 Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m. Obciążenie zmienne (powierzchnie biurowe),00,40,80 3. Obciążenie zmienne (korytarze) 3,00,30 3,90 4. Obciążenie zmienne (archiwa) 5,00,30 6,00 5. Obciążenie zmienne (serwerownia) 5,00,0 8,00 7

18 6. Obciążenie skupione od łącznika 8kN W programie obciążenie ciężarem własnym jest generowane automatycznie. Dach stalowy poziom +5 w budynkach A i B Tablica 7. Obciążenie stałe (powierzchniowe) Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m. Pokrycie z papy 0,05,0 0,06. Styropian gr. 0cm [0,45kN/m 3 0,0m = 0,05kN/m ] 3. Wełna mineralna gr. 8cm [,30kN/m 3 0,08m = 0,0kN/m ] 0,05,0 0,06 0,0,0 0, 4. Blacha trapezowa 0,09,0 0, 5. Sufit podwieszony Rockfon 0,07,0 0,08 6. Instalacje 0,50,0 0,60 Tablica 8. Obudowa attyki Lp Opis obciążenia Σ: 0,86,0,03 Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m. Pokrycie z papy 0,05,0 0,06. Styropian gr. 0cm [0,45kN/m 3 0,0m = 0,05kN/m ] 3. Płyty Aquapanel [kn/m 3 *0,05m = 0,30kN/m ] 0,05,0 0,06 0,30,0 0,36 4. Elewacja Reynaers CW50SC 0,70,0 0,84 Dach stalowy pawilonów w budynkach A i B Tablica 9. Obciążenie stałe (powierzchniowe) Lp Opis obciążenia. Otoczaki płukane 6/3mm gr. 7cm [,0kN/m 3 0,07m =,47kN/m ] Σ:,0,0,3 Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m,47,30,9. Geowłóknina + papa 0,,0 0,3 3. Styropian gr. 0cm [0,45kN/m 3 0,0m = 0,05kN/m ] 0,05,0 0,06 4. Wełna mineralna gr. 8cm 0,0,0 0, 8

19 [,30kN/m 3 0,08m = 0,0kN/m ] 5. Blacha trapezowa 0,09,0 0, 6. Sufit podwieszony Rockfon 0,07,0 0,08 Instalacje 0,5,0 0,30 Tablica 0. Obciążenie zmienne dachu śniegiem Lp. Obciążenie śniegiem - połać S k=q k C=0,9*0,8=0,7 kn/m. Obciążenie śniegiem przy attyce S k=q k C=0,9*,0=,80 kn/m Opis obciążenia Σ:,5,7,73 Obc. char. kn/m ϒf Obc. obl. kn/m 0,7,50,08,80,50,70 Σ:,6,50 3,4.. Belki obwodowe BS3 i NBS3... Założenia: a) zmniejszenie obciążeń od ciężaru instalacji na 0,5kN/m... Zebranie obciążeń: z.. Warstwy wykończeniowe z... Warstwy podłogowe Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0,5 kn/m. Obliczeniowe wartości obciążenia: Q o = 0,66 kn/m, f =,6, Q o = 0,44 kn/m, f = 0,84. Składniki obciążenia: Płytki gresowe na szpachli samopoziomującej Q k = 0,3 m 0,3 kn/m = 0,09 kn/m. Q o = 0, kn/m, f =,0, Q o = 0,08 kn/m, f = 0,90. Gładź cementowa na siatce metalowej Q k = 0,3 m 0,04 m 4 kn/m 3 = 0,9 kn/m. Q o = 0,38 kn/m, f =,30, Q o = 0,3 kn/m, f = 0,80. Folia + styropian 3cm Q k = 0,3 m 0,07 kn/m = 0,0 kn/m. Q o = 0,0 kn/m, f =,0, 9

