Zaprojektować układ konstrukcyjny budynku magazynowego dla danych jak na rysunku:

Transkrypt

1 Zaprojektować układ konstrukcyjny budynku magazynowego dla danych jak na rysunku: Lokalizacja budynku Rzeszów A=50m n.p.m Strefa obciążenia wiatrem Strefa 3 obciążenia śniegiem Obciążenie użytkowe stropu = 0/ 06.. Strona

2 . Zestawienie obciążeń. Obciążenia stałe Obciążenia stałe należy rozdzielić. a Jako oddzielne traktujemy obciążenie pochodzące od ciężaru własnego elementów konstrukcyjnych ramy. Ciężar ten określa automatycznie program ROBOT na podstawie zadeklarowanego rodzaju materiału elementów konstrukcyjnych i ich parametrów geometrycznych przekrój poprzeczny długość b Obciążenia stałe pochodzące od ciężaru warstw wykończeniowych posadzki + ciężar własny płyty stropowej + ciężar ścian obudowy usytuowanych na belkach obwodowych płyt krzyżowo zbrojonych.. Obciążenie śniegiem dach z attyką sytuacji obliczeniowej trwałej i przejściowej obciążenie śniegiem dachu oblicza się ze wzoru: S = µ i Ce Ct sk 5.. artość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu s k tab NB. s k = 0006A 06 s k s k = 0006A = 09 s k < Zatem należy przyjąć s k = kn / m oraz patrz pkt.. poniżej. spółczynnik kształtu dachu µ i rozdział 5.3 i zał. B pkt B4.4 i rys B4. Dach z attyką przy attykach powstaje obciążenie miejscowe przy wietrznej pogodzie w obszarze cienia aerodynamicznego h = 8 dzie b jest większą h wysokość attyki Długość zaspy należy przyjmować jako najmniejszą z wartości = 5h 5 = 50; 40;5 = Strona

3 0 = 67 = 4 50 = spółczynnik ekspozycji C e tab. 5. Teren normalny C e = 0.4 spółczynnik termiczny C t pkt. NB..8 Przy U < 0 /m K 0 C t = pkt = ' * = = 04/ -.- Obciążenie bez zaspy: = = 096/ / -.0 Obciążenie z pasa o szerokości 70m = = 48/ = = 67/ 06.. Strona 3

4 b 3. Obciążenie wiatrem 3. Bazowa prędkość wiatru: υ = c c υ 4. dir season b0 cdir - współczynnik kierunkowy =0 [pkt. 4. str. 8] c season - współczynnik sezonowy = 0 [pkt. NA.4 str. ] 34 - wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru 34 = 0 /. [tab. NA.] υ b = 0 0 0m / s = m / s 3. Bazowa wartość ciśnienia prędkości: q b = ρ υ b ρ = 5kg / m - gęstość powietrza q b = 5 = 305N / m 3.3 ysokość odniesienia mierzona od poziomu terenu z e = 565m 7..3 h = 565m > b = 40m h = 565m < b = 480m Ściany rys. 7.4 Dach: z = h = h + h e budynku attyki 06.. Strona 4

5 3.4 spółczynnik ekspozycji wg załącznika NA Teren kategorii II tab. NA 3: 04 z Ce = Ce z = 40m = 3 = Ce z = 665m = 3 = 90 0 artość szczytowa ciśnienia prędkości qp z = Ce z qb z = b = = 8590 N / m 086kN / m z = h = = 8808N / m 088kN / m q p = q p = 3.5 Obciążenie wiatrem działającym prostopadle do ściany podłużnej budynku spółczynnik ciśnienia zewnętrznego: - ściany wg tab. 7. i rys 7.5 h 565 = = 07 d 40 e = min. b;h = min 350; 565 = 530 = 350m e > d e 350 A = = 70m 5 5 B d e = = 70m 06.. Strona 5

