staticki proracun drvo pjesaka

SPORTSKA DVORANA, DRVENE KONSTRUKCIJE II OKANOVI ARMIN

SPORTSKA DVORANA, DRVENE KONSTRUKCIJE II OKANOVI ARMIN

1. TEHNIKI OPIS

Zadatak je bio isprojektovati i izraunati krovnu konstrukciju sportske dvorane koja se nalazi u Bihau na koti 246 m/n.m..Konstrukciju je trebalo izraditi od lameliranog drveta prve i druge kvalitetne klase.Sportska dvorana je tlocrtnih dimenzija 40x55m. Krovna konstrukcija je rijeena kao trozglobni luk, preko kojeg su uputene ronjae na rasteru od 2,5m. Strijela luka je visine 11,87m.Da bi se osigurala prostorna stabilnost, odnosno da ne bi dolo do izboavanja glavnih nosaa, u krajnjim poljima krovne konstrukcije, izmeu glavnih nosaa su ugraeni horizontalni elini spregovi, koji primaju optereenje od vjetra. Optereenje sa horizontalnih krovnih spregova se prenosi na vertikalne, te naposlijetku na temelj.Spojevi su uglavnom ostvareni pomou zavrtnjeva i elinih papua.

Kao stalno optereenje uzeta je vlastita teina konstrukcije ija je zapreminska masa =600 kg/m3. Za pokrov, kao i unutranju oblogu koriten je nosivi trapezni lim TR 60/250/0,5.Proraun konstrukcije vren je u programu Tower 6 i to razdvajajui sistem na pojedinane komponente (2D).

2. STATIKI PRORAUN2.1. DIMENZIONIRANJE RONJAA2.1.1. Analiza optereenjaa) stalno optereenje:- pokrov (trapezni lim TR 60/250/0,5)=0,05 kN/m- PVC folija=0,01 kN/m- termoizolacija (d=15cm)= 0,15 0,15=0,023 kN/m- parna brana=0,01 kN/m- trapezni lim TR 60/200/0,5=0,05 kN/m- eline papue i spajala=0,05 kN/m - vlastita teina ronjae (pretpostavka 200/260mm)=0,306 kN/m g=0,193 kN/m + 0,306 kN/mb) snijeg:Biha: H = 246 m.n.m. < 500 m.n.m.

c) vjetar:Osnovno optereenje od vjetra odreujemo po izrazu :

gdje su: wo optereenje vjetrom u kN/m2 - gustina vazduha

Biha: H = 246 m.n.m.

V m,50,10 - osnovna brzina vjetra za Biha V m,50,10 =30 m/s2

k t faktor vremenskog osrednjenja osnovne brzine vjetra (nain statistike obrade podataka) t = 1h: kt =1 k T faktor povratnog perioda osnovne brzine vjetra Sz faktor topografije terena: Sz =1 (objekat je u ravniarsko - brdskom predjelu grada)

Kz faktor izloenosti objekta vjetru, zavisi od hrapavosti terena Kz = 1,0

Gz dinamiki koeficijent: Ronjaa ( sekundarna konstrukcija): Gz = 2,5

C - koeficijent sile (zavise od dimenzija objekta, vrste objekta otvoreni ili zatvoreni, izloenosti posmatrane plohe)

A efektivna povrina

Osrednji aerodinamiki koeficijent vjetra:

Aerodinamiki pritisak vjetra:

Pritisak vjetra:

Raunski pritisak vjetra dobijamo mnoenjem aerodinamikog pritiska vjetra sa koeficijentima spoljanjeg pritiska vjetra:

Koeficijenti spoljanjeg pritiska vjetra:

2.1.2. Karakteristike materijala

Graa: lamelirano lijepljeno drvo: etinari II klase Osnovni doputeni naponi: md = 11 N/mm2 mIId = 1,2 N/mm2 Modul elastinosti: Ell = 1100 kN/cm2 = 11000 N/mm2 Modul smicanja: G= 50 N/cm2 = 500 N/mm2 Zavisno od vlanosti drveta u eksploataciji, za vlanost =15% k = 1,00 Zavisno od odravanja i zatite konstrukcije, za odravane konstrukcije kat = 1,0 Zavisno od duine trajanja optereenja, za trajanje snijega krae od tri mjeseca kd = 1,0

k = k kat kd = 1,00 * 1 * 1,00 =1 m,r = k dop = 1,00 11 = 11N/mm2 mII,r = k dop = 1,00 1,2 = 1,2 N/mm2

2.1.3. Dimenzioniranje ronjae R9 Statika ema ronjae:

Pretpostavka: 200/260mm2.1.3.1 Kombinacije optereenja1. g+s = =2. g+w = =3. g+s+w= =Na osnovu navedenog se vidi da je mjerodavna prva kombinacija optereenja (g+s). Vjetar ima siue djelovanje zbog ega je potrebno konstrukciju krova osigurati od odizanja.

2.1.3.2. Pravac y-y

a) Napon savijanja

b) Napon smicanja

c) Ugibi

2.1.3.3. Pravac x x

d) Napon savijanja

e) Napon smicanja

f) Ugibi

2.1.3.4. Kontrola napona i ugiba

2.1.4. Dimenzioniranje ronjae R3 Statika ema ronjae:

Pretpostavka: 200/260 mm

2.1.4.1 Kombinacije optereenja 1. g+s = =2. g+w = =

3. g+s+w= =

Na osnovu navedenog se vidi da je mjerodavna prva kombinacija optereenja (g+s). Vjetar ima siue djelovanje zbog ega je potrebno konstrukciju krova osigurati od odizanja.

2.1.4.2. Pravac y-y

g) Napon savijanja

h) Napon smicanja

i) Ugibi

2.1.4.3. Pravac x x

j) Napon savijanja

k) Napon smicanja

l) Ugibi


USVOJENO: 200/260 mm LLD ETINARI II KLASE

2.2. DIMENZIONIRANJE FASADNE RIGLE Ri12.2.1. Analiza optereenjaa) stalno optereenje: - pokrov (trapezni lim TR 60/250/0,5)=0,05 kN/m- PVC folija=0,01 kN/m- termoizolacija (d=15cm)= 0,15 0,15=0,023 kN/m- parna brana=0,01 kN/m- daana obloga =0,15 kN/m- drveni rotilj=0,04 kN/m- lamperija =0,12 kN/m- eline papue i spajala=0,05 kN/m- vl. teina (pret. 160/260 mm) =0,245 kN/m' g=0,453 kN/m + 0,245kN/m

b) vjetar

2.2.2. Statika ema rigle

2.2.3. Dimenzioniranje rigle2.2.3.1. Pravac x x

a) Naponi savijanja:

b) Naponi smicanja:

c) Ugibi

2.2.3.2. Pravac y y

a) Naponi savijanja:

b) Naponi smicanja:

c) Ugibi


USVOJENO: 160/220 mm LLD ETINARI II KLASE

2.3. DIMENZIONIRANJE FASADNOG STUBA Sf32.3.1. Analiza optereenjaa) stalno optereenje: - pokrov (trapezni lim TR 60/250/0,5)=0,05 kN/m- PVC folija=0,01 kN/m- termoizolacija (d=15cm)= 0,15 0,15=0,023 kN/m- parna brana=0,01 kN/m- daana obloga =0,15 kN/m- drveni rotilj=0,04 kN/m- lamperija =0,12 kN/m- eline papue i spajala=0,05 kN/m- vl. teina (pret. 200/500 mm) =0,589 kN/m' g = 0,453 kN/m + 0,589kN/m

b) vjetar:

2.3.2. Statika ema stuba i presjene sile Mmax=94,84kNm Tmax=33,40kN Nmax=37,55kN

2.3.3. Dimenzioniranje

Pretpostavka: 200/500 mm2.3.3.1 Karakteristike materijalaGraa: lamelirano lijepljeno drvo: etinari I klase Osnovni doputeni naponi: md = 11 N/mm2 mIId = 1,2 N/mm2 Modul elastinosti: Ell = 1100 kN/cm2 = 11000 N/mm2 Modul smicanja: G= 50 N/cm2 = 500 N/mm2

Redukcija doputenih napona - raunski naponi: m,r = k dop mII,r = k dop k = k kat kdZavisno od vlanosti drveta u eksploataciji, za vlanost =15% k = 1,00Zavisno od odravanja i zatite konstrukcije, za odravane konstrukcije kat = 1,0Zavisno od duine trajanja optereenja, za trajanje snijega due od tri mjeseca kd = 1,0 k = k kat kd = 1 * 1 * 1 =1,00 m,r = k dop = 1,00 14 = 14 N/mm2 mII,r = k dop = 1,0 1,2 = 1,2 N/mm2

2.3.3.2. Proraun

a) Kontrola napona pritiska ( na sredini stuba):

b) Kontrola napona savijanja ( na sredini stuba):

c) Kontrola ukupnih normalnih podunih napona:

d) Naponi smicanja (na poetku stuba):

USVOJENO: 200/500 mmLLD ETINARI I KLASE

2.4. DIMENZIONIRANJE GLAVNOG NOSAA 2.4.1. Analiza optereenja a) stalno optereenje:- pokrov (trapezni lim TR 60/250/0,5)=0,05 kN/m- PVC folija=0,01 kN/m- termoizolacija (d=15cm)= 0,15 0,15=0,023 kN/m- parna brana=0,01 kN/m- trapezni lim TR 60/200/0,5=0,05 kN/m- eline papue i spajala=0,05 kN/m - ronjae (pretpostavka 200/260mm) =0,125 kN/ m g=0,318 kN/mVlastita teina nosaa e automatski biti ukljuena prilikom prorauna presjenih sila u softwerskom paketu Tower.

b) snijeg:Biha: H = 246 m.n.m.

c) vjetar:Osnovno optereenje od vjetra odreujemo po izrazu :

gdje su: wo optereenje vjetrom u kN/m2 - gustina vazduha

Biha: H = 246 m.n.m.

V m,50,10 - osnovna brzina vjetra za Biha V m,50,10 =30 m/s2

k t faktor vremenskog osrednjenja osnovne brzine vjetra (nain statistike obrade podataka) t = 1h: kt =1 k T faktor povratnog perioda osnovne brzine vjetra Sz faktor topografije terena: Sz =1 (objekat je u ravniarsko - brdskom predjelu grada)

Kz faktor izloenosti objekta vjetru, zavisi od hrapavosti terena Kz = 1,0

Gz dinamiki koeficijent: Glavni nosa ( primarna konstrukcija): Gz = 2,00

C - koeficijent sile (zavise od dimenzija objekta, vrste objekta otvoreni ili zatvoreni, izloenosti posmatrane plohe)

A efektivna povrina

Osrednji aerodinamiki koeficijent vjetra

Aerodinamiki pritisak vjetra

Pritisak vjetra

Raunski pritisak vjetra dobijamo mnoenjem aerodinamikog pritiska vjetra sa koeficijentima spoljanjeg pritiska vjetra:

Koeficijenti spoljanjeg pritiska vjetra:

2.4.2. Kombinacije optereenja

1) I+II = stalno + vjetar 6) I+V = stalno + snijeg desno2) I +III = stalno + snijeg 7) I+II+V = stalno + vjetar + snijeg desno3) I+II+III= stalno + vjetar + snijeg4) I+IV = stalno + snijeg lijevo5) I+II+IV= stalno + vjetar + snijeg lijevo

2.4.3. Vrijednosti presjenih sila dobivenih programskim paketom Tower 6Kombinacije optereenjaMmax (kNm)Tmax (kN)Nmax (kN) Rx(kN)Ry(kN)

1(I+II)124,03-31,6635,9131,668,23

2(I+III)-641,13167,69-265,70167,69230,27

3(I+II+III)-396,00-110,07-178,85110,07164,97

4(I+IV)-466,99106,61-204,87106,61192,64

5(I+II+IV)-226,0948,98-127,3448,98127,34

6(I+V)-466,99106,61-204,87106,61192,64

7(I+II+V)197,7548,98-126,7548,98126,75

Mjerodavna je kombinacija optereenjea g+s, zbog siueg djelovanja vjetra na konstrukciju.

2.4.4. Karakteristike materijalaGraa: lamelirano drvo, etinari I klasa. Osnovni doputeni naponi: md = 14 N/mm2 mIId = 1,2 N/mm2 = 2,0 N/mm2 = 0,25 N/mm2 = 11,0 N/mm2 Modul elastinosti: Ell = 11 kN/cm2 = 11000 N/mm2 Modul smicanja: G= 50 kN/cm2 = 500 N/mm2

Redukcija doputenih napona: k = k kat kd kh kr Zavisno od vlanosti drveta u eksploataciji, za vlanost =15% k = 1,00 Zavisno od odravanja i zatite konstrukcije, za nadzirane i odravane konstrukcije kat = 1,0 Zavisno od duine trajanja optereenja, za trajanje snijega krae od 3 mjeseca kd = 1,0 kh - zavisno od visine presjeka, za visinu presjeka veu od 30 cm:

(1+C1+C2) h-visina poprenog presjeka nosaa Za najveu visinu poprenog presjeka nosaa h=160 cm - Kh =0,830 kr za prave nosae kr=1,0

k = 1,00*1,0*1,0*0,830*1,0=0,830m,r =k* md = 0,830*14 N/mm2 =11,62 N/mm2 m,r = k * kat * kd* mIId=1,20 N/mm2

2.4.5. Provjera da li e se nosa dimenzionirati kao zakrivljen ili ravan2.4.5.1. Luk 1, R=29,13m

gdje je: R poluprenik luka H visina poprenog presjeka

2.4.5.1. Luk 2, R= 5,743m

2.4.6. ProraunNa slici su naznaeni presjeci u kojima e se vriti dimenzioniranje:

2.4.6.1. Presjek A-A

Mjerodavne presjene sile: M = -259,93kNm; T= 167,69kN; N= -225,48kNPretpostavka: 200/1500mmDuina izvijanja nosaa oko ose y:

Duina izvijanja nosaa oko ose z:

a) Kontrola napona pritiska paralelno s vlaknima:

b) Kontrola napona savijanja:

c) Interaktivno djelovanje normalne sile i momenta:

d) Kontrola napona smicanja:

e)Proraun maksimalnog razmaka bono pridranih taaka:

- za presjeke kod kojih je , slijedi da je:

, -korekcioni faktor za modul elastinosti za vlanost 15% iznosi kr=0,8

- za nosae koji su osim momentom napregnuti i normalnom pritiskujuom silom:

USVOJENO: 200/1500 mmLLD ETINARI I KLASE2.4.6.2. Presjek B-B

Mjerodavne presjene sile: M= -639,98kN; N= -263,30kN; T=-0,521kNPretpostavka: 200/1500mmDuina izvijanja nosaa oko ose y:

Duina izvijanja nosaa oko ose z:

a) Kontrola napona pritiska paraleleno s vlaknima na 393,8 cm od poetka tapa:

b) Kontrola napona savijanja na 393,8 cm od poetka tapa:

c) Interaktivno djelovanje normalne sile i momenta na 393,8 cm od poetka tapa:

d) Kontrola popreni napona izazvanih momentom savijanja na 393,8 cm od poetka tapa:

e) Kontrola poprenih napona izazvanih normalnom silom na sredini nosaa N=265,7kN:

f) Kontrola napona smicanja na 56,3cm od poetka tapa T=167,05kN:

USVOJENO: 200/1500 mm LLD ETINARI I KLASE2.4.6.3. Presjek C-CMjerodavne presjene sile: M =- 607,09kNm; T= 56,712; N= -244,71kNPretpostavka: 200/1500mm

Duina izvijanja oko ose y:

Duina izvijanja oko ose z:

a) Kontrola napona pritiska:



d) Kontrola napona smicanja, mjerodavno optereenje I+IV; T=61,015

USVOJENO: 200/1500 mm LLD ETINARI I KLASE

2.4.6.4. Presjek D-DPretpostavka 200/1250Mjerodavne presjene sile: sluaj optereenja I+V; M=-295,25kNm; N=-120,58; T=26,87kN






d) Kontrola napona smicanja:

USVOJENO: 200/1250 mm LLD ETINARI I KLASE2.4.6.5. Presjek E-EPretpostavka: 200/1000Mjerodavne presjene sile: M = 0kNm; T= 39,01kN od optereenja I+II+IV; N= -167,69kN od optereemka I+III




b) Kontrola napona smicanja:

USVOJENO: 200/1000 mm LLD ETINARI I KLASE

2.4.6.6. Proraun maksimalnog razmaka bono pridranih taaka za Luk 1

- za presjeke kod kojih je , slijedi da je:

, -korekcioni faktor za modul elastinosti za vlanost 15% iznosi kr=0,8

- za nosae koji su osim momentom napregnuti i normalnom pritiskujuom silom:

S obzirom da je razmak vorova sprega koji predstavljaju bone oslonce na 5,0 m, prostorna stabilnost je zadovoljena.

2.4.6.7. UgibUgib glavnog nosaa je dobiven uz pomo softverskog paketa Tower 6 i iznosi:

2.5. DIMENZIONIRANJE SPREGOVA2.5.1. SPREGOVI U KROVNOJ RAVNI2.5.1.1. Analiza optereenja a) Reakcija fasadnog stuba, Rs =33,40 kN b) Optereenje od sile Bk

k - broj glavnih nosaa koji se osigurava od izboavanja jednim elementom, k = 6a - razmak elemenata koji vre bono osiguranje, a = 5 mm prosjean broj glavnih nosaa koji se osiguravaju jednim spregom, m = 6

- za doputeni ugib od L/1000 slijedi

Ukupna sila koja djeluje na spreg je H= Rs + Bk = 33,40 + 17,4= 50,8 kN2.5.1.2. Poloaj spregova u krovnoj ravni, statika ema i dijagram N sila

2.5.1.4. Prorauna) Dijagonala 1

USVOJENO: 44mm, GA 240/360 b) Dijagonala 2

USVOJENO: 36mm, GA 240/360 c) Dijagonala 3

USVOJENO: 30mm, GA 240/360

d) Dijagonala 4

USVOJENO: 18mm, GA 240/360

2.5.2. Kontrola napona ronjae R3 u spregu

Sila pritiska koja se unosi u ronjau u spregu jeste: N= -158,05kNPrethodno usvojena dimenzija ronjae: 200/260

Optereenje uslijed djelovanja snijega, vlastite teine i vjetra:

Mjerodavni momenti savijanja:

Duina izvijanja ronjae:

a) Pravac xNapon pritiska:

b) Pravac yNapon pritiska:

Ronja koja je prethodno usvojena (200/260) zadovoljava potrebne uslove.

2.5.2. Kontrola napona ronjae R9 u spregu


Optereenje uslijed djelovanja snijega, vlastite teine i vjetra:






2.5.3. DIMENZIONIRANJE VERTIKALNIH SPREGOVA2.5.3.1. Analiza optereenja - reakcija koja se prenosi sa krovnog sprega 190,05 kN

2.5.3.2. Poloaj spregova u konstrukciji 2.5.3.3. Statika ema sprega i dijagram N sila

2.5.3.3. Proraun napona

USVOJENO: 48mm, GA 240/3602.5.2. Kontrola napona ronjae R2 u spregu


Optereenje uslijed djelovanja snijega, vlastite teine i vjetra:==






2.6. PRORAUN POMOU PROGRAMSKOG PAKETA TOWER 6

2.6.1. PRESJENE SILE ZA MJERODAVNU KOMBINACIJU g+s

Staticki proracun

2

staticki proracun drvo pjesaka

Documents