20 Q o = 0,0 kn/m, f = 0,90. Zaprawa p-poż Vermiplaster Q k = 0,3 m 0,0 m 9,4 kn/m 3 = 0,03 kn/m. Q o = 0,04 kn/m, f =,30, Q o = 0,0 kn/m, f = 0,80. Sufit podwieszany Rockfon Q k = 0,3 m 0,07 kn/m = 0,0 kn/m. Q o = 0,0 kn/m, f =,0, Q o = 0,0 kn/m, f = 0,90. Instalacje Q k = 0,3 m 0,5 kn/m = 0,07 kn/m. Q o = 0,08 kn/m, f =,0, Q o = 0,06 kn/m, f = 0,90. z... Vermiplaster BS3 Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0, kn/m. Obliczeniowe wartości obciążenia: Q o = 0,4 kn/m, f =,30, Q o = 0,09 kn/m, f = 0,80. Składniki obciążenia: Vermiplaster Q k = 0,38 m 0,03 m 9,4 kn/m 3 = 0, kn/m. Q o = 0,4 kn/m, f =,30, Q o = 0,09 kn/m, f = 0,80. z.. Stropy z... Płyty żelbetowe Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0,68 kn/m. Obliczeniowe wartości obciążenia: Q o = 0,75 kn/m, f =,0, Q o = 0,6 kn/m, f = 0,90. Składniki obciążenia: Płyta żelbetowa Q k = 0,3 m 0,09 m 5,0 kn/m 3 = 0,68 kn/m. Q o = 0,75 kn/m, f =,0, Q o = 0,6 kn/m, f = 0,90. 0

21 z.3. Elewacja z.3.. Elewacja Reynaers Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k =,5 kn/m. Obliczeniowe wartości obciążenia: Q o = 3,0 kn/m, f =,0, Q o =,7 kn/m, f = 0,90. Składniki obciążenia: Elewacja Reynaers Q k = 3,6 m 0,7 kn/m =,5 kn/m. Q o = 3,0 kn/m, f =,0, Q o =,7 kn/m, f = 0,90. z.3.. Płyta kamienna Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k =,5 kn. Obliczeniowe wartości obciążenia: Q o = 3,0 kn, f =,0, Q o =,6 kn, f = 0,90. Składniki obciążenia: Płyta kamienna Q k = 0,5, m 4,8 m 0,03 m 9 kn/m 3 =,5 kn. Q o = 3,0 kn, f =,0, Q o =,6 kn, f = 0,90. z.4. Ścianki działowe z.4.. Ścianki działowe Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0,3 m ( 350 / 65 ) 0,75 kn/m = 0,30 kn/m. Obliczeniowa wartość obciążenia: Q o = 0,36 kn/m, f =,0, z.5. Użytkowe z.5.. Biura d =,00. Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0,3 m,0 kn/m = 0,60 kn/m. Obliczeniowa wartość obciążenia: Q o = 0,84 kn/m, f =,40,

22 d =,00. z.5.. Serwerownia Charakterystyczna wartość obciążenia: Q k = 0,3 m 3 kn/m = 3,90 kn/m. Obliczeniowa wartość obciążenia: Q o = 4,56 kn/m, f =,7, d =,00. 0,680 0,680 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "Płyta żelbetowa" Stałe f=,0 Liniowe 0,0 0,680 0,680 0,00 7,0... Płyty żelbetow 0,50 0,50 0,0 0,0 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: B "Warstwy podłogowe" Stałe f=,6 Liniowe 0,0 0,50 0,50 0,00 7,0... Warstwy podłogow Liniowe 0,0 0,0 0,0 0,00 7,0... Vermiplaster BS 0,300 0,300

23 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: C "Ścianki działowe" Zmienne f=,0 Liniowe 0,0 0,300 0,300 0,00 7,0.4.. Ścianki działow 0,600 0,600 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: D "Użytkowe,0kPa" Zmienne f=,40 Liniowe 0,0 0,600 0,600 0,00 7,0.5.. Biur,50,50 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: F "Elewacja" Stałe f=,0/0,90 Liniowe 0,0,50,50 0,00 7,0.3.. Elewacja Reynaer,50 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: G "Płyta kamienna" Stałe f=,0/0,90 Skupione 0,0,50 0, Płyta kamienn 3

24 3,900 3,900 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: H "" Zmienne f=,0 Liniowe 0,0 3,900 3,900 3,60 7,0.5.. Serwerowni..3. Belka obwodowa BS3 - obc. zmienne,0 kn/m..3.. Obliczenia statyczne OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.: Grupa: Znaczenie: d: f: Ciężar wł.,0 A -"Płyta żelbetowa" Stałe,0 B -"Warstwy podłogowe" Stałe,6 C -"Ścianki działowe" Zmienne,00,0 D -"Użytkowe,0kPa" Zmienne 0,50,40 F -"Elewacja" Stałe,0/0,90 MOMENTY: TNĄCE: 38,856,587 SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+abcdf Pręt: x/l: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: -,587 4

25 0,00 0,000 0,000,587 0,000 0,50 3,600 38,856* 0,000 0,000,00 7,00 0,000 -,587 0,000 * = Wartości ekstremalne..3.. Wymiarowanie Zadanie: sw_bs3 Przekrój: U 0 E Y Wymiary przekroju: U 0 E h=0,0 s=8,0 g=5,4 t=9,5 r=0,0 ex=, x X 0,0 Charakterystyka geometryczna przekroju: y 8,0 Jxg=0,0 Jyg=5,0 A=6,70 ix=8,9 iy=,4 Jw=75,3 Jt=5,9 xs=-4,8 is=0,4 ry=3,5 bx=-,6. Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość fd=5 MPa dla g=9,5. Przekrój spełnia warunki przekroju klasy. Siły przekrojowe: xa = 3,600; xb = 3,600. Momenty pomnożone przez (69/70)=0,94 Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: ABCDF M x = -38,856*0.94= knm, V y = 0,000 kn, Długości wyboczeniowe pręta N = 0,000 kn, - przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika normy: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 7,00 l w =,000 7,00 = 7,00 m - przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 0,750 l w =,000 0,750 = 0,750 m - dla wyboczenia skrętnego przyjęto współczynnik długości wyboczeniowej =,000. Rozstaw stężeń zabezpieczających przed obrotem l o = 0,750 m. Długość wyboczeniowa l = 0,750 m. 5

26 Siły krytyczne: N x w l EJ 3,4² 05 0,0 7,00² 0 - = 83,54 kn N y EJ lw EJ Nz i s l N xz 3,4² 05 5,0 0,750² GJT 0 - = 543,353 kn 0,4²( 3,4² 05 75,3 0,750² 4 / ys / is Nx Nz Nx Nz Nx Nz ys is ,9 0 ) = 4360,709 kn 83, ,709 - (83, ,709)² , ,709 ( -,000 4,8²/ 0,4²) ( -,000 4,8²/ 0,4²) = 786,48 kn Zwichrzenie Moment krytyczny przy zwichrzeniu ceownika zginanego w płaszczyźnie środnika można wyznaczyć, jak dla dwuteownika o tych samych wymiarach, dla którego N y = 338,037 kn, N z = 4763,39 kn. Współrzędna punktu przyłożenia obciążenia a o = -4,60 cm. Różnica współrzędnych środka ścinania i punktu przyłożenia siły a s = 4,60 cm. Przyjęto następujące wartości parametrów zwichrzenia: A = 0,60, A = 0,530, B =,40. A o = A b y + A a s = 0,60 0,00 + 0,530 4,60 =,438 Mcr Ao Ny ( Ao Ny) B is NyNz - 0,04 338,037 + (0,04 338,037) +,40 0,09 338, ,39 = 330,883 Smukłość względna dla zwichrzenia wynosi: 5, M / M,5 35,054 / 330,883 = 0,374 L R cr Dla ceownika zginanego w płaszczyźnie środnika, przyjęto: L =,5 0,374 = 0,468 Nośność przekroju na zginanie: xa = 3,600; xb = 3,600 - względem osi X M R = p W f d =,0009,850-3 = 4,4 knm 6

27 Nośność przekroju względem osi X należy zredukować do wartości: V V e t w MR, red W fd 0,85 R f b t 9,8 5 [ ( 48,44 8, 0,9) 0,85-0,000 4,8 0,5 ] 0-3 = 35,055 Współczynnik zwichrzenia dla L = 0,467 wynosi L = 0,99 Warunek nośności (54): M x * M L Rx * Nośność przekroju na ścinanie xa = 0,000; xb = 7,00. - wzdłuż osi Y.03 V R = 0,58 A V f d = 0,58, = 48,44 kn Vo = 0,3 V R = 44,443 kn Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y: V =,587 < 48,44 = V R Stan graniczny użytkowania: Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą (x(69/70)4=0,853): a max = 40,0*0.853 = 34. mm a gr = l / 50 = 690 / 50 = 7,7 mm a max = 34, > 7,7 = a gr WNIOSKI: Stan graniczny nośności nie jest spełniony. 03% Stan graniczny użytkowania nie jest spełniony. 3% Z uwagi na przyjęte założenia istnieje konieczność weryfikacji: ) Sposobu zakotwienia pasa górnego do płyty żelbetowej..4. Belka obwodowa NBS3 - obc. zmienne,0 kn/m..4.. Obliczenia statyczne OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.: Grupa: Znaczenie: d: f: Ciężar wł.,0 A -"Płyta żelbetowa" Stałe,0 B -"Warstwy podłogowe" Stałe,6 C -"Ścianki działowe" Zmienne,00,0 D -"Użytkowe,0kPa" Zmienne 0,50,40 7

28 F -"Elewacja" Stałe,0/0,90 G -"Płyta kamienna" Stałe,0/0,90 MOMENTY: 3,87 40,70 TNĄCE: 4,870,85 8,73 SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+abcdfg Pręt: x/l: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: 0,00 0,000 0,000 4,870 0,000 0,50 3,59 40,70* -0,93 0,000,00 7,00-0,000 -,360 0,000 = Wartości ekstremalne -, Wymiarowanie Zadanie: sw_nbs3 Przekrój: U0E + 8mm Y Wymiary przekroju: h=0,0 s=86,0 x X 0,0 Charakterystyka geometryczna przekroju: Jxg=77,4 Jyg=5,9 A=43,50 ix=7,9 iy=3,5. y Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość fd=5 MPa dla g=9,5. 86,0 Przekrój spełnia warunki przekroju klasy. Siły przekrojowe: 8

29 xa = 3,900; xb = 3,300. Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: ABCDFG Momenty pomnożone przez (69/70)=0,94 M x = -40,348*0.94 = 37.8 knm, V y = -,093 kn, Długości wyboczeniowe pręta N = 0,000 kn, - przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika normy: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 7,00 l w =,000 7,00 = 7,00 m - przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 0,750 l w =,000 0,750 = 0,750 m Nośność przekroju na zginanie: xa = 3,900; xb = 3,300 - względem osi X M R = p W f d =,00047,950-3 = 53,308 knm Współczynnik zwichrzenia dla L = 0,000 wynosi L =,000 Warunek nośności (54): M x * M L Rx * Nośność przekroju na ścinanie xa = 0,000; xb = 7,00. - wzdłuż osi Y V R = 0,58 A V f d = 0,58 8, = 357,640 kn Vo = 0,3 V R = 07,9 kn Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y: V = 4,870 < 357,640 = V R Stan graniczny użytkowania: Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą (x(69/70)4=0,853): a max = 3,3*0.853 = 7.5 mm a gr = l / 50 = 690 / 50 = 7,7 mm a max = 7.5 < 7,7 = a gr 9

30 WNIOSKI: Stan graniczny nośności jest spełniony. 70% Stan graniczny użytkowania jest spełniony. 99%..5. Belka obwodowa NBS3 - obc. zmienne 5,0 kn/m (serwerownie)..5.. Obliczenia statyczne OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.: Grupa: Znaczenie: d: f: Ciężar wł.,0 A -"Płyta żelbetowa" Stałe,0 B -"Warstwy podłogowe" Stałe,6 C -"Ścianki działowe" Zmienne,00,0 D -"Użytkowe,0kPa" Zmienne 0,50,40 F -"Elewacja" Stałe,0/0,90 H -"Serwerownia" Zmienne,00,7 MOMENTY: TNĄCE: 54,58 55,368 6,6 4,07 SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+abcdfh Pręt: x/l: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: 0,00 0,000 0,000 6,6 0,000 0,55 3,994 55,368* -0,08 0,000,00 7,00-0,000-34,49 0,000 * = Wartości ekstremalne -34, Wymiarowanie Zadanie: sw_nbs3_ser Przekrój: U0E + 8mm 30

31 Y Wymiary przekroju: h=0,0 s=86,0 Charakterystyka geometryczna przekroju: x X 0,0 Jxg=77,4 Jyg=5,9 A=43,50 ix=7,9 iy=3,5. y Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość fd=5 MPa dla g=9,5. 86,0 Przekrój spełnia warunki przekroju klasy. Siły przekrojowe: xa = 4,050; xb = 3,50. Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: ABCDFH Momenty pomnożone przez (69/70)=0,94 M x = -55,345*0.94=5.4 knm, V y = -0,70 kn, N = 0,000 kn, Długości wyboczeniowe pręta - przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika normy: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 7,00 l w =,000 7,00 = 7,00 m - przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 0,750 l w =,000 0,750 = 0,750 m Nośność przekroju na zginanie: xa = 4,050; xb = 3,50 - względem osi X M R = p W f d =,00047,950-3 = 53,308 knm Współczynnik zwichrzenia dla L = 0,000 wynosi L =,000 Warunek nośności (54): Mx M L Rx M x * M L = Rx 55,345,000 53,308 =,038 > 5.4.0* Nośność przekroju na ścinanie

32 xa = 7,00; xb = 0, wzdłuż osi Y V R = 0,58 A V f d = 0,58 8, = 357,640 kn Vo = 0,3 V R = 07,9 kn Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y: V = 34,49 < 357,640 = V R Stan graniczny użytkowania: Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą (x(69/70)4=0,853): a max = 43,9*0.853 = 37.4 mm a gr = l / 50 = 690 / 50 = 7,7 mm a max = 37,4 > 7,7 = a gr WNIOSKI: Stan graniczny nośności jest spełniony. 96% Stan graniczny użytkowania nie jest spełniony. 35% Z uwagi na przyjęte założenia istnieje konieczność weryfikacji: ) Sposobu zakotwienia pasa górnego do płyty żelbetowej.3. Przedskrajny dźwigar dachowy - budynków A i B.3.. Założenia: a) zmniejszenie obciążeń od ciężaru instalacji na 0,5kN/m b) stal St3S (S35) a) prawidłowe wykonanie ciągłego pokrycia blachą ze wszystkimi łącznikami zgodnie z rys. WKS8 b) zabezpieczenie górnych pasów płatwi przed zwichrzeniem za pomocą blachy trapezowej c) zapewnienie przeniesienia sił w połaci dachu przez blachę w miejscach nieciągłości stężeń NT.3.. Zebranie obciążeń: Obciążenia stałe (PN-8/B-000 oraz dokumentacja powykonawcza BDM): Pokrycie z papy 0,05KN/m γ f =, 0,06KN/m Styropian 0,45KN/m 3 x 0,0m = 0,05KN/m γ f =, 0,06KN/m Wełna mineralna,30kn/m 3 x 0,08m = 0,0KN/m γ f =, 0,KN/m Blacha 0,09KN/ m γ f =, 0,KN/m Sufit podwieszany Rockfon 0,07KN/m γ f =, 0,08KN/m Instalacje 0,50KN/m γ f =, 0,60KN/m

33 Razem 0,86KN/m γ f =,,03KN/m Obciążenie stałe na płatew od attyki to,05m*0,86=0,90kn/m, a na kolejne płatwie,5*0,86=,9kn/m. Obciążenie śniegiem, II strefa obciążenia śniegiem (PN-80/B-000/Az:006) Połaci środkowej 0,7KN/m γ f =,5,08KN/m Maksymalne attyki,80kn/m γ f =,5,70KN/m Do obliczeń przyjmuję, że kosz śnieżny attyki działa na pierwszą płatew od niej w odległości 0,3m (,69KN/m i dalej dla kolejnych płatwi,4 KN/m,,08 KN/m, 0,76 KN/m ). Zasięg kosza 5m. Obciążenie maksymalne śniegiem dla kolejnych płatwi od attyki: (),05*,69=,77KN/m (),50*,4=,KN/m (3),50*,08=,6KN/m (4),50*0,76=,4KN/m.3.3. Zebranie reakcji z płatwi Płatew od attyki 8 0, ,000 7,00 6,00 7,00 7,00 7,00 7,00 H=43,500 PRĘTY UKŁADU: Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 0 - sztyw.-przegub; 0 - przegub-sztyw.; - przegub-przegub - cięgno Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój: 00 7,00 0,000 7,00,000 I 60 HEA 00 9,000 0,000,000,000 I 60 HEA ,00 0,000 6,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,300 0,000 0,300,000 I 60 HEA 33

34 ,90,90,90,90,90,90,90, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "Obciążenie stałe" Stałe f=,0/0,90 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 Liniowe 0,0,90,90 0,00,00 3 Liniowe 0,0,90,90 0,00 6,0 4 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 5 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 6 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 7 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 8 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,30,700,690,0,0,0,0,0,0,0, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: B "Obciążenie śniegiem" Zmienne f=,50 Liniowe 0,0,690,0 0,00 4,70 Liniowe 0,0,0,0 4,70 7,0 Liniowe 0,0,0,0 0,00,00 3 Liniowe 0,0,0,0 0,00 6,0 4 Liniowe 0,0,0,0 0,00 7,0 5 Liniowe 0,0,0,0 0,00 7,0 6 Liniowe 0,0,0,0 0,00 7,0 7 Liniowe 0,0,0,0 0,00 7,0 8 Liniowe 0,0,700,690 0,00 0,30 34

35 0,750 0,750 0,750 0,750 0,750 0,750 0,750 0, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: C "Serwisowe" Zmienne f=,0 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 7,0 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00,00 3 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 6,0 4 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 7,0 5 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 7,0 6 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 7,0 7 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 7,0 8 Liniowe 0,0 0,750 0,750 0,00 0,30 REAKCJE PODPOROWE: ,087 7,55 7,58 33,565 35,59 35,066 35,0 REAKCJE PODPOROWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ab Węzeł: H[kN]: V[kN]: Wypadkowa[kN]: M[kNm]: 0,000 7,55 7,55 0,000 4,509 4, ,000 33,565 33, ,000 35,59 35,59 5 0,000 35,066 35, ,000 35,0 35,0 7 0,000 7,58 7,58 -,087 35

36 Płatew 3 od attyki PRZEKROJE PRĘTÓW: 9 0,300 0, , , , , ,050 0,650 0,650 0,650 0,650 0,650 0,650 4,500 5,900 5,900 5,900 5,900 5,900 H=43,500 PRĘTY UKŁADU: Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 0 - sztyw.-przegub; 0 - przegub-sztyw.; - przegub-przegub - cięgno Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój: ,500 0,000 4,500,000 Podwojony U 60p ,050 0,000,050,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,900 0,000 5,900,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,900 0,000 5,900,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,900 0,000 5,900,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,900 0,000 5,900,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,900 0,000 5,900,000 U 60 p ,650 0,000 0,650,000 Podwojony U 60p ,300 0,000 0,300,000 Podwojony U 60p,90,90,90,90,90,90,90,90, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "Obciążenie stałe" Stałe f=,0/0,90 Liniowe 0,0,90,90 0,00 4,50 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,70 Liniowe 0,0,90,90 0,70,05 3 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 36

37 4 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 5 Liniowe 0,0,90,90 0,00 5,90 6 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 7 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 8 Liniowe 0,0,90,90 0,00 5,90 9 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 0 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 Liniowe 0,0,90,90 0,00 5,90 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 3 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 4 Liniowe 0,0,90,90 0,00 5,90 5 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 6 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 7 Liniowe 0,0,90,90 0,00 5,90 8 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,65 9 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,30,700,630,60,60,60,60,60,60,60, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: B "Obciążenie śniegiem" Zmienne f=,50 Liniowe 0,0,630,60 0,00 4,50 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,70 Liniowe 0,0,60,60 0,70,05 3 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 4 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 5 Liniowe 0,0,60,60 0,00 5,90 6 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 7 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 8 Liniowe 0,0,60,60 0,00 5,90 9 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 0 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 Liniowe 0,0,60,60 0,00 5,90 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 3 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 4 Liniowe 0,0,60,60 0,00 5,90 5 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 6 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 7 Liniowe 0,0,60,60 0,00 5,90 8 Liniowe 0,0,60,60 0,00 0,65 9 Liniowe 0,0,700,630 0,00 0,30 37

38 REAKCJE PODPOROWE: ,5 6,64 5,0 8,998 30,388 9,963 30,096 REAKCJE PODPOROWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ab Węzeł: H[kN]: V[kN]: Wypadkowa[kN]: M[kNm]: 0,000 6,64 6,64 0,000 35,084 35, ,000 8,998 8, ,000 30,388 30, ,000 9,963 9, ,000 30,096 30, ,000 5,0 5,0-9, Płatew 4 od attyki PRZEKROJE PRĘTÓW: 8 0, ,000 7,00 6,00 7,00 7,00 7,00 7,00 H=43,500 PRĘTY UKŁADU: Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 0 - sztyw.-przegub; 0 - przegub-sztyw.; - przegub-przegub - cięgno Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój: 00 7,00 0,000 7,00,000 I 60 HEA 00 9,000 0,000,000,000 I 60 HEA ,00 0,000 6,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,00 0,000 7,00,000 I 60 PE ,300 0,000 0,300,000 I 60 HEA 38

39 ,90,90,90,90,90,90,90, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "Obciążenie stałe" Stałe f=,0/0,90 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 Liniowe 0,0,90,90 0,00,00 3 Liniowe 0,0,90,90 0,00 6,0 4 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 5 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 6 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 7 Liniowe 0,0,90,90 0,00 7,0 8 Liniowe 0,0,90,90 0,00 0,30,700,60 8,40,40,40,40,40,40,40, Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: B "Obciążenie śniegiem" Zmienne f=,50 Liniowe 0,0,60,40 0,00 4,70 Liniowe 0,0,40,40 4,70 7,0 Liniowe 0,0,40,40 0,00,00 3 Liniowe 0,0,40,40 0,00 6,0 4 Liniowe 0,0,40,40 0,00 7,0 5 Liniowe 0,0,40,40 0,00 7,0 6 Liniowe 0,0,40,40 0,00 7,0 7 Liniowe 0,0,40,40 0,00 7,0 8 Liniowe 0,0,700,60 0,00 0,30 REAKCJE PODPOROWE: ,740 5,7 3,0 4,953 4,497 4,6,90 39

40 REAKCJE PODPOROWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+ab Węzeł: H[kN]: V[kN]: Wypadkowa[kN]: M[kNm]: 0,000 5,7 5,7 0,000 30,43 30,43 3 0,000 3,0 3,0 4 0,000 4,953 4, ,000 4,497 4, ,000 4,6 4,6 7 0,000,90,90-4, Obliczenia statyczne NAZWA: - NB56_akt PRZEKROJE PRĘTÓW: PRĘTY UKŁADU: Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 0 - sztyw.-przegub; 0 - przegub-sztyw.; - przegub-przegub - cięgno Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój: 00 5,800 0,90 5,807,000 3 IPE70+0x(5+50) 3 5,800 0,90 V=0,90 H=5,800 30,500 6,00 3,00 Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "Obc. z płatwi " Zmienne gf=,36 Skupione 0,0 30,500,40 Grupa: B "Obc. z płatwi 3" Zmienne gf=,34 Skupione 0,0 6,00,90 Grupa: C "Obc. z płatwi 4" Zmienne gf=,3 Skupione 0,0 3,00 4,4 40

41 ================================================================== W Y N I K I Teoria I-go rzędu ================================================================== OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.: Grupa: Znaczenie: yd: gf: Ciężar wł.,0 A -"Obc. z płatwi " Zmienne,00,36 B -"Obc. z płatwi 3" Zmienne,00,34 C -"Obc. z płatwi 4" Zmienne,00,3 MOMENTY: 80,77 03,75 7,809 TNĄCE: 58,055 57,80 5,75 4,84-0,7 -,054-5,508-5,383 NORMALNE:,575,69,006,053-0,788-0,74 -,903 -,859 SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+abc Pręt: x/l: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: 0,00 0,000 0,000 58,055 -,903 0,50,904 03,75* -0,7,006 0,50,904 03,75* 4,84-0,74,00 5,807-0,000-5,383,69 4

42 * = Wartości ekstremalne REAKCJE PODPOROWE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+abc Węzeł: H[kN]: V[kN]: Wypadkowa[kN]: M[kNm]: 0,000 58,8 58,8-0,000 5,449 5,449 Pręt nr Zadanie: - NB56_akt Przekrój: IPE70+0x(5+50) x Y y 50,0 X 90,0 Wymiary przekroju: h=90,0 s=50,0 Charakterystyka geometryczna przekroju: Jxg=0953,0 Jyg=88,0 A=7,40 ix=,3 iy=3,4 Jw=4950, Jt=3,3 ys=-,9 is=,9 rx=,0 by=-,4. Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość fd=5 MPa dla g=0,. Przekrój spełnia warunki przekroju klasy. Siły przekrojowe: xa =,904; xb =,903. Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: ABC M x = -03,75 knm, V y = 4,84 kn, N = -0,74 kn, Naprężenia w skrajnych włóknach: t = 30,803 MPa C = -43,86 MPa Nośność elementów rozciąganych: xa = 0,000; xb = 5,807. Siała osiowa: N = -,903 kn Pole powierzchni przekroju: A = 7,40 cm. Nośność przekroju na rozciąganie: N Rt = A f d = 7, = 556,600 kn. Warunek nośności (3): N =,903 < 556,600 = N Rt Długości wyboczeniowe pręta - przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika normy: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o = 5,807 l w =,000 5,807 = 5,807 m 4

43 - przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu: a =,000 b =,000 węzły nieprzesuwne =,000 dla l o =,500 l w =,000,500 =,500 m - dla wyboczenia skrętnego przyjęto współczynnik długości wyboczeniowej =,000. Rozstaw stężeń zabezpieczających przed obrotem l o =,500 m. Długość wyboczeniowa l =,500 m. Siły krytyczne: N N x y EJ lw EJ lw 3,4² ,0 5,807² 3,4² 0 88,0,500² 0 - = 657,5 kn 0 - = 7445,536 kn EJ Nz i s l N yz GJT,9²( 3,4² ,,500² 4 / ys / is Ny Nz Ny Nz Ny Nz ys is ,3 0 ) = 976,954 kn 7445, ,954 - (7445, ,954)² , ,954 ( -,000,9²/,9²) ( -,000,9²/,9²) = 6957,573 kn Nośność przekroju na ściskanie xa = 0,000; xb = 5,807 N RC = A f d = 7,450 - = 556,600 kn Określenie współczynników wyboczeniowych: - dla Nx 5, NRC / Nx,5 556,600 / 657,5 = 0,56 Tab. c = 0,830 - dla Ny 5, NRC / Ny,5 556,600 / 7445,536 = 0,58 Tab. c = 0,850 - dla Nyz 5, NRC / Nyz,5 556,600 / 6957,573 = 0,544 Tab. c = 0,840 Przyjęto: = min = 0,830 Warunek nośności pręta na ściskanie (39): N NRc,903 0, ,600 = 0,00 < Zwichrzenie Współrzędna punktu przyłożenia obciążenia a o = 4,50 cm. Różnica współrzędnych środka ścinania i punktu przyłożenia siły a s = 6,43 cm. Przyjęto następujące wartości parametrów zwichrzenia: A =,500, A = 0,000, B =,500. A o = A b y + A a s =,500,44 + 0,000 6,43 = 6,09 Mcr Ao Ny ( Ao Ny) B is NyNz - 0, ,536 + (0, ,536) +,500 0,9 7445, ,954 = 49,770 43

44 Smukłość względna dla zwichrzenia wynosi: 5, M / M,5 55,65 / 49,770 = 0,30 L R cr Nośność przekroju na zginanie: xa =,904; xb =,903 - względem osi X M R = p W f d =,0007,750-3 = 55,65 knm Współczynnik zwichrzenia dla L = 0,30 wynosi L = 0,996 Warunek nośności (54): N N Rt Mx M L Rx =, , ,75 0,996 55,65 = 0,67 < Nośność (stateczność) pręta ściskanego i zginanego Składnik poprawkowy: x x x M x max = -03,75 knm x =,000, 5 x M M x max Rx N N x = 0,000 M y max = 0 y = 0 Warunki nośności (58): - dla wyboczenia względem osi X: N x N Rc x Mx L M Rx Rc max,903 - dla wyboczenia względem osi Y: N y N Rc x Mx L M Rx,5 0,830 0,56,000 03,75 55,65 0, ,600 +,000 03,75 0,996 55,65 max,903 Nośność przekroju na ścinanie 0, ,600 +,000 03,75 0,996 55,65 xa = 0,000; xb = 5, wzdłuż osi Y V R = 0,58 A V f d = 0,58 7, =,5 kn Vo = 0,3 V R = 66,665 kn Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y: V = 58,055 <,5 = V R Stan graniczny użytkowania: Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą: a max =,6 mm a gr = l / 50 = 5807 / 50 = 3, mm a max =,6 < 3, = a gr, ,600 = 0,000 = 0,673 <,000 = - 0,000 = 0,673 <,000 = - 0,000 Sprawdzenie naprężeń w miejscach osłabionych podłużnymi wycięciami w przedskrajnych dźwigarach dachowych. Górny pas osłabienia Zadanie: Belka_dachowa_os_ 44