Obliczanie stężeń 2

Obliczanie stężeń 2, Eurokody, Eurokodi instrukcje i przykłady

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
NOWOCZESNE HALE 1/11
|
PROJEKTOWANIE
prof. dr hab. inż. Antoni Biegus
Politechnika Wrocławska
o konstrukcji stalowej
o konstrukcji stalowej
według Eurokodu 3
według Eurokodu 3
Stężenia to element
CZ. II
kluczowy dla
dycyjnej konstrukcji stalowej
głównym ustrojem nośnym
jest szkielet składający się z poprzecz-
nych układów (płaskich ram), połączo-
nych ze sobą i usztywnionych stężenia-
mi [3]. Układy poprzeczne i stężenia
tworzą razem ustrój geometrycznie nie-
zmienny w przestrzeni trójwymiarowej.
Są one jednakowo ważnymi elementami
konstrukcji nośnej hali, gdyż wspólnie
przejmują wielokierunkowe obciążenia
działające na obiekt. W tym też sensie
stężenia są głównymi elementami no-
śnymi budynków halowych.
stężenia te zapewniają stateczność po-
dłużną i ogólną szkieletu nośnego hali,
zarówno w trakcie montażu, jak i jej
użytkowania.
Według [9] stężenia pionowe mię-
dzysłupowe w halach stalowych na-
leży stosować w tych samych polach
co stężenia połaciowe poprzeczne.
Eurokod 3 [8] nie podaje zasad roz-
mieszczania i stosowania stężeń mię-
dzysłupowych.
Usztywnienie pionowe podłużne słu-
pów hal stosuje się najczęściej w po-
staci ustrojów kratowych, rzadziej zaś
jako konstrukcje kratowo-ramowe lub
ramowe. Kratowe stężenia umieszcza
się między sąsiednimi słupami hali.
Są to kratownice o schemacie wsporni-
ka. Ich pasami są pasy sąsiednich słupów
lub słupy. Wykratowanie tego stężenia
stanowią dodatkowe pręty skośne (krzy-
żulce) oraz słupki, którymi mogą być ry-
gle ścienne (rys. 1a).
Reakcja pozioma
R
ze stężenia po-
łaciowego poprzecznego (od wiatru
działającego na ścianę szczytową
W
i
)
jest przekazywana na stężenie piono-
we międzysłupowe (rys. 1). Przejmuje
ono również siłę poziomą
H
m
(1)
od im-
perfekcji przechyłowych
m
podpiera-
nych słupów głównych w płaszczyźnie
podłużnej oraz siłę
H
m
(2)
, jako reakcję
zapewnienia
elementom
konstrukcji
hali warunków
pracy zgodnych
z założeniami
obliczeniowymi.
Pionowe stężenia międzysłupowe
Pionowe stężenia podłużne budynków
halowych umieszcza się w linii słupów
głównych, w kierunku podłużnej osi
obiektu. Są one usytuowane nie tylko
wzdłuż podłużnych ścian zewnętrznych,
ale również w linii słupów wewnętrz-
nych hal wielonawowych (tj. w każdym
rzędzie słupów głównych). Stąd ich na-
zwa: stężenia międzysłupowe. Zapew-
niają one przede wszystkim stateczność
płaskich poprzecznych układów głów-
nych wzdłuż osi podłużnej budynku,
gdyż słupy w tym kierunku traktuje
się zwykle jako przegubowo połączo-
ne z fundamentami. W tym też sensie
Prezentujemy
II część tekstu,
omawiającego
metody ich
obliczania według
najnowszych
standardów.
36
Obliczanie stężeń hal
Obliczanie stężeń hal
CZ. II
W
budynkach halowych o tra-
 PROJEKTOWANIE
|
NOWOCZESNE HALE 1/11
od imperfekcji łukowych słupów w płaszczyźnie ściany po-
dłużnej (rys. 1a i 1b). Jeżeli siła podłużna u góry w
i
-tym słupie
ramy wynosi
N
i
, to poziomą siłę od imperfekcji przechyłowej
oblicza się ze wzoru:



(11)
przy czym








(12)





(13)
gdzie:
N
i
– siła osiowa w
i
-tym słupie,
h
– wysokość słupa,
m
– liczba stężanych słupów.
Siłę
H
m
(2)
oblicza się podobnie jak reakcję
R
od obciążenia
q
d
.
Korzysta się więc ze wzoru (8), zamieniając w nim rozpiętość
przęsła ramy
L
na wysokość słupa
h
, sumę sił ściskających
– na siłę podłużną
N
u góry słupa oraz przyjmując strzałkę
wygięcia skorelowaną z krzywą wyboczeniową przekroju słupa
(dla przekrojów dwuteowych jest to krzywa
c
, dla której
e
0
/
h
=
1/200, lub krzywa d, dla której
e
0
/
h
= 1/150, zaś dla słupów
skratowanych w płaszczyźnie ściany podłużnej
e
0
/
h
= 1/500).
Reakcję od imperfekcji łukowych słupów w płaszczyźnie ścia-
ny podłużnej (rys. 5a) oblicza się ze wzoru