6 pow.a = = 7955m > 0m zatem c pe = c pe 0- patrz. P. 7.. Pole A B D E h = 07 d c pe = c pe0 - dach płaski z attyką wg rys. 7.6 i tab. 7. Pole F H I hp 0 = = 004 h cpe = cpe Strona 6

7 spółczynniki ciśnienia zewnętrznego dla ramy wewnętrznej zasady ustalania znaków rys. 5. spółczynniki ciśnienia wewnętrznego pkt c pi = +0 ; c pi = 0 3 spółczynnik konstrukcyjny c s c d wg pkt. 6. tutaj nie potrzeba Dla budynków ramowych ze ścianami konstrukcyjnymi o wysokości niższej niż00m i niższej niż 4 krotny wymiar budynku mierzony w kierunku działania wiatru można przyjmować cs cd = 0 h p + h = 565m < 00m h p + h = 565m < 4 d = 4 40 = 960m Obciążenie wiatrem wewnętrznej ramy nośnej poprzecznej: Rozstaw ram co l=70m 06.. Strona 7

8 ze cpe l z c l e = qp 5. i = qp i pi 5. = qp z cpe + cpi l Ściany: Pole D: z = b = = + 36kN / z = h = = + 370kN / z = b = = + 66kN / z = h = = + 678kN / Pole E: z = b = = 448kN / z = h = = 455kN / z = b = = 44 kn / z = h = 0 70 = 47 kn / Dach: Pole = = = 7kN / mb = = = 43 kn / mb Pole H = = = 553kN / mb = = = 45kN / mb Pole I = = = 45kN / mb = = = 063kN / mb = mb mb mb mb mb mb mb mb = kN mb 3 = = 088 / 4 = Schemat obliczeniowy budynku: 06.. Strona 8

9 Schemat : obciążenia stałe ciężar własny konstrukcji należy zadać przekroje elementów i materiał a program sam policzy ich ciężar Schemat : 06.. Strona 9

10 ciężar warstw pokrycia dachowego płyt stropowych warstw wykończeniowych posadzek+ obciążenie od ciężaru w węzłach zewnętrznych: P ciężar ścianek attykowych P ciężar ściany zewnętrznej ja kolejnych kondygnacjach P 3 ciężar ściany parteru i ściany fundamentowej Uwaga! Jeśli oś ściany obudowy nie pokrywa się z osią słupa zewnętrznego obciążenie należy przyłożyć na mimośrodzie e. Patrz szczegóły A B i C STROPODACH: Założono spadek pokrycia dachowego 3% Przyjęto warstwy pokrycia dachowego: Folie EPDM gr. 5mm ełna mineralna o gęstości 5 = 06/ Paroizolacja Płyta stropodachu żelbet gr. 00mm 06.. Strona 0

11 Zestawienie obciążeń [kn/m ] folia 00 ełna mineralna Paroizolacja 00 Płyta stropowa Sufit podwieszony z instalacjami 030 Obciążenie trapezowe : = / Max wartość obciążenia 6 = = 3990/ 40/ STROP MIĘDZYPIĘTROY: Przyjęty układ warstw: Posadzka betonowa zbrojona włóknem szklanym zatarta na gładko gr. 60mm Płyta stropowa gr. 50mm Sufit podwieszony Zestawienie obciążeń [kn/m ] Posadzka betonowa zbrojona włóknami Płyta stropowa Sufit podwieszony z instalacjami 030 : = 805/ Max wartość obciążenia 6 7 = = 5635/ OBUDOA BUDYNKU: Przyjęty układ warstw: Tynk cienkowarstwowy 3mm + siatka i klej 4m ełna mineralna 0mm azobeton odmiany 05 gr. 40mm Tynk cem wap gr. 5mm 06.. Strona

12 Zestawienie obciążeń [kn/m ] Tynk cienkowarstwowy z siatką i zaprawą klejową ełna mineralna azobeton Tynk cem wap Obciążenie na mb belki Ciężar ścianki attykowej 6 = = >35 06? 70 = = A 6 = = >70 04? 493 = = A h B**C' 5 = >70 04? 0 70 = : = 70/ 7 działa bezpośrednio na fundament zatem należy je dodać do obciążeń fundamentu. Przyjęto ściany fundamentowe do np. 06m ponad teren pustaków betonowych powyżej 7 = > ? > ? = = 35 Ewentualny mimośród e : wówczas gazobeton i wełnę mineralną należy rozpatrywać oddzielnie Przyziemie: azobeton / = 08 ełna mineralna / = Strona

13 yższe kondygnacje słup h=05m azobeton / 7 = 03 ełna mineralna / = = 03 Attyka h = 04 azobeton / D = 008 ełna mineralna / E = 06 Opisany powyżej mimośród ma znikomy wpływ na wartość sił wewnętrznych i można go zaniedbać. Schemat 3: Obciążenie użytkowe EKSP Dach kategorii H wg PN EN 99 :00 tab. 6.9 q k = 0 0kN / m Q k = 09 5kN artości zalecane: q k = 04kN / m ; Q k = 0kN Obciążenie rozłożone i skupione należy rozpatrywać oddzielnie Dachy ciężkie obliczać na Q =5 knprzypadające na powierzchnie 50mm 06.. Strona 3

14 Ramy kategoria H nie należy uwzględniać obciążenia użytkowego. Kategoria H brak dostępu poza normalnym utrzymaniem obiektu Stropy kategorii obciążenia E powierzchnia składowania F = = 375/ -.I-JKLść LOąż/- KJ-/LI/6L Schemat 4: Obciążenie użytkowe EKSP 06.. Strona 4

15 Schemat 5: Obciążenie użytkowe EKSP Strona 5

18 Schemat 8: Obciążenie śniegiem SN śniegiem na całej powierzchni Uwaga: Zastosowano uproszczenie polegające na tym że zamiast obciążenia trapezowego przyjęto obciążenie z pasa o szerokości równej rozstawowi głównych układów poprzecznych czyli 70m Strona 8

19 Schemat 8: Obciążenie wiatrem 06.. Strona 9

20 Schemat 9: Obciążenie wiatrem 06.. Strona 0

21 Schemat 0: Obciążenie wiatrem 3 S 06.. Strona

22 chemat : Obciążenie wiatrem Strona

23 KOMBINACJE ODDZIAŁYAŃ SN trwałych i przejściowych sytuacjach obliczeniowych można wyrazić jako: j kj + Q Qk + Qi ψoi Qkj 6.0 i Albo dla stanów granicznych STR i EO jako mniej korzystne wyrażenie z dwóch poniższych: j kj + Q ψ 0 Q k i 6.0a j lub ξj j kj + Q Qk + Q i ψ 0 i Qk i 6.0b j j> = 35 lub 0 Q = 50 lub 0 ξ = = 05śnieg ψ 0 = 06wiatr tab. A. Dla ułatwienia podzielono obciążenia stałe na te których wartość określa sam program obliczeniowy na podstawie gabarytów elementów tj. i podawane przez projektanta. SU Do oceny efektów długotrwałych S stosowana jest kombinacja quasi stała wyrażona wzorem: S T UX = 08 >LI/JOh/ -6-0LI/? T U = 0 >ś/6 J0 Y < 000? T U[ = 0 >I-KJ? \ ] = 0 \^ = 0 :R 'S + :T U' V S Do oceny efektów nieodwracalnych S stosowana jest kombinacja charakterystyczna wyrażona wzorem: :R S + V + :T 4' V ' S '_ 06.. Strona 3

24 SN + + Q Q + KOMB : Q S 0 S KOMB : Q S 0 S + + Q Q + KOMB 3: Q 3 S 0 S KOMB 4: Q 4 S 0 S KOMB 5: + + Q Q + 0 KOMB 6: + + Q Q KOMB 7: + + Q Q + 0 KOMB 8: + + Q Q KOMB 9: + + Q Q KOMB 0: + + Q Q KOMB : + + Q Q KOMB : + + Q Q KOMB 3: KOMB 5 + e ψ 4e S KOMB 4: KOMB 6 + e ψ 4e S KOMB 5: KOMB 7 + e ψ 4e S KOMB 6: KOMB 8 + e ψ 4e S KOMB 7: KOMB 9 + e ψ 4e S KOMB 8: KOMB 0 + e ψ 4e S KOMB 9: KOMB + e ψ 4e S KOMB 0: KOMB + e ψ 4e S Kombinacje w sytuacji gdy obciążenie wiatrem jest obciążeniem wiodącym: KOMB : Q 0 Q KOMB : Q 0 Q Q Q Q Q KOMB 3: Q 0 Q 3 KOMB 4: Q 0 Q 4 KOMB 5: Q 0 Q Q KOMB 6: Q 0 Q Q KOMB 7: Q 0 Q Q 3 KOMB 8: Q 0 Q Q 4 SU ugięcia + rysy --> sposób III komb. Quasi stała KOMB 9: \ ] >R + R? + \^ T UX V KOMB 30: \ ] >R + R? + \^ T UX V KOMB 3: \ ] >R + R? + \^ T UX V 7 KOMB 3: \ ] >R + R? + \^ T UX V = 06.. Strona 4

25 SU rysy i ugięcia sposób I kombinacja charakterystyczna Do oceny nieodwracalnych stanów granicznych rysy stosuje się kombinacje charakterystyczne: :R S + V + :T 4' V ' KOMB 3: KOMB 33: KOMB 34: KOMB 35: R + R + V + T 4h R + R + V + T 4h R + R + V 7 + T 4h R + R + V = + T 4h KOMB 36: R + R + V + T 4[ i KOMB 37: R + R + V + T 4[ i KOMB 38: R + R + V 7 + T 4[ i KOMB 39: R + R + V = + T 4[ i KOMB 40: R + R + V + T 4[ i = KOMB 4: R + R + V + T 4[ i = KOMB 4: R + R + V 7 + T 4[ i = KOMB 43: R + R + V = + T 4[ i = KOMB 44: KOMB 45: KOMB 46: KOMB 47: KOMB 48: KOMB 49: KOMB 50: KOMB 5: jklm 36 + T 4h jklm 37 + T 4h jklm 38 + T 4h jklm 39 + T 4h jklm 40 + T 4h jklm 4 + T 4h jklm 4 + T 4h jklm 43 + T 4h 06.. Strona 5

26 Sprawdzanie i kryteria użytkowalności [PN-EN 990; październik 004] P Należy sprawdzić czy: gdzie: E d C d 6.3 C d graniczna wartość obliczeniowa odpowiedniego kryterium użytkowalności E d wartość obliczeniowa efektów oddziaływań w jednostkach kryterium użytkowalności wyznaczona dla odpowiedniej kombinacji oddziaływań. Kryteria użytkowalności dotyczące m.in. szerokości rys ograniczenia naprężeń lub odkształceń itd. zostały podane w PN-EN 99 do PN-EN 999. Zaleca się aby odkształcenia których dotyczą wymagania użytkowalności były wyznaczane tak jak podano to w załączniku A do PN-EN 990 lub na podstawie uzgodnienia z inwestorem lub władzą krajową. Kombinacje oddziaływań Zaleca się aby kombinacje oddziaływań przyjmowane w odpowiednich sytuacjach obliczeniowych odpowiadały sprawdzonym wymaganiom użytkowalności i kryteriom zachowania konstrukcji. Ustala się następujące kombinacje oddziaływań: a Kombinacja charakterystyczna: { ; P; Q ψ Q } E d E k j k ; 0 i k i = 6.4a j ; i w której kombinacja oddziaływań podanych w nawiasach {...} może być wyrażona jako: k j " + " P " + " Qk " + " j i> ψ Q 6.4b 0 i k i Kombinacja charakterystyczna jest stosowana zazwyczaj do oceny nieodwracalnych stanów granicznych. b Kombinacja częsta: { ; P; Q ; ψ Q ψ Q } E d E k j k k ; i k i = 6.5a j ; i > w której kombinacja oddziaływań podana w nawiasach {...} może być wyrażona jako: 06.. Strona 6

27 k j " + " P " + " Qk " + " j i> ψ ψ Q 6.5b i k i Kombinacja częsta stosowana jest zwykle do oceny odwracalnych stanów granicznych. c Kombinacja quasi-stała : { ; P ψ Q } E d E k j ; i k i = j ; i > 6.6a w której kombinacja oddziaływań podana w nawiasach {...} może być wyrażona jako: j k j; " + " P; " + " ψ iqk i 6.6b i Kombinacja quasi-stała stosowana jest zwykle do oceny efektów długotrwałych i wyglądu konstrukcji. 3 Dla stanów granicznych użytkowalności zaleca się przyjmowanie współczynników częściowych M dla materiałów równe 0; z wyjątkiem przypadków kiedy w PN-EN 99 do PN-EN 999 postanowiono inaczej Strona 7

28 Do oceny SU ugięcia + rysy wybrano ww. sposób trzeci kombinacja quasi-stała wg wzoru 6.6b. spółczynniki kombinacyjne Przykładowo: Ψ Q = 08 powierzchnie magazynowe Ψ S = 0 śnieg przy H < 000m Ψ = 0 wiatr = 0; Q = 0 ψ i należy odczytać z tab. A. KOMB 36: Q Q KOMB 37: Q Q KOMB 38: Q Q Q + + Q + + Q + + Q + + Q KOMB 39: Q Q 4 KOMB 40: Q Q 5 Przy wyborze kombinacji charakterystycznej wg wzoru 6.4b: + + Q Q + KOMB 4: Q S 0 S KOMB 4: Q S 0 S + + Q Q + KOMB 43: Q 3 S 0 S KOMB 44: Q 4 S 0 S + + Q Q + KOMB 45: Q 5 S 0 S KOMB 46: Q Q Q + KOMB 47: Q 0 4 KOMB 48: Q Q Q + KOMB 49: Q 0 4 KOMB 50: Q Q Q + KOMB 5: Q KOMB 5: Q Q Q + KOMB 53: Q KOMB 54: Q Q + KOMB 55: Q KOMB 56: KOMB 46 + S 0 S 06.. Strona 8

29 KOMB 57: KOMB 47 + S 0 S KOMB 58: KOMB 48 + S 0 S KOMB 59: KOMB 49 + S 0 S KOMB 60: KOMB 50 + S 0 S KOMB 6: KOMB5 + S 0 S KOMB 6: KOMB5 + S 0 S KOMB 63: KOMB53 + S 0 S KOMB 64: KOMB54 + S 0 S KOMB 65: KOMB55 + S 0 S Litratura: [] Kobiak J. Stachurski.: Konstrukcje żelbetowe. T.. Arkady arszawa 99 [] Starosolski. Konstrukcje żelbetowe według Eurokodu i norm związanych. ydawnictwo Naukowe PN arszawa 0 [3] Kalepa M. Sieczkowski J.: Projektowanie konstrukcji budynków wielokondygnacyjnych. Oficyna ydawnicza Politechniki arszawskiej arszawa 003. [4] Knauff M. olubińska A. Knyziak P.: Tablice i wzory do projektowania konstrukcji żelbetowych". ydawnictwo Naukowe PN arszawa 03 PLUS obowiązujące normy obciążeniowe i EC Strona 9