(14)
Jeżeli rygle ściany podłużnej nie są połączone z pionowym
stężeniem międzysłupowym, to słupy są podpierane w kie-
runku podłużnym tylko ryglem oczepowym (rys. 1b) wówczas
H
m
(2)
= 0
.
4. Stężenia międzywiązarowe
Pionowe stężenia podłużne dachów hal stosuje się przede
wszystkim wtedy, gdy ich rygiel jest kratownicą. Krato-
we dźwigary dachowe mają bardzo małą sztywność giętną
ze swojej płaszczyzny oraz skrętną, a ponadto w przypadku
przegubowego połączenia ze słupami są podatne na obrót
wzdłuż osi podłużnej. Głównym zadaniem konstrukcyjnym
pionowych stężeń podłużnych jest zabezpieczyć kratowni-
ce przed skręcaniem, pochyleniem i wywróceniem zarówno
w trakcie montażu, jak i podczas eksploatacji obiektu.
Stężenia pionowe dachów kratowych stosuje się jako skra-
towania ST (rys. 2) między sąsiednimi wiązarami, dlate-
go nazywa się je również stężeniami międzywiązarowymi.
Przede wszystkim stabilizują one i usztywniają przestrzen-
ny układ kratowy dachu hali w kierunku podłużnym. Mają
one zabezpieczać rygle ram głównych przed deformacjami
skrętnymi (zwichrzeniem). Ponadto służą do zapewnienia
prawidłowego, wzajemnego ustawienia wiązarów podczas
montażu (uniemożliwiając skręcenie, przechylenie i wywró-
cenie). Zadaniem pionowych tężników dachowych może
37



 NOWOCZESNE HALE 1/11
|
PROJEKTOWANIE
Rys. 1. Schemat obliczeniowy pionowych obciążeń podłużnych słupów: 1 – słupy ściany szczytowej, 2 – połaciowe
stężenie poprzeczne, 3 – stężenie międzysłupowe
analizy prac przygotowanych, wykona-
nych przez obciążenie pionowe dźwiga-
ra
V
na przemieszczeniach pionowych
rygla
u
oraz przez obciążenie poziome
H
prostopadłe do rygla na przemiesz-
czeniach poziomych Δ.
Eurokod 3 [8] nie podaje zasad roz-
mieszczania stężeń miedzywiązaro-
wych. Zgodnie z [9] należy je sto-
sować w odległości nie większej niż
co 15 m, a w przypadku dźwigarów
ze słupkami podporowymi również
w linii podpór (rys. 2a, b, c). Stężenia
miedzywiązarowe zaleca się również
stosować w miejscu załamania pasów
kratownic, dla zrównoważenia losowych
wytężeń prostopadłych do płaszczyzny
dźwigara (rys. 2c). Stężenia pionowe
„pełne” rys. 2d, e, f ) muszą się znajdować
w tych polach międzyramowych, w któ-
rych znajdują się stężenia połaciowe po-
przeczne. W pozostałych polach pasy
górne mogą być usztywniane, w tych
samych liniach podłużnych, w których
znajdują się stężenia pionowe, za po-
mocą prętów sztywnych, o smukłości

250 (rys. 2). Typy pionowych stężeń
„pełnych” pokazano na rys. 2g. Dolne
pasy rygli dachowych najracjonalniej jest
przytrzymywać za pomocą zastrzałów,
wychodzących od prętów usztywnia-
jących górnych lub przypodporowych
węzłów dolnych płatwi (rys. 2h).

Piśmiennictwo
[1] Biegus A., Cabaj J.:
Oszacowanie wytęże-
nia pionowych stężeń dźwigarów kratowych
.
„Inżynieria i Budownictwo” nr 2/1991.
[2] Biegus A.:
Nośność graniczna stalowych
konstrukcji prętowych.
PWN, Warszawa
– Wrocław, 1997.
[3] Biegus A.:
Stalowe budynki halowe.
Ar-
kady, Warszawa 2003.
[4] Biegus A., Mądry D.:
Obliczanie stężeń hal
stalowych według PN-EN 1993-1-1. „
Kon-
strukcje Stalowe” nr 1/2008, s. 34-37.
[5] Giżejowski M., Barszcz A., Ślęcz-
ka L.:
Projektowanie stężeń stalo-
wych układów konstrukcyjnych według
PN-EN 1993-1-1.
„Inżynieria i Budow-
nictwo” nr 11/2008.
[6] Pałkowski Sz.:
Uwagi dotyczące obliczania
poprzecznych stężeń dachowych.
„Inżynieria
i Budownictwo” nr 3/1997, s.139-141.
[7] PN-EN 1990: 2004.
Podstawy projekto-
wania konstrukcji
.
[8] PN-EN 1993-1-1:2006
Eurokod 3: Projek-
towanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Re-
guły ogólne i reguły dla budynków
.
[9] PN-90/B- 03200
Konstrukcje stalowe. Ob-
liczenia statyczne i projektowanie
.
Rys. 2. Zasady rozmieszczania i przykłady konstrukcji pionowych stężeń międzywiązarowych dachów kratownico-
wych: W – dźwigar kratowy, ST – stężenie międzywiązarowe, P – płatew, Z – zastrzał, Ł – łącznik
być również zabezpieczenie drgań i po-
ziomych przemieszczeń pasów dolnych
wiązarów podczas pracy suwnic i wcią-
gników. Spełniają one również rolę
usztywnień zapewniających potrzeb-
ną długość wyboczeniową ściskanych
części rygla dachowego, co pokazano
na rys. 2d.
Obliczenie równoważnych sił poziomych
od imperfekcji skrętnych kratownic
nie jest dotychczas ujęte w przepisach
normowych. Propozycję ich obliczania
podano w [1]. Powstające obciążenie
prostopadłe do płaszczyzny kratownicy
i wytężenie stężenia międzywiązaro-
wego można oszacować na podstawie
38
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl