strop w budynku o kategorii użytkowej d2. elementy stropu ze … · strop belkowy. przykład...
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
Strop belkowy.
Przykad obliczeniowy stropu stalowego belkowego wg PN-EN 1993-1-1.
Strop w budynku o kategorii uytkowej D2. Elementy stropu ze stali S275.
Geometria stropu:
Rysunek 1: Schemat stropu.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 1/165
Strop belkowy.
Dobr gruboci pyty elbetowej
dleff35
=18035
=5,14 cm
Przyjto pyt o gruboci h=10,0 cm
Rozwizanie konstrukcyjno materiaowe stropu
Obcienia stae powierzchniowe:
rodzajObcienie
charakterystyczne[kN/m2]
Wspczynnikobcienia
G
Obcienieobliczeniowe
[kN/m2]posadzkabetonowa0,0321,0 0,63 1,35 0,82
izolacja 0,05 1,35 0,06styropian 4cm
0,040,45 0,018 1,35 0,022izolacja 0,05 1,35 0,06
pyta elbetowa0,125,0 2,5 1,35 2,75
RAZEM: 3,25 - 4,39
Obcienie zmienne uytkowe powierzchniowe:
Rodzaj Obcienie
charakterystyczne[kN/m2]
Wspczynnikobcienia
Q
Obcienieobliczeniowe
[kN/m2]Obcienie
zmienneuytkowe
5,0 1,5 7,5
Wspczynniki kombinacyjne obcie zmiennych stropu o kategorii uytkowania
D2
0=0,7 , 1=0,7 , 2=0,6 .
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 2/165
Strop belkowy.
Parametry mechaniczne stali S275
f y=275N
mm2, f u=430
Nmm2
, E=210000N
mm2, G=81000
Nmm2
Czciowe wspczynniki bezpieczestwa
M0=1,0 , M1=1,0 , M2=min{ 1,10,9 f uf y}=min{1,1
0,9 430275
=1,41}=1,1
Poz.1 Belka stropowaZestawienie obcie belki stropowej
Szeroko pasa obciajcego belk
a1=1,8 m
Obcienia stae charakterystyczne (bez ciaru wasnego belki stropowej)
Gbk=G k a1=3,251,8=5,85kNm .
Obcienie uytkowe charakterystyczne
Qbk=Q k a1=5,01,8=9,0kNm .
Kombinacje obcie w stanie granicznym nonoci (STR) w trwaej sytuacji
obliczeniowej
qd=max{ G Gbk+Q 0 Qbk=1,355,85+1,50,79,0=17,35 G G Gkb+Q Qkb=0,851,355,85+1,59,0=20,21}=20,21 kNmKombinacja charakterystyczna dla stanu granicznego uytkowalnoci (ULS)
qk=Gkb+Qkb=5,85+9,0=14,85kNm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 3/165
Strop belkowy.
Schemat statyczny belki
Do oblicze przyjty zosta schemat statyczny szeregu belek swobodnie podpartych.
Rysunek 2: Schemat statyczny belek stropowych.
Rozpitoci obliczeniowe belek skrajnych
L0=1,025 a=1,025500=513cm .
Rozpito obliczeniowa belek rodkowych
L0=500,0 cm .
Okrelenie maksymalnego momentu zginajcego
M Ed=qd L0
2
8=20,215,13
2
8=66,4 kNm=66,4106 Nmm
Oszacowanie przekroju poprzecznego belki
Z warunku stanu granicznego nonoci
W y ,min=M Ed M0
f y= 66,410
61,0275
=241103 mm3 .
Z warunku stanu granicznego uytkowalnoci
J y ,min=5
384qk L0
3
E250= 5
38414,8551303
210000250=3098104 mm4
Przyjto do sprawdzenia ksztatownik IPE 240 .
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 4/165
Strop belkowy.
Geometria przyjtego przekroju
Rysunek 3: Oglne wymiary ksztatownika IPE.
h=240 mm
b f=120 mm
t f =9,8 mm
t w=6,2 mm
r=15,0 mm
masa ksztatownika: m=30,7 kgm
Ciar ksztatownika: g k=0,307kNm
A=39,1102 mm2
J y=3892104 mm4
W el , y=324103 mm3
W pl y=367103 mm3
Kombinacje obcie w stanie granicznym nonoci (STR) w trwaej sytuacji
obliczeniowej (uwzgldniajce ciar wasny belki stropowej)
qd=max{ G(G bk+ gk )+Q 0 Qbk=1,35(5,85+0,307)+1,50,79,0=17,76 G G (Gkb+ gk )+Q Q kb=0,851,35(5,85+0,307 )+1,59,0=20,57}=20,57 kNmSprawdzenie warunku dotyczcego rozpitoci obliczeniowej belki skrajnej
L0=513cm>L+0,5 h=500+0,524,0=512 cm
Siy wewntrzne miarodajne do sprawdzenia warunkw nonoci
M Ed=qd L0
2
8=20,575,13
2
8=67,5 kNm=67,5106 Nmm
V Ed=qd L0
2= 20,575,13
2=52,7 kN=52,7103 N
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 5/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie obliczeniowej nonoci przy jednokierunkowym zginaniu
Okrelenie klasy przekroju przy jednokierunkowym zginaniu
Rozkad napre normalnych w stanie penego uplastycznienia przekroju
Rysunek 4: Rozkad napre normalnych przy zginaniu.
rodnik
smuko cianki rodnika:ct=
h2(t f +r )tw
=2402(9,8+15,0)6,2
=30,71
graniczny warunek smukoci
max( ct )=72 235f y =72 235275=66,56ct =30,71
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono przekroju klasy 1 przy jednokierunkowym zginaniu
M c , Rd=M pl , Rd=W pl , y f y
M0 =367103275
1,0=101106 N mm=101 kNm
Warunek nonoci
M EdM c ,Rd
= 67,5101,0
=0,67 hw t w=1,2220,46,2=16,4102 mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 7/165
Strop belkowy.
Nono plastyczna przy cinaniu przy braku skrcania
V c ,Rd=V pl , Rd=Av
f y3
M0 =19,13102 275
31,0
=303,7103 N =303,7 kN
Warunek nonoci
V EdV c , Rd
= 52,7303,7
=0,17
Strop belkowy.
Zaprojektowanie oparcia na cianie
Przyjte zostao oparcie belki na marce stalowej zakotwionej w wiecu elbetowym
szerokoci 24 cm, wykonanym z betonu C16/20.
Rysunek 5: Schemat oparcia belki na cianie zewntrznej.
Parametry wytrzymaociowe betonu C16/20
f ck=16 MPa
Czciowy wspczynnik bezpieczestwa dla betonu
C=1,4 .
Obliczeniowa wytrzymao betonu
f cd=f ck C =
161,4
=11,4 MPa .
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 9/165
Strop belkowy.
Przyjto wymiary marki stalowej w rzucie
ab=180150 mm .
Dugo oparcia belki na pytce
l 1=180mm>lmin=150 mm
Sprawdzenie docisku w belce model plastyczny.
Przyjto grubo podkadki stalowej (marki) t p=6 mm .
Dugo oparcia wynosi leff =180 mm .
Sumaryczna grubo pasa belki i podkadki
t=t f +t p=9,8+6=15,8 mm
Wysig maksymalny strefy docisku
c=t f y3 f jd M0=15,8 275311,41,0=44,7 mm .Szeroko strefy docisku
beff =tw+2 c=6,2+244,7=95,6 mm
Obliczeniowa nono przy docisku krca teowego do betonu
F C , Rd= f jd beff leff =11,495,6180=196,9103 N =196,9 kN .
Warunek nonoci
F EdFC , Rd
= 52,7196,9
=0,27
Strop belkowy.
Sprawdzenie warunkw miejscowego docisku w wiecu elbetowym
Rysunek 6: Schemat pl docisku i rozdziau.
Pole docisku bezporedniego
Ac0=beff l eff=95,6180=172,3102 mm2
Pole rozdziau obcienia
Rysunek 7: Schemat tworzenia pola rozdziau obcienia.
Ac1=b1 l 1=155,6240=373,7102 mm2
Nono obliczeniowa przy docisku bezporednim
F Rdu=Ac0 f cd Ac1Ac0 =172,310211,4 373,7102172,3102 =289,9103 N =289,9 kN6Przyjto: k F=6 .
Krytyczna warto siy skupionej
F cr=0,9 k F Et w
3
hw=0,96210000 6,2
3
220,4=1226103 N=1226 kN .
Okrelenie efektywnej szerokoci docisku l yWspczynniki
m1=f yf b ff yw tw
=2751202756,2
=19,35
Zakadamy smuko wzgldn rodnika F>0,5
m2=0,02(hwt f )2
=0,02(220,49,8 )2
=10,12
l e=k F E t w
2
2 f yw hw=62100006,2
2
2275220,4 =399 mm> s s+c=180+30=210 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 12/165
Strop belkowy.
Przyjto: l e=210 mm
l y=min{l e+ t f m12 +( l et f )2
+m2=210+9,8 19,352 +(2109,8 )2+10,12=424 mml e+t f m1+m2=210+9,819,35+10,12=263 mm }=263mm
Smuko wzgldna rodnika przy docisku
F= l y tw f yF cr = 2636,22751226103 =0,6>0,5Wspczynnik redukcyjny
F=0,5 F
= 0,50,6 =0,83
Strop belkowy.
Poz.2 Podcig blachownicowySchemat statyczny podcigu belk ciga trjprzsowa
Rozpitoci obliczeniowe przse:
l 01=12,6 m , l 12=10,8 m l 23=9,0 m
Rysunek 9: Schemat statyczny projektowanego podcigu.
Zestawienie obcie
Charakterystyczne obcienia stae przekazywane przez belki stropowe w rozstawie
a1=1,8 m .
Obcienie charakterystyczne stae na belce cznie z jej ciarem wasnym
Gbk+g k=5,85+0,307=6,157kNm .
Sumaryczne obcienie przekazane na podcig
PG=12(Gbk+g k )(l 01+l02)=
12
6,157 (5,13+5,0)=31,17 kN .
Charakterystyczne obcienia uytkowe przekazywane przez belki stropowe
w rozstawie a1=1,8 m .
Obcienie charakterystyczne uytkowe na belce
Qbk=9,0kNm .
Sumaryczne obcienie przekazane na podcig
PQ=12
Qbk (l01+l02)=12
9,0(5,13+5,0)=45,56 kN .
Szacunkowy ciar wasny przse podcigu
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 14/165
Strop belkowy.
Przso 01 l 01=12,8 m
g 01=0,85 (700+100 l 01)=0,85(700+10012,8)=1,67103 N
m=1,67 kN
m .
Przso 12 l 12=10,8 m
g 12=0,85(700+100 l 12)=0,85(700+10010,8)=1,51103 N
m=1,51 kN
m
Przso 23 l 23=9,0 m
g 12=0,85(700+100 l 23)=0,85(700+1009,0)=1,36103 N
m=1,36 kN
m
Okrelenie miarodajnej kombinacji obcie w stanie granicznym nonoci
max{ G PG+ Q 0 PQ=1,3531,17+1,50,745,56=89,92kN G G PG+ Q PQ=0,851,3531,17+1,545,56=104,11kN }=104,11 kNZestawienie grup obcie wraz z wartociami czciowych wspczynnikw
bezpieczestwa.
Grupa 1 obcienie stae z belek stropowych w przle 01 Gmax=1,15 ,
Gmin=1,0
Rysunek 10: Grupa 1 obcie podcigu.
Grupa 2 obcienie stae z belek stropowych w przle 12 Gmax=1,15 ,
Gmin=1,0
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 15/165
Strop belkowy.
Rysunek 11: Grupa 2 obcie podcigu.
Grupa 3 obcienie stae z belek stropowych w przle 23 Gmax=1,15 ,
Gmin=1,0
Rysunek 12: Grupa 3 obcie podcigu.
Grupa 4 obcienie uytkowe z belek stropowych w przle 01 Q=1,5
Rysunek 13: Grupa 4 obcie podcigu.
Grupa 5 obcienie uytkowe z belek stropowych w przle 12 Q=1,5
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 16/165
Strop belkowy.
Rysunek 14: Grupa 5 obcie podcigu.
Grupa 6 obcienie uytkowe z belek stropowych w przle 23 Q=1,5
Rysunek 15: Grupa 6 obcie podcigu.
Grupa 7 obcienie szacunkowym ciarem wasnym przsa 01 Gmax=1,15 ,
Gmin=1,0
Rysunek 16: Grupa 7 obcie podcigu.
Grupa 8 obcienie szacunkowym ciarem wasnym przsa 12 Gmax=1,15 ,
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 17/165
Strop belkowy.
Gmin=1,0
Rysunek 17: Grupa 8 obcie podcigu.
Grupa 9 obcienie szacunkowym ciarem wasnym przsa 12 Gmax=1,15 ,
Gmin=1,0
Rysunek 18: Grupa 9 obcie podcigu.
Okrelenie minimalnych sztywnoci przse na podstawie przyblionego warunku
ugicia
Zastpcze obcienia przse
g z=PGa1
=31,171,8
=17,32 kNm
q z=PQa1
=45,561,8
=25,31 kNm
Przso 01
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 18/165
Strop belkowy.
EJ 01=5
384 [0,5 ( g z+g 01)+0,75 pz ] l013 350=
= 5384 [0,5 (17,32+1,67 )+0,7525,31]12,6
3350=259592,5 kNm2=
=259592,5109 N mm2
Przso 02
EJ 12=5
384 [0,2 (g z+ g01)+0,6 p z ]l 123 350=
= 5384 [0,2 (17,32+1,51 )+0,625,31]10,8
3350=108809,2 kNm2=
=108809,2109 N mm2
Przso 03
EJ 01=5
384 [0,5 (g z+ g01)+0,75 pz ]l 233 350=
= 5384 [0,5 (17,32+1,36 )+0,7525,31] 9,0
3350=94095,4 kNm2=
=94095,4109 N mm2
Modelowanie zmiennej sztywnoci w pierwszych obliczeniach statycznych
Okrelenie przekrojw prostoktnych, przy b=200 mm
Przso 01
Moment bezwadnoci J y01=EJ 01
E=259592,510
9
2,1105=123615104 mm4 .
Wysoko przekroju
h01=312 J y01b = 312123615104200 =420 mm
Przso 12
Moment bezwadnoci J y12=EJ 12
E=108809,210
9
2,1105=51813,9104 mm4 .
Wysoko przekroju
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 19/165
Strop belkowy.
h12=3 12 J y12b =3 1251813,9104200 =314 mm
Przso 23
Moment bezwadnoci J y23=EJ 23
E= 94095,410
9
2,1105=44807,3104 mm4 .
Wysoko przekroju
h23=3 12 J y23b =3 1244807,3104200 =300 mm .
Wyniki oblicze statycznych
Rysunek 19: Obwiednia momentw zginajcych.
Rysunek 20: Obwiednia si poprzecznych.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 20/165
Strop belkowy.
Wymiarowanie przekrojw przsowych
Przyjte zostao rozwizanie polegajce na zastosowaniu staych parametrw
rodnika. Zostan one wyznaczone na podstawie najwikszego momentu zginajcego
w podcigu.
M max=964,75 kNm przso 01
Orientacyjna wysoko blachownicy
h=( 112
120
) l01=(1
12 1
20)12,6=1,050,63 m
Wstpnie zaoono wysoko h=850 mm .
Orientacyjna grubo rodnika
tw=7+3h=7+30,85=9,55 mm
Przyjto tw=9 mm
Wymagany wskanik wytrzymaoci
W y=M max
f y= 964,7510
6
275=3508103 mm3
Wysoko rodnika
hw=1,2W ytw =1,2 35081039,0 =749 mmOstatecznie przyjto rodnik o wymiarach twhw=6900 mm .
Okrelenie klasy rodnika przy zginaniu (przy zaoonej gruboci spoin
pachwinowych czcych pasy ze rodnikiem a=4 mm )
ct =
hw 22 atw
= 900 2246 =888,7
6 =148,1>124=1240,92=114,6
rodnik spenia warunki przekrojw klasy 4
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 21/165
Strop belkowy.
Okrelenie parametrw pasw przekrojw blachownicy w poszczeglnych przsach
podcigu
Przso 01 M 01=964,75 kNm=964,75106 Nmm
Wymagane pole przekroju pasa
A f =M 01
hw f y
hw t w6
= 964,75106
900275 9006
6=29,97102 mm2
Szeroko pasa
b f=(14 1
5)hw=(
141
5)900=225180 mm
Przyjto: b f=200 mm
Minimalna grubo pasa
t f=A fb f
= 29,97102
200=14,99 mm .
Ostatecznie przyjto pasy b ft f=20016 mm
Przso 12 M 12=398,63 kNm=398,63106 Nmm
Wymagane pole przekroju pasa
A f =M 12
hw f y
hw t w6
= 398,63106
900275 9006
6=7,10102 mm2
Szeroko pasa
b f=(14 1
5)hw=(
141
5)900=225180 mm
Przyjto: b f=160 mm
Minimalna grubo pasa
t f=A fb f
=7,10102
160=4,44 mm .
Ostatecznie przyjto pasy b ft f=1606 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 22/165
Strop belkowy.
Przso 23 M 23=456,65 kNm=456,65106 Nmm
Wymagane pole przekroju pasa
A f =M 23
hw f y
hw t w6
= 456,65106
900275 9006
6=9,45102 mm2
Szeroko pasa
b f=(14 1
5)hw=(
141
5)900=225180 mm
Przyjto: b f=160 mm
Minimalna grubo pasa
t f=A fb f
=9,45102
160=5,9 mm .
Ostatecznie przyjto pasy b ft f=1608 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 23/165
Strop belkowy.
Zestawienie przyjtych przekrojw poprzecznych
Przso 01 Przso 12 Przso 23
Sprawdzenie czy zaprojektowanie przekroje odpowiadaj warunkom minimalnej
sztywnoci.
Przso 01
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y=b f (2t f +hw)
3
12 (b f t w)hw
3
12 =200 (216+900 )3
12 (200 6 )9003
12 =
=170712,6104 mm4
Sztywno przekroju
E J y=2,1105170712,6104=358496109 N mm2
EJ y=358496109 N mm2>EJ y01=259592,510
9 Nmm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 24/165
Strop belkowy.
Przso 12
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y=b f (2t f +hw)
3
12 (b f tw)hw
3
12 =160 (26+900 )3
12 (160 6)9003
12 =75851104 mm4
Sztywno przekroju
E J y=2,110575851104=159286109 N mm2
EJ y=159286109 N mm2>EJ y12=108809,210
9 Nmm2
Przso 23
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y=b f (2t f +hw)
3
12 (b f t w)hw
3
12 =160 (28+900)3
12 (160 6 )9003
12 =89217104 mm4
Sztywno przekroju
E J y=2,110589217104=187355,8109 N mm2
EJ y=187355,8109 N mm2>EJ y23=94095,410
9 Nmm2
Obliczenia statyczne uwzgldniajce sztywnoci zaprojektowanych przekrojw
dwuteowych.
UWAGA: Obcienie ciarem wasnym jest okrelane przez program.
Rysunek 21: Obwiednia momentw zginajcych.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 25/165
Strop belkowy.
Rysunek 22: Obwiednia si poprzecznych.
Sprawdzenie wpywu efektu szerokiego pasa
Przso 01Odlego midzy miejscami zerowymi momentu zginajcego kombinacja obcie
najwikszego momentu przsowego
Rysunek 23: Kombinacja maksymalnego momentu zginajcego w przle 1 - odlego midzy miejscami zerowymi.
Le=11,20 m odczytane z programu
Przybliona warto odczytana z normy PN-EN 1993-1-5 (dla porwnania).
Le=0,85 l 01=0,8512,6=10,7 m
Szeroko wspornikowej czci pasa
b0=0,5(b f t w)=0,5(200 6)=97 mm
b0=97 mm(ct )max=124=1240,92=114,6
cianka klasy 4.pas
ct =
0,5(b ftw) 2 at f
=0,5(1606)24
6 =71,3
6 =11,9
ct =11,90,5+0,0850,055=
=0,5+0,085+0,0551=0,874
.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 34/165
Strop belkowy.
Wspczynnik redukcyjny uwzgldniajcy niestateczno cianki przsowej
= p 0,055 (3+ )
p2 =
1,1540,055 (31)1,1542
=0,7841,0 .
Szerokoci wsppracujce ciskanej czci rodnika
beff= bc=c
1=0,784 888,7
1+1=348 mm
be1=0,4 beff=0,4348=139 mm
be2=0,6 beff=0,6348=209 mm
Ostateczne wartoci szerokoci wsppracujcych rodnika, uwzgldniajce stref
rozcigan oraz spoiny czce pasy ze rodnikiem.
bew1=be1+2 a=139+24=145 mm
bew2=c c
1+2 a+be2=888,7
888,71+1
+24+209=659 mm
Szeroko rodnika ulegajca wyboczeniu lokalnemu
bww=hw (bew1+bew2)=900 (145+659 )=96 mm
Cechy geometryczne przekroju efektywnego
Aeff=21606+6145+6659=67,4102 mm2
Pooenie osi gwnej centralnej
S xx=0,516062+1606(0,56+900+6)+
+1456 (6+9000,5145)+6596 (0,5659+6)==2926,7103 mm3
yeff ,d=S xxAeff
= 2926,7103
67,4102=434 mm
yeff , g=912 434=478 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 35/165
Strop belkowy.
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y ,eff =16063
12+1606 (4340,56)2+
+66593
12 +6659 (4340,56596)2+
+ 61453
12+6145 (4780,51456)2+
+ 16063
12+1606 (4780,56 )2=
=71671104 mm4
Wskaniki wytrzymaoci
W y ,effg=J y , effyeff , g
=71671104
478=1499103 mm3
W y ,effd=J y ,effyeff , d
=71671104
434=1651103 mm3
W y ,eff ,min=min (W y ,effd ;W y , effg )=min (1499103 ;1651103)=1499103 mm3
Obliczeniowa nono przekroju
M c , Rd=W y ,eff ,minf yk M0=149910
3 2751,0
=412,3106 Nmm=412,3 kNm
Warunek obliczeniowej nonoci przekroju przso 12
M EdM c ,Rd
=384,06412,3
=0,93
Strop belkowy.
Z uwagi na =0,784> lim=0,5 wpywu niestatecznoci cianek nie trzeba
uwzgldnia w analizie globalnej (statycznej).
Przso 23
M Ed=470,86 kNm=470,86106 Nmm
Parametry przekroju
b f=160 mm , t f=8 mm , hw=900 mm , t w=6 mm
Wstpny dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=6 mm
0,2t 2=0,26=1,2 mma0,7 t 1=0,76=4,2 mm
Przyjto a=4 mm .
Geometria przekroju poprzecznego
Pole przekroju poprzecznego
A=21608+9006=79,6102 mm2
Gwne centralne momenty bezwadnoci
J y=b f (2t f +hw)
3
12 (b f t w)hw
3
12 =160 (28+900)3
12 (160 6 )9003
12 =89217104 mm4
J z=2t f b f
3
12 +hw tw
3
12 =281603
12 +90063
12 =548104 mm4
Wskanik wytrzymaoci
W el , y=J y
0,5 hw+t f= 8921710
4
0,5900+8=1948103 mm3
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 37/165
Strop belkowy.
Okrelenie klasy przekroju przy zginaniu
rodnik
ct =
hw 22 atw
= 900 2246 =888,7
6 =148,1
ct =148,1>(ct )max=124=1240,92=114,6
cianka klasy 4.pas
ct =
0,5 (b ft w) 2 at f
=0,5(1606)24
8 =71,3
8 =8,92
ct =8,92
Strop belkowy.
Wzgldna smuko pytowa panelu rodnika
p=
ct
28,4 k= 148,1
28,40,9223,9=1,154>0,5+0,0850,055=
=0,5+0,085+0,0551=0,874
.
Wspczynnik redukcyjny uwzgldniajcy niestateczno cianki przsowej
= p 0,055 (3+ )
p2 =
1,1540,055 (31)1,1542
=0,7841,0 .
Szerokoci wsppracujce ciskanej czci rodnika
beff= bc=c
1=0,784 888,7
1+1=348 mm
be1=0,4 beff=0,4348=139 mm
be2=0,6 beff=0,6348=209 mm
Ostateczne wartoci szerokoci wsppracujcych rodnika, uwzgldniajce stref
rozcigan oraz spoiny czce pasy ze rodnikiem.
bew1=be1+2 a=139+24=145 mm
bew2=c c
1+2 a+be2=888,7
888,71+1
+24+209=659 mm
Szeroko rodnika ulegajca wyboczeniu lokalnemu
bww=hw (bew1+bew2)=900 (145+659 )=96 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 39/165
Strop belkowy.
Cechy geometryczne przekroju efektywnego
Aeff=21608+6145+6659=73,8102 mm2
Pooenie osi gwnej centralnej
S xx=0,5 16082+1608(0,58+900+8)+
+1456 (8+9000,5145)+6596 (0,5659+8)==3234103 mm3
yeff ,d=S xxAeff
= 3234103
73,8102=438 mm
yeff , g=916 438=478 mm
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y ,eff=16083
12+1608 (4380,58)2+
+66593
12 +6659 (4380,56598)2+
+ 61453
12+6145 (4780,51458)2+
+ 16083
12+1608(4780,58)2=
=85071104 mm4
Wskaniki wytrzymaoci
W y ,effg=J y , effyeff , g
=85071104
478=1779103 mm3
W y ,effd=J y ,effyeff , d
=85071104
438=1942103 mm3
W y ,eff ,min=min (W y ,effd ;W y ,effg )=min (1779103 ;1942103)=1779103 mm3
Obliczeniowa nono przekroju
M c , Rd=W y ,eff ,minf yk M0=177910
3 2751,0
=489,4106 Nmm=489,4 kNm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 40/165
Strop belkowy.
Warunek obliczeniowej nonoci przekroju przso 23
M EdM c ,Rd
=470,86489,4
=0,96
Strop belkowy.
Okrelenie nonoci na cinanie podcigu w strefie podpory 1
Minimalny parametr niestatecznoci rodnika przy cinaniu
Wobec braku eber podunych przyjto k sl=0
ahw
=1800900
=2>1,0
k =5,34+4,00( hwa )2
=5,34+4,00( 9001800)2
=6,34
Sprawdzenie warunku statecznoci uebrowanego rodnika
hwtw= 900
6=150,0> 31 k=
311,2
0,926,34=60,13
rodnik traci stateczno, powinien zosta uebrowany przynajmniej na podporach
belki.
Smuko pytowa rodnika
w=hw
37,4 tw k = 900
37,460,926,34=1,723>1,08
Wspczynnik niestatecznoci rodnika przy cinaniu
w=1,37
0,7+w= 1,37
0,7+1,723=0,565
Udzia rodnika w nonoci obliczeniowej przy cinaniu
V bw ,Rd= w f y hw tw3 M1
=0,565275900631,0
=484,7103 N =484,7 kN
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 42/165
Strop belkowy.
Udzia pasw w nonoci obliczeniowej przy cinaniu.
Okrelenie obliczeniowej nonoci pasw przekroju
Moment bezwadnoci pasw
J fy=2[ 20016312 +20016( 900+162 )2]=
=134262,6104 mm4
Wskanik wytrzymaoci przekroju zbudowanego
z efektywnych czci pasw
W fy=J fy
hw2+t f
=134262,6104
9002 +16
=2881,2103 mm3
Obliczeniowa nono pasw
M f ,Rd=W fy f y M0 =
2881,21032751,0
=792,3106 N mm=792,3kNm
Obliczeniowy moment zginajcy na podporze 1
M Ed=834,3 kNm .
Z uwagi na M Ed=834,3 kNm>M f ,Rd=792,3 kNm nono pasw jest cakowicie
wykorzystana. Z tego wzgldu udzia pasw w nonoci na cinanie zostaje
pominity.
Obliczeniowa nono przekroju na cinanie
V b , Rd=V bw ,Rd+V bf ,Rd=484,7+0=484,7 kN
Strop belkowy.
Sprawdzenie warunku nonoci
3=V Ed
V b , Rd=489,16
484,7=1,01>1,0
Warunek nonoci nie jest zachowany.
Zwikszenie nonoci na cinanie mona uzyska przez dodatkowe usztywnienie
rodnika ebrem poprzecznym w poowie odlegoci midzy belkami stropowymi.
W takim przypadku rozstaw eber wyniesie a=900 mm .
Minimalny parametr niestatecznoci rodnika przy cinaniu
Wobec braku eber podunych przyjto k sl=0
ahw
= 900900
=1,0=1,0
k =5,34+4,00( hwa )2
=5,34+4,00( 900900)2
=9,34
Sprawdzenie warunku statecznoci uebrowanego rodnika
hwtw= 900
6=150,0> 31 k=
311,2
0,929,34=72,98
rodnik traci stateczno, powinien zosta uebrowany przynajmniej na podporach
belki.
Smuko pytowa rodnika
w=hw
37,4 tw k = 900
37,460,929,34=1,42>1,08
Wspczynnik niestatecznoci rodnika przy cinaniu
w=1,37
0,7+w= 1,37
0,7+1,42=0,646
Udzia rodnika w nonoci obliczeniowej przy cinaniu
V bw ,Rd= w f y hw tw3 M 1
=0,646275900631,0
=484,7103 N =554,15 kN
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 44/165
Strop belkowy.
We wczeniejszych obliczeniach wykazano, e udzia pasw w nonoci na cinanie
naley pomin.
Obliczeniowa nono przekroju na cinanie
V b , Rd=V bw ,Rd+V bf ,Rd=554,15+0=554,15 kN 31 k=
311,2
0,926,34=60,13
rodnik traci stateczno, powinien zosta uebrowany przynajmniej na podporach
belki.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 45/165
Strop belkowy.
Smuko pytowa rodnika
w=hw
37,4 tw k = 900
37,460,926,34=1,723>1,08
Wspczynnik niestatecznoci rodnika przy cinaniu
w=1,37
0,7+w= 1,37
0,7+1,723=0,565
Udzia rodnika w nonoci obliczeniowej przy cinaniu
V bw ,Rd= w f y hw tw3 M1
=0,565275900631,0
=484,7103 N =484,7 kN
Udzia pasw w nonoci obliczeniowej przy cinaniu.
Okrelenie obliczeniowej nonoci pasw przekroju
Moment bezwadnoci pasw
J fy=2[ 20016312 +20016( 900+162 )2]=134262,6104 mm4
Wskanik wytrzymaoci przekroju zbudowanego
z efektywnych czci pasw
W fy=J fy
hw2+t f
=134262,6104
9002
+16=2881,2103 mm3
Obliczeniowa nono pasw
M f ,Rd=W fy f y M0 =
2881,21032751,0
=792,3106 N mm=792,3kNm
Obliczeniowy moment zginajcy na podporze 1
M Ed=0,0 kNm .
Z uwagi na M Ed=0,0 kNm
Strop belkowy.
w przenoszeniu cinania.
c=a(0,25+ 1,6 b f t f2 f yt w hw2 f y )=1800(0,25+ 1,6200162275
69002275 )=480 mmV bf , Rd=
b f t f2 f y
c M1 [1( M EdM f ,Rd )2]=20016 22754801,0 [1( 0792,3)2]=29,3103 N=29,3 kN
Obliczeniowa nono przekroju na cinanie
V b , Rd=V bw ,Rd+V bf ,Rd=484,7+29,3=514,0 kN
Strop belkowy.
hwtw= 900
6=150,0> 31 k=
311,2
0,926,34=60,13
rodnik traci stateczno, powinien zosta uebrowany przynajmniej na podporach
belki.
Smuko pytowa rodnika
w=hw
37,4 tw k = 900
37,460,926,34=1,723>1,08
Wspczynnik niestatecznoci rodnika przy cinaniu
w=1,37
0,7+w= 1,37
0,7+1,723=0,565
Udzia rodnika w nonoci obliczeniowej przy cinaniu
V bw ,Rd= w f y hw tw3 M1
=0,565275900631,0
=484,7103 N =484,7 kN
Udzia pasw w nonoci obliczeniowej przy cinaniu.
Okrelenie obliczeniowej nonoci pasw przekroju
Moment bezwadnoci pasw
J fy=2[1608312 +1608( 900+82 )2]=52767104 mm4
Wskanik wytrzymaoci przekroju zbudowanego
z efektywnych czci pasw
W fy=J fy
hw2+t f
=52767104
9002 +8
=1152103 mm3
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 48/165
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono pasw
M f ,Rd=W fy f y M0 =
11521032751,0
=316,8106 N mm=316,8 kNm
Obliczeniowy moment zginajcy na podporze 3
M Ed=0,0 kNm .
Z uwagi na M Ed=0,0 kNm
Strop belkowy.
Wymiarowanie przekroju podporowego (podpora 1)
Siy wewntrzne na podporze
M Ed=833,63 kNm , V Ed=489,16 kN .
Dobr pasw przekroju
A f M Edhw f y
hw t w
6 [1( V EdV b ,Rd )2]= 833,690027590066 [1( 489,16554,15)2]=31,69102 mm2
Szeroko pasa
b f=(14 1
5)hw=(
141
5)900=225180 mm
Przyjto: b f=200 mm
Minimalna grubo pasa
t f=A fb f
=31,69102
200=15,8 mm .
Ostatecznie przyjto pasy b ft f=20016 mm
Przyjte wymiary odpowiadaj parametrom przekroju przsa 01.
Sprawdzenie efektu szerokiego pasa dla strefy podporowej
Warto odczytana z normy PN-EN 1993-1-5
Le=0,25 (l01+l12)=0,25(12,6+11,0)=5,85m
Szeroko wspornikowej czci pasa
b0=0,5(b f t w)=0,5(200 6)=97 mm
b0=97 mm(ct )max=124=1240,92=114,6
cianka klasy 4.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 51/165
Strop belkowy.
pas
ct =
0,5 (b ft w) 2 at f
=0,5(2006 )24
16 =91,316 =5,71
ct =5,710,5+0,0850,055=
=0,5+0,085+0,0551=0,874
.
Wspczynnik redukcyjny uwzgldniajcy niestateczno cianki przsowej
= p 0,055 (3+ )
p2 =
1,1540,055 (31)1,1542
=0,7841,0 .
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 52/165
Strop belkowy.
Szerokoci wsppracujce ciskanej czci rodnika
beff= bc=c
1=0,784 888,7
1+1=348 mm
be1=0,4 beff=0,4348=139 mm
be2=0,6 beff=0,6348=209 mm
Ostateczne wartoci szerokoci wsppracujcych rodnika, uwzgldniajce stref
rozcigan oraz spoiny czce pasy ze rodnikiem.
bew1=be1+2 a=139+24=145 mm
bew2=c c
1+2 a+be2=888,7
888,71+1
+24+209=659 mm
Szeroko rodnika ulegajca wyboczeniu lokalnemu
bww=hw (bew1+bew2)=900 (145+659 )=96 mm
Cechy geometryczne przekroju efektywnego
Aeff=220016+6145+6659=112,2102 mm2
Pooenie osi gwnej centralnej
S xx=0,5 200162+20016 (0,516+900+16 )+
+1456 (16+9000,5145)+6596 (0,5659+16 )==5083103 mm3
yeff , g=S xxAeff
= 5083103
112,2102=453 mm
yeff ,d=932 453=479 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 53/165
Strop belkowy.
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y ,eff=200163
12+20016 (4530,516 )2+
+66593
12 +6659 (4530,565916 )2+
+61453
12+6145(4790,514516 )2+
+ 200163
12+20016 (4790,516 )2=
=166673,8104 mm4Wskaniki wytrzymaoci
W y ,effg=J y , effyeff , g
=166673,8104
479=3478103 mm3
W y ,effd=J y ,effyeff , d
=166673,8104
453=3681103 mm3
W y ,eff ,min=min (W y ,effd ;W y ,effg )=min (3478103 ; 3681103)=3478103 mm3
Obliczeniowa nono przekroju
M c , Rd=W y ,eff ,minf yk M0=347810
3 2751,0
=956,6106 Nmm=956,6 kNm
Warunek obliczeniowej nonoci przekroju
M EdM c ,Rd
=833,63956,6
=0,87
Strop belkowy.
Z uwagi na =0,784> lim=0,5 wpywu niestatecznoci cianek nie trzeba
uwzgldnia w analizie globalnej (statycznej).
Sprawdzenie interakcyjnego warunku nonoci, w przypadku dziaania momentu
zginajcego i siy poprzecznej, przekrj znajduje si w odlegoci 450 mm od osi
podpory.
Siy wewntrzne
M Ed1=661,0 kNm , V Ed1=384,9 kN
Warunek nonoci przy cinaniu
3=V Ed
V bw ,Rd= 384,9
484,7=0,79>0,5
W przypadku, gdy 3>0,5 wymagana jest redukcja nonoci obliczeniowej
przekroju ze wzgldu na cinanie przy obcieniu momentem zginajcym.
Plastyczna nono na zginanie przekroju zbudowanego z efektywnych czci pasw
oraz w peni efektywnego rodnika.
Plastyczny wskanik wytrzymaoci przekroju
podporowego
W pl , y=2[20016(450+162 )+0,564502]==4146103 mm3
M pl ,Rd=W pl , yf y M0=414610
3 2751,0
=
=1140106 Nmm=1140 kNm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 55/165
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono przekroju zbudowanego wycznie z efektywnych czci
pasw.
Warto dokadna, ustalona przy okrelaniu udziau pasw w nonoci na cinanie
M f ,Rd=792,3 kNm .
Warto przybliona
M f ,Rd=b f t ff y M0 (hw+t f )=
200162751,0 (900+16)=806,110
6 Nmm=806,1kNm
Interakcyjne warunki nonoci
1=M Ed
M pl ,Rd=661,0
1140=0,580,5+0,0850,055=
=0,5+0,085+0,0551=0,874
.
Wspczynnik redukcyjny uwzgldniajcy niestateczno cianki przsowej
= p 0,055 (3+ )
p2 =
1,1540,055 (31)1,1542
=0,7841,0 .
Szerokoci wsppracujce ciskanej czci rodnika
beff= bc=c
1=0,784 888,7
1+1=348 mm
be1=0,4 beff=0,4348=139 mm
be2=0,6 beff=0,6348=209 mm
Ostateczne wartoci szerokoci wsppracujcych rodnika, uwzgldniajce stref
rozcigan oraz spoiny czce pasy ze rodnikiem.
bew1=be1+2 a=139+24=145 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 59/165
Strop belkowy.
bew2=c c
1+2 a+be2=888,7
888,71+1
+24+209=659 mm
Szeroko rodnika ulegajca wyboczeniu lokalnemu
bww=hw (bew1+bew2)=900 (145+659 )=96 mm
Cechy geometryczne przekroju efektywnego
Aeff=216012+6145+6659=86,6102 mm2
Pooenie osi gwnej centralnej
S xx=0,5 160122+16012(0,512+900+12)+
+1456 (12+9000,5145 )+6596 (0,5659+12)==3855103 mm3
yeff ,d=S xxAeff
= 3855103
86,6102=445 mm
yeff , g=924 445=479 mm
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y ,eff=160123
12+16012 (4450,512)2+
+ 66593
12 +6659 (4450,565912)2+
+ 61453
12+6145 (4790,514512)2+
+ 160123
12+16012(4790,512)2=
=112200104 mm4
Wskaniki wytrzymaoci
W y ,effg=J y , effyeff , g
=112200104
479=2342103 mm3
W y ,effd=J y ,effyeff , d
=112200104
445=2522103 mm3
W y ,eff ,min=min (W y ,effd ;W y , effg )=min (2342103 ; 2522103)=2342103 mm3
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 60/165
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono przekroju
M c , Rd=W y ,eff ,minf yk M0=234210
3 2751,0
=644,0106 Nmm=644,0 kNm
Warunek obliczeniowej nonoci przekroju
1=M Ed
M c , Rd=582,0
644,0=0,900,5
W przypadku, gdy 3>0,5 wymagana jest redukcja nonoci obliczeniowej
przekroju ze wzgldu na cinanie przy obcieniu momentem zginajcym.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 61/165
Strop belkowy.
Plastyczna nono na zginanie przekroju zbudowanego z efektywnych czci pasw
oraz w peni efektywnego rodnika.
Plastyczny wskanik wytrzymaoci przekroju
podporowego
W pl , y=2[16012(450+ 122 )+0,564502]==2966103 mm3
M pl ,Rd=W pl , yf y M0=296610
3 2751,0
=
=815,7106 Nmm=815,7 kNm
Obliczeniowa nono przekroju zbudowanego wycznie z efektywnych czci
pasw.
Warto dokadna
Moment bezwadnoci
J fy=2[16012312 +16012 (4620,512 )2]=79852104 mm4Wskanik wytrzymaoci
W fy=79852104
462 =1728103 mm3
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 62/165
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono pasw
M f , Rd=W fyf y
M0=1728103 275
1,0=475,3106 Nmm=475,3 kNm
Warto przybliona
M f ,Rd=b f t ff y M0 (hw+t f )=
160122751,0
(900+12)=481,5106 Nmm=481,5 kNm
Interakcyjne warunki nonoci
1=M Ed
M pl ,Rd= 459,4
815,7=0,56 c ,0
M c , RdM Ed
=0,4 412,3346,9
=0,475
Warunek nie zosta speniony. Element jest naraony na zwichrzenie. Wymagane jest
sprawdzenie nonoci na zwichrzenie.
Wspczynnik zwichrzenia przypadek oglny
Parametr imperfekcji przy zwichrzeniu krzywa zwichrzenia c
LT=0,49
Smuko wzgldna przy zwichrzeniu
LT= f=0,556
Parametr krzywej zwichrzenia
LT=0,5 [1+ LT ( LT0,2 )+ LT2 ]=0,5 [1+0,49 (0,5560,2 )+0,556 2 ]=0,742
LT=1
LT+ LT2 LT2= 1
0,742+0,74220,5562=0,811
Wspczynnik uwzgldniajcy przybliony charakter metody pasa zastpczego
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 78/165
Strop belkowy.
k ll=1,1
Obliczeniowa nono przekroju przy zwichrzeniu
M b , Rd=k ll LT M c , Rd=1,10,811412,3=367,9 kNm
Sprawdzenie warunku nonoci
M EdM b , Rd
=346,9367,9
=0,94
Strop belkowy.
Smuko graniczna pasa zastpczego
c ,0=0,4
Parametry przekroju zastpczego pasa jak poprzednio.
Sprawdzenie warunku
f=k c Lc
i f , z 1=0,891800
35,086,8=0,525> c ,0
M c ,RdM Ed
=0,4 412,3355,6
=0,464
Warunek nie zosta speniony. Element jest naraony na zwichrzenie.
Okrelenie nonoci na zwichrzenie
Wspczynnik zwichrzenia przypadek oglny
Parametr imperfekcji przy zwichrzeniu krzywa zwichrzenia c
LT=0,49
Smuko wzgldna przy zwichrzeniu
LT= f=0,525
LT=0,5 [1+ LT ( LT0,2 )+ LT2 ]=0,5 [1+0,49 (0,5250,2 )+0,5252 ]=0,717
LT=1
LT+ LT2 LT2= 1
0,717+0,71720,5252=0,829
Wspczynnik uwzgldniajcy przybliony charakter metody pasa zastpczego
k ll=1,1
Obliczeniowa nono przekroju przy zwichrzeniu
M b , Rd=k ll LT M c , Rd=1,10,829412,3=376,03 kNm
Sprawdzenie warunku nonoci
M EdM b , Rd
= 355,6376,03
=0,95
Strop belkowy.
Podpora 2
Rysunek 33: Kombinacja maksymalnego momentu podporowego 2.
Przyjto zastrza pod pierwsz belk na prawo od podpory. Biorc pod uwag
wczeniej rozmieszczone zastrzay, maksymalna dugo wyboczeniowa w strefie
podpory wynosi Lc=1800 mm .
Momenty zginajce na kocach umownej belki (do sprawdzenia zwichrzenia)
M 1=630,24 kNm , M 2=152,7 kNm .
Stosunek momentw brzegowych
=M 2M 1
= 152,7630,24
=0,242
Wspczynnik poprawkowy
k c=1
1,33 0,33= 1
1,330,330,242=0,8
Smuko porwnawcza
1=93,9=93,90,92=86,8
Smuko graniczna pasa zastpczego
c ,0=0,4
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 81/165
Strop belkowy.
Geometria przekroju pasa zastpczego
Pole przekroju efektywnych czci pasa ciskanego
Aeff , f=16012=19,2102 mm2 .
Pole przekroju efektywnej czci ciskanej rodnika
Aeff ,w ,c=tw(beff +a 2)=6 (348+42)=21,25102 mm2
Moment bezwadnoci wsppracujcej czci pasa
ciskanego
J eff , f , z=121603
12=409,6104 mm4
Promie bezwadnoci przekroju zastpczego
i f , z= 409,6104
16,0122+ 13 21,25102=39,0 mm
Sprawdzenie warunku
f=k c Lc
i f , z 1= 0,81800
39,086,8=0,42> c ,0
M c ,RdM Ed
=0,4 644,0630,24
=0,41
Warunek nie zosta speniony. Element jest naraony na zwichrzenie.
Okrelenie nonoci na zwichrzenie
Wspczynnik zwichrzenia przypadek oglny
Parametr imperfekcji przy zwichrzeniu krzywa zwichrzenia c
LT=0,49
Smuko wzgldna przy zwichrzeniu
LT= f=0,42
LT=0,5 [1+ LT ( LT0,2 )+ LT2 ]=0,5 [1+0,49 (0,420,2 )+0,422 ]=0,642
LT=1
LT+ LT2 LT2= 1
0,642+0,64220,422=0,89
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 82/165
Strop belkowy.
Wspczynnik uwzgldniajcy przybliony charakter metody pasa zastpczego
k ll=1,1
Obliczeniowa nono przekroju przy zwichrzeniu
M b , Rd=k ll LT M c , Rd=1,10,89644,0=630,5 kNm
Sprawdzenie warunku nonoci
M EdM b , Rd
=630,24630,5
=1,0
Warunek zosta speniony.
Przso 23
Rysunek 34: Kombinacja maksymalnego momentu przsowego 23.
Dugo wyboczeniowa przy zwichrzeniu Lc=1800 mm .
Momenty zginajce na kocach umownej belki (do sprawdzenia zwichrzenia)
M 1=469,0 kNm , M 2=419,0 kNm .
Stosunek momentw brzegowych
=M 2M 1
=419,0469,0
=0,893
Wspczynnik poprawkowy
k c=1
1,33 0,33= 1
1,33 0,330,893=0,966
Smuko porwnawcza
1=93,9=93,90,92=86,8
Smuko graniczna pasa zastpczego
c ,0=0,4
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 83/165
Strop belkowy.
Geometria przekroju pasa zastpczego
Pole przekroju efektywnych czci pasa ciskanego
Aeff , f=1608=12,8102 mm2 .
Pole przekroju efektywnej czci ciskanej rodnika
Aeff ,w ,c=tw(beff +a 2)=6 (348+42)=21,25102 mm2
Moment bezwadnoci wsppracujcej czci pasa
ciskanego
J eff , f , z=81603
12=273,1104 mm4
Promie bezwadnoci przekroju zastpczego
i f , z= 273,1104
12,8102+ 13 21,25102=37,0 mm
Sprawdzenie warunku
f=k c Lc
i f , z 1=0,9661800
37,086,8=0,54> c ,0
M c , RdM Ed
=0,4 489,4469,0
=0,42
Warunek nie zosta speniony. Element jest naraony na zwichrzenie.
Okrelenie nonoci na zwichrzenie
Wspczynnik zwichrzenia przypadek oglny
Parametr imperfekcji przy zwichrzeniu krzywa zwichrzenia c
LT=0,49
Smuko wzgldna przy zwichrzeniu
LT= f=0,54
LT=0,5 [1+ LT ( LT0,2 )+ LT2 ]=0,5 [1+0,49 (0,540,2 )+0,542 ]=0,729
LT=1
LT+ LT2 LT2= 1
0,729+0,72920,542=0,82
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 84/165
Strop belkowy.
k ll=1,1
Obliczeniowa nono przekroju przy zwichrzeniu
M b , Rd=k ll LT M c , Rd=1,10,82489,4=441,5 kNm
Sprawdzenie warunku nonoci
M EdM b , Rd
=469,0441,5
=1,06>1,0
Warunek nie zosta speniony.
KOMENTARZ:Biorc pod uwag przekroczenie nonoci na zwichrzenie ( o kilka procent) w przle
rodkowym 12 na podporze 2 i w przle skrajnym 23 zwikszone zostay gruboci
pasw. Ukad miejsc zmian przekroju oraz umiejscowienie zastrzaw pozostaje
niezmieniony.
Wyniki oblicze statycznych z nowo zaprojektowanymi przekrojami.
Rysunek 35: Obwiednia momentw zginajcych.
Rysunek 36: Obwiednia si poprzecznych.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 85/165
Strop belkowy.
Warunki nonoci dla nowej konfiguracji przekrojw poprzecznych
Warunki nonoci Przekrj poprzeczny Podpora 0
V EdV b , Rd
= 272,7514,1
=0,52
Strop belkowy.
Warunki nonoci Przekrj poprzeczny Przso 12
M EdM c , Rd
= 358,7489,4
=0,73
Strop belkowy.
Warunki nonoci Przekrj poprzeczny Przso 23
M EdM c , Rd
= 472,94566,6
=0,83
Strop belkowy.
Maksymalne ugicie przsa rodkowego
wmax=10,0 mm
Strop belkowy.
Wymiarowanie eber poprzecznych
Podpora 0
Reakcja podporowa R0=271,0 kN
Przyjto rozwizanie w postaci obustronnego ebra z blach.
Parametry przekroju belki na podporze 0
b f=200 mm , t f =16 mm , hw=900 mm , tw=6 mm
Wstpny dobr parametrw skrzyde ebra
bs ,max=0,5(b f t w)=0,5(200 6)=97,0 mm
bs=hw30
+50=90030
+50=80 mm
Przyjto skrzydo ebra o szerokoci
bs=95 mm .
Minimalna grubo skrzyda ebra
t s , min=b s
14= 95
140,92=7,3 mm
Grubo ebra z uwagi na docisk do pasa belki
Zakada si wykonanie podci w ebrze o przyprostoktnej c s=25 mm .
t s , min=R0
2(bs c s) f y= 271,310
3
2(95 25)275=7,04 mm
Przyjto ebro o wymiarach
bs=95 mm , t s=10 mm .
Ustalenie cech geometrycznych ebra
Maksymalna szeroko wsppracujca rodnika
15 t w=150,926=83,2mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 90/165
Strop belkowy.
Przyjto przeduenie belki poza o podparcia wynoszce
l s=120 mm>15 t w=83,2 mm .
Pole efektywne przekroju ebra
As=2 b s t s+(30 t w+t s) tw=29510+(300,926+10 )6=29,58102 mm2 Moment bezwadnoci ebra
J s=2[ t sb s312 +bs t s(b s+t w2 )2]+ (30 tw+t s) tw312 =2[1095312 +9510( 95+62 )2]+
+(300,926+10 )6 3
12 =627,8104 mm4
Promie bezwadnoci
is= J sAs= 627,810429,58102=46 mmSprawdzenie typu ebra - rozstaw eber w strefie podpory 0 - a=1800 mm .
ahw
=1800900
=2>2
J s , min=0,75 hw tw3 =0,75900363=14,6104 mm4
J s=627,8104 mm4> J s ,min=14,610
4 mm2
ebro mona traktowa jako sztywne.
Sprawdzenie statecznoci ebra przy wyboczeniu skrtnym
Moment bezwadnoci skrzyda ebra przy skrcaniu swobodnym
J T=13
b s t s3=1
395103=3,2104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci skrzyda ebra
J p=t sb s
3
3 +bs t s
3
12 =10953
12 +95103
12 =286,6104 mm4
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 91/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie warunku statecznoci
J TJ p
= 3,2104
286,6 104=0,011>5,3
f yE
=5,3 275210000
=0,007
Warunek statecznoci ebra jest speniony. ebro nie jest naraone na wyboczenie
skrtne.
Sprawdzenie ebra na ciskanie
Klasa przekroju ebra
bst s=95
10=9,5
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci ebra na docisk
Pole docisku
Ad=2 (bs c s) t s=2 (95 25 )10=14,0102 mm2
Sprawdzenie napre
d=N EdAd
= 271,0103
14,0102=193,6 N
mm2< f y=275
Nmm2
Warunek zosta speniony.
Sprawdzenie nonoci spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu.
Rysunek 38: Schemat obliczeniowy poczenia ebra ze rodnikiem.
Sia w skrzydle ebra poprzecznego
V s , Ed=N Ed
2= 271,0
2=135,5 kN
Mimord dziaania siy wzgldem paszczyzny styku ebra ze rodnikiem
ev=bs+c
2= 95+25
2=60 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 93/165
Strop belkowy.
Dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=10 mm
0,2t 2=0,210=2,0 mma0,7 t 1=0,76=4,2 mm
Przyjto aw=3mm .
Dugo spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu
lw=hw 2c=900 225=850 mm
Wspczynnik redukcyjny z uwagi na dugo spoiny
Lw=1,1 lw17
=1,1 0,8517
=1,05>1,0
Przyjto: Lw=1,0
Wspczynnik korelacji dla stali S275 wynosi w=0,85 .
Warunek nonoci spoin
2 2+3 2=2(3V s , Ed (b+c )2 aw lw2 )2+3( V s , Ed2 aw lw )2==2(2135,5103 (95+25 )238302 )2+3(135,510323830 )2=36,5 Nmm2 < f u w M2 Lw ,2=
= 4300,851,25
=404,7 Nmm2
Podpora 1
Reakcja podporowa R0=818,5 kN
Przyjto rozwizanie w postaci obustronnego ebra z blach.
Parametry przekroju belki na podporze 1
b f=200 mm , t f =16 mm , hw=900 mm , tw=6 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 94/165
Strop belkowy.
Wstpny dobr parametrw skrzyde ebra
bs ,max=0,5(b f t w)=0,5(200 6)=97 mm
bs=hw30
+50=90030
+50=80 mm
Przyjto skrzydo ebra o szerokoci
bs=95 mm .
Minimalna grubo skrzyda ebra
t s , min=b s
14= 95
140,92=7,3 mm
Grubo ebra z uwagi na docisk do pasa belki
Zakada si wykonanie podci w ebrze o przyprostoktnej c s=35 mm .
t s , min=R0
2(bs c s) f y= 818,510
3
2(95 35)275=24,8 mm
Przyjto ebro o wymiarach
bs=95 mm , t s=26 mm
Ustalenie cech geometrycznych ebra
Maksymalna szeroko wsppracujca rodnika
15 t w=150,926=83,2mm
Pole efektywne przekroju ebra
As=2 b s t s+(30 t w+t s) tw=29526+(300,926+26 )7=60,9102 mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 95/165
Strop belkowy.
Moment bezwadnoci ebra
J s=2[ t sb s312 +bs t s(b s+tw2 )2]+ (30 t w+t s) tw312 =2[ 2695312 +9526(95+62 )2]+
+(300,926+10 )63
12 =1631,7104 mm4
Promie bezwadnoci
is= J sAs= 1631,710460,9102 =52 mmSprawdzenie typu ebra - rozstaw eber w strefie podpory 1 - a=1800 mm .
ahw
=1800900
=2>2
J s , min=0,75 hw tw3 =0,7590063=14,6104 mm4
J s=1631,7104 mm4> J s ,min=14,610
4 mm2
ebro mona traktowa jako sztywne.
Sprawdzenie statecznoci ebra przy wyboczeniu skrtnym
Moment bezwadnoci skrzyda ebra przy skrcaniu swobodnym
J T=13
b s t s3=1
395263=55,7104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci skrzyda ebra
J p=t sb s
3
3 +bs t s
3
12 =26953
12 +95263
12 =757,0104 mm4
Sprawdzenie warunku statecznoci
J TJ p
= 55,7104
757,0 104=0,074>5,3
f yE=5,3 275
210000=0,007
Warunek statecznoci ebra jest speniony. ebro nie jest naraone na wyboczenie
skrtne.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 96/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie ebra na ciskanie
Klasa przekroju ebra
bst s= 95
26=3,65
Strop belkowy.
Sprawdzenie napre
d=N EdAd
=818,5103
31,2102=262,3 N
mm2< f y=275
Nmm2
Warunek zosta speniony.
Sprawdzenie nonoci spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu.
Rysunek 39: Schemat poczenia ebra ze rodnikiem.
Sia w skrzydle ebra poprzecznego
V s , Ed=N Ed
2=818,5
2=409,25 kN
Mimord dziaania siy wzgldem paszczyzny styku ebra ze rodnikiem
ev=bs+c
2= 95+35
2=65 mm
Dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=26 mm
0,2t 2=0,226=5,2 mma0,7 t1=0,76=4,2 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 98/165
Strop belkowy.
Przyjto aw=4 mm .
Dugo spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu
lw=hw 2c=900 235=830 mm
Wspczynnik redukcyjny z uwagi na dugo spoiny
Lw=1,1 lw17
=1,1 0,8317
=1,05>1,0
Przyjto: Lw=1,0
Wspczynnik korelacji dla stali S275 wynosi w=0,85 .
Warunek nonoci spoin
2 2+3 2=2(3V s , Ed (b+c )2 aw lw2 )2+3( V s , Ed2 aw lw )2==2(2409,25103 (95+35 )248302 )2+3( 409,2510324830 )2=114,3 Nmm2< f uw M2 Lw ,2=
= 4300,851,25
=404,7 Nmm2
Podpora 2
Reakcja podporowa R0=661,5 kN
Przyjto rozwizanie w postaci obustronnego ebra z blach.
Parametry przekroju belki na podporze 2
b f=160 mm , t f=14 mm , hw=900 mm , t w=6 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 99/165
Strop belkowy.
Wstpny dobr parametrw skrzyde ebra
bs ,max=0,5(b f tw)=0,5(160 6 )=77 mm
bs=hw30
+50=90030
+50=80 mm
Przyjto skrzydo ebra o szerokoci
bs=75 mm .
Minimalna grubo skrzyda ebra
t s , min=b s
14= 75
140,92=5,8 mm
Grubo ebra z uwagi na docisk do pasa belki
Zakada si wykonanie podci w ebrze o przyprostoktnej c s=40 mm .
t s , min=R0
2(bs c s) f y= 661,510
3
2(75 40)275=34,4mm
Przyjto ebro o wymiarach
bs=75 mm , t s=36 mm
Ustalenie cech geometrycznych ebra
Maksymalna szeroko wsppracujca rodnika
15 t w=150,926=83,2mm
Pole efektywne przekroju ebra
As=2 b s t s+(30 t w+t s) tw=27536+(300,926+10 )6=66,14102 mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 100/165
Strop belkowy.
Moment bezwadnoci ebra
J s=2[ t sb s312 +bs t s(b s+tw2 )2]+ (30 t w+t s) tw312 =2[ 3675312 +7536( 75+62 )2]+
+(300,926+10 )6 3
12 =1139,2104 mm4
Promie bezwadnoci
is= J sAs= 1139,210466,14102 =42 mmSprawdzenie typu ebra - rozstaw eber w strefie podpory 1 - a=1800 mm .
ahw
=1800900
=2>2
J s , min=0,75 hw tw3 =0,7590063=14,6104 mm4
J s=1139,2104 mm4> J s ,min=14,610
4 mm2
ebro mona traktowa jako sztywne.
Sprawdzenie statecznoci ebra przy wyboczeniu skrtnym
Moment bezwadnoci skrzyda ebra przy skrcaniu swobodnym
J T=13
b s t s3=1
375363=116,6104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci skrzyda ebra
J p=t sb s
3
3 +bs t s
3
12 =36753
12 +7536 3
12 =535,4104 mm4
Sprawdzenie warunku statecznoci
J TJ p
=116,6104
535,4 104=0,218>5,3
f yE
=5,3 275210000
=0,007
Warunek statecznoci ebra jest speniony. ebro nie jest naraone na wyboczenie
skrtne.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 101/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie ebra na ciskanie
Klasa przekroju ebra
bst s= 75
36=2,08
Strop belkowy.
Sprawdzenie napre
d=N EdAd
=661,5103
25,2102=262,6 N
mm2< f y=275
Nmm2
Warunek zosta speniony.
Sprawdzenie nonoci spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu.
Rysunek 40: Schemat poczenia ebra ze rodnikiem.
Sia w skrzydle ebra poprzecznego
V s , Ed=N Ed
2=661,5
2=330,75 kN
Mimord dziaania siy wzgldem paszczyzny styku ebra ze rodnikiem
ev=bs+c
2=75+45
2=57,5mm
Dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=36 mm
0,2t 2=0,236=7,2 mma0,7 t 1=0,76=4,2 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 103/165
Strop belkowy.
Przyjto aw=4 mm .
Dugo spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu
lw=hw 2c=900 240=820 mm
Wspczynnik redukcyjny z uwagi na dugo spoiny
Lw=1,1 lw17
=1,1 0,8217
=1,05>1,0
Przyjto: Lw=1,0
Wspczynnik korelacji dla stali S275 wynosi w=0,85 .
Warunek nonoci spoin
2 2+3 2=2(3 V s , Ed (b+c )2 aw lw2 )2+3( V s , Ed2 aw lw )2==2(2330,75103 (75+40 )248202 )2+3( 330,7510324820 )2=92,3 Nmm2 < f uw M2 Lw ,2=
= 4300,851,25
=404,7 Nmm2
Podpora 3
Reakcja podporowa R0=183,7 kN
Przyjto rozwizanie w postaci obustronnego ebra z blach.
Parametry przekroju belki na podporze 3
b f=160 mm , t f=10 mm , hw=900 mm , tw=6 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 104/165
Strop belkowy.
Wstpny dobr parametrw skrzyde ebra
bs ,max=0,5(b f tw)=0,5(160 6 )=77 mm
bs=hw30
+50=90030
+50=80 mm
Przyjto skrzydo ebra o szerokoci
bs=75 mm .
Minimalna grubo skrzyda ebra
t s , min=b s
14= 75
140,92=6,7 mm
Grubo ebra z uwagi na docisk do pasa belki
Zakada si wykonanie podci w ebrze o przyprostoktnej c s=25 mm .
t s , min=R0
2(bs c s) f y= 183,710
3
2(75 25)275=6,7 mm .
Przyjto ebro o wymiarach
bs=75 mm , t s=8 mm
Ustalenie cech geometrycznych ebra
Maksymalna szeroko wsppracujca rodnika
15 t w=150,926=83,2mm
Pole efektywne przekroju ebra
As=2 b s t s+(30 t w+t s) tw=2758+(300,926+8 )6=22,46102 mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 105/165
Strop belkowy.
Moment bezwadnoci ebra
J s=2[ t sb s312 +bs t s(b s+tw2 )2]+ (30 t w+t s) tw312 =2[ 875312 +758(75+62 )2]+
+(300,926+8 )6 3
12 =253,4104 mm4
Promie bezwadnoci
is= J sAs= 253,410422,46102=33mmSprawdzenie typu ebra - rozstaw eber w strefie podpory 1 - a=1800 mm .
ahw
=1800900
=2>2
J s , min=0,75 hw tw3 =0,7590063=14,6104 mm4
J s=253,4104 mm4>J s , min=14,610
4 mm2
ebro mona traktowa jako sztywne.
Sprawdzenie statecznoci ebra przy wyboczeniu skrtnym
Moment bezwadnoci skrzyda ebra przy skrcaniu swobodnym
J T=13
b s t s3=1
37583=1,28104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci skrzyda ebra
J p=t sb s
3
3 +bs t s
3
12 =8753
12 +7583
12 =112,8104 mm4
Sprawdzenie warunku statecznoci
J TJ p
= 1,28104
112,8 104=0,011>5,3
f yE=5,3 275
210000=0,007
Warunek statecznoci ebra jest speniony. ebro nie jest naraone na wyboczenie
skrtne.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 106/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie ebra na ciskanie
Klasa przekroju ebra
bst s=75
8=9,37
Strop belkowy.
= 1+ 2 2
= 10,535+0,5352 0,2322
=0,984
Nono ebra na wyboczenie
N b , Rd= Asf y M1=0,98422,4610
2 2751,0
=607,8103 N =607,8 kN
Sprawdzenie warunku nonoci
N EdN b , Rd
=183,7607,8
=0,3
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu.
Rysunek 41: Schemat poczenia ebra ze rodnikiem.
Sia w skrzydle ebra poprzecznego
V s , Ed=N Ed
2=183,7
2=91,85 kN
Mimord dziaania siy wzgldem paszczyzny styku ebra ze rodnikiem
ev=bs+c
2=75+25
2=50 mm
Dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=8 mm
0,2t 2=0,28=1,6 mma0,7 t 1=0,76=4,2 mm
Przyjto aw=3mm .
Dugo spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu
lw=hw 2c=900 225=850 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 109/165
Strop belkowy.
Wspczynnik redukcyjny z uwagi na dugo spoiny
Lw=1,1 lw17
=1,1 0,8517
=1,05>1,0
Przyjto: Lw=1,0
Wspczynnik korelacji dla stali S275 wynosi w=0,85 .
Warunek nonoci spoin
2 2+3 2=2(3 V s , Ed (b+c )2 aw lw2 )2+3( V s , Ed2 aw lw )2==2(291,85103 (75+25 )238502 )2+3( 91,8510323850 )2=32,5 Nmm2 < f uw M2 Lw ,2=
= 4300,851,25
=404,7 Nmm2
ebra porednie
Wymiarowaniu podlega ebro pod belk stropow umieszczone w przekroju
blachownicy o pasach szerokoci b f=200 mm .
Najwiksza sia poprzeczna wystpujca w rodniku na odcinku wystpowania eber
porednich
V Ed=390,2 kN .
Rozstaw eber a=1800 mm .
Smuko wzgldna pytowa rodnika w=1,723 .
Obcienie ebra wynikajce z dziaajcej siy poprzecznej
N s , v=V Ed 1w
2
f y hw tw3 M1
=390,2103 11,4232
275900631,0
=101,4103 N =101,4 kN
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 110/165
Strop belkowy.
Obliczeniowa warto siy przekazanej przez belki stropowe (zawieszone na obu
skrzydach ebra poredniego)
F Ed=105,4 kN .
Sia poduna w ebrze
N Ed=F Ed+N s ,v=105,4+101,4=206,8 kN .
Wstpny dobr parametrw skrzyde ebra
bs ,max=0,5(b f t w)=0,5(200 6)=97 mm
bs=hw30
+50=90030
+50=80 mm
Przyjto skrzydo ebra o szerokoci
bs=75 mm .
Minimalna grubo skrzyda ebra
t s , min=b s
14= 75
140,92=5,8 mm
Przyjto ebro o wymiarach:
bs=75 mm , t s=8 mm .
Ustalenie cech geometrycznych ebra
Maksymalna szeroko wsppracujca rodnika
15 t w=150,926=83,2mm
Pole efektywne przekroju ebra
As=2 b s t s+(30 t w+t s) tw=2758+(300,926+8 )6=22,46102 mm2
Moment bezwadnoci ebra
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 111/165
Strop belkowy.
J s=2[ t sb s312 +bs t s(b s+tw2 )2]+ (30 t w+t s) tw312 =2[ 875312 +758(75+62 )2]+
+(300,926+8 )6 3
12 =253,4104 mm4
Promie bezwadnoci
is= J sAs= 253,410422,46102=33mmSprawdzenie typu ebra - rozstaw eber w strefie podpory 1 - a=1800 mm .
ahw
=1800900
=2>2
J s , min=0,75 hw tw3 =0,7590063=14,6104 mm4
J s=253,4104 mm4>J s , min=14,610
4 mm2
ebro mona traktowa jako sztywne.
Sprawdzenie statecznoci ebra przy wyboczeniu skrtnym
Moment bezwadnoci skrzyda ebra przy skrcaniu swobodnym
J T=13
b s t s3=1
37583=1,28104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci skrzyda ebra
J p=t sb s
3
3 +bs t s
3
12 =8753
12 +7583
12 =112,8104 mm4
Sprawdzenie warunku statecznoci
J TJ p
= 1,28104
112,8 104=0,011>5,3
f yE=5,3 275
210000=0,007
Warunek statecznoci ebra jest speniony. ebro nie jest naraone na wyboczenie
skrtne.
Sprawdzenie ebra na ciskanie
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 112/165
Strop belkowy.
Klasa przekroju ebra
bst s=75
8=9,37
Strop belkowy.
= 1+ 2 2
= 10,535+0,5352 0,2322
=0,984
Nono ebra na wyboczenie
N b , Rd= Asf y M1=0,98422,4610
2 2751,0
=607,8103 N =607,8 kN
Sprawdzenie warunku nonoci
N EdN b , Rd
=206,8607,8
=0,34
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci spoin czcych ebro porednie z rodnikiem.
Rysunek 42: Schemat poczenia ebra poredniego ze rodnikiem.
Sia w skrzydle ebra poprzecznego
V s , Ed=N Ed
2= 206,8
2=103,4 kN
Mimord dziaania siy wzgldem paszczyzny styku ebra ze rodnikiem
ev=bs2=75
2=37,5 mm
Dobr gruboci spoin czcych pasy ze rodnikiem
t1=6 mm , t 2=8 mm
0,2t 2=0,28=1,6 mma0,7 t 1=0,76=4,2 mm
Przyjto aw=3mm .
Dugo spoin czcych ebro ze rodnikiem podcigu
lw=hw 2c=900 225=850 mm
Wspczynnik redukcyjny z uwagi na dugo spoiny
Lw=1,1 lw17
=1,1 0,8517
=1,05>1,0
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 115/165
Strop belkowy.
Przyjto: Lw=1,0
Wspczynnik korelacji dla stali S275 wynosi w=0,85 .
Warunek nonoci spoin
2 2+3 2=2(3V s , Ed b2 aw lw2 )2+3( V s , Ed2 aw lw )2==2(2103,410375238502 )2+3(103,410323850 )2=35,9 Nmm2 < f u w M2 Lw ,2=
= 4300,851,25
=404,7 Nmm2
UWAGA:Zaprojektowane ebro porednie moe zosta zastosowane na odcinku podcigu
z pasami o szerokoci b f =160 mm . Biorc pod uwag, e wystpuje stay rozstaw
belek stropowych a = 1800 mm a siy poprzeczne nie przekraczaj V Ed=390,2 kN
nie jest wymagane sprawdzenie eber na tym odcinku.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 116/165
Strop belkowy.
Rysunek 43: ebra porednie w przekroju blachownicy o pasach szerokoci 160 mm.
Wymiarowanie poczenia pasa ze rodnikiem.Spoiny w przekroju przsa 01 i podpory 1Parametry przekroju poprzecznego
b f=200 mm , t f =16 mm , hw=900 mm , tw=6 mm .
Przyjto poczenie cigymi, obustronnymi spoinami
pachwinowymi.
Grubo spoiny czcej pas ze rodnikiem dobrana
wczeniej
a=4 mm .
Najwiksza sia poprzeczna na odcinku wystpowania
przekroju
V Ed=392,1kN .
Moment statyczny pasa wzgldem osi obojtnej:
S y=b f t f ( hw+t f2 )=20016(900+162 )=1465,6103 mm3 .dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 117/165
Strop belkowy.
Gwny centralny moment bezwadnoci
J y=170721,6104 mm4 .
Wspczynnik korelacji dla stali S275
w=0,85 .
Sprawdzenie nonoci spoin
=V Ed S y2 J y a
=392,11031465,6103
2170712,61044=42,1 N
mm2e1, min=1,2 d 0=1,218=21,6 mm
e2=35 mm>e2,min=1,2 d 0=1,218=21,6 mm
p1=95 mm> p1,min=2,2 d0=2,218=39,6 mm
p2=90 mm> p2, min=2,4 d 0=2,418=43,2 mm
Odlego midzy skrajnymi cznikami (po jednej stronie zcza, w kierunku
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 129/165
Strop belkowy.
dziaania obcienia)
L j=2 p1=295=190 mm
Strop belkowy.
F b , Rd21=k 1 b f u d t
M2 =2,51,0430168
1,25=110,1103 N =110,1 kN
Okrelenie nonoci zcza
F Rd ,1=min (F v , Rd ; Fb ,Rd1 ; F b , Rd2)=min(48,3103 ;110,1103 ;110,1103)=
=48,3103 N
F Rd=n F Rd1=648,3103=289,8103 N
Warunek nonoci
N f , EdF Rd
= 242,5103
289,8103=0,84
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci nakadek
Z uwagi na wiksze pole przekroju nakadki oraz zblion relacj momentw
bezwadnoci przyjto spenienie warunkw nonoci nakadek.
Poczenie rodnika
Przyjcie liczby cznikw w rodniku
Przyjto do sprawdzenia n=16 rub w rozmieszczeniu, jak na poniszym rysunku.
Sprawdzenie warunkw ograniczajcych rozstawy
e1=60 mm>e1, min=1,2 d 0=1,218=21,6 mm
e2=60 mm>e2,min=1,2 d 0=1,218=21,6 mm
p1=140 mm> p1, min=2,2 d0=2,218=39,6 mm
p2=80 mm> p2, min=2,4 d 0=2,418=43,2 mm
Obliczeniowa nono ruby na cinanie w poczeniu
dwucitym
Przyjto, e paszczyzna cinania nie przechodzi przez
gwintowan cz ruby.
v=0,6 .
F v , Rd=2 v f ub A M2 =2
0,65002,011102
1,25=96,6103 N=96,6 kN
Obliczeniowa nono ruby na docisk
Minimalna grubo poddana dociskowi w jednym kierunku
t=min(t w ;2 t P)=min (6 ; 28=16 mm)=6 mm
Kierunek pionowy
k 1=min{2,8e2d 0
1,7=2,8 6018
1,7=7,63
1,4p2d 0
1,7=1,4 80181,7=4,52
2,5}=2,5
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 132/165
Strop belkowy.
b=min{ d=e1
3 d 0= 60
318=1,11
f ubf u
=500430=1,41
1,0}=1,0
F bv , Rd=k 1 b f u d t
M2 =2,51,0430166
1,25=82,6103 N=82,6 kN
Kierunek poziomy
k 1=min{2,8e1d 0
1,7=2,8 6018
1,7=7,63
1,4p1d0
1,7=1,4 80181,7=4,52
2,5}=2,5
b=min{ d=e2
3 d 0= 60
318=1,11
f ubf u
=500430=1,41
1,0}=1,0
F bh ,Rd=k 1 b f u d t
M2 =2,51,0430166
1,25=82,6103 N=82,6 kN
Wspczynniki redukcyjne z uwagi na dugo zcza
Kierunek poziomy
L jh=2 p1=280=160 mm15 d=1516=240 mm
vLf =1 L jv 15d
200 d=1 700 1516
20016=0,856
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci zcza sprawdzenie nonoci najbardziej wytonego
cznika.
Skadowe obcienia w rubie
Sia pochodzca od siy poprzecznej w rodniku
F V , Ed=V Ed
n=128,910
3
16=8,1103 N .
Moment zginajcy w rodku cikoci cznikw
M 0, Ed=M w , Ed+V Ed(e2+ p22 )=153,5106++128,9103(60+ 2802 )=171,5106 Nmm
Odlegoci rub od rodka cikoci grupy cznikw
x11=80 mm , z11=70 mm ,
x21=80 mm , z21=210 mm ,
x31=80 mm , z31=350 mm ,
x22=0 mm , z22=210 mm ,
x32=0 mm , z32=350 mm ,
x13=80 mm , z13=70 mm ,
x 23=80 mm , z 23=210 mm
x 33=80mm , z 33=350 mm
Sumy kwadratw odlegoci
xi2=6 xi12 +4 xi22 +6 xi32 =6(80 )2+402+6802=768102 mm2
z i2=4 z1i2 +6 z2i2 +6 z3i2 =4702+62102+63502=10192102 mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 134/165
Strop belkowy.
Skadowe siy od momentu zginajcego w najbardziej wytonej rubie
xmax=x33=80 mm
zmax= z33=350 mm
F Mv ,Ed=M 0, Edxmax
xi2+ zi2=171,5106 80
768102+10192102=12,5103 N
F Mh , Ed=M 0, Edzmax
xi2+ zi2=171,5106 350
768102+10192102=54,8103 N
Sprawdzenie nonoci
z uwagi na cinanie rub zwikszenie siy na kierunku pionowym (dugo zcza)
F V , Ed ,red=FV , Ed+F Mv , Ed
vLf=8,110
3+12,5103
0,856=24,0103 N
F H ,Ed=F Mh , Ed=54,8103 N
F Ed=F V , Ed ,red2 +F H ,Ed2 =(24,0103)2+(54,8103)2=59,8103 NWarunek nonoci
F EdF v , Rd
=59,8103
96,6103=0,62
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci osabionego przekroju rodnika
Nono na cinanie przekroju brutto
V pl , Rd=hw t wf y
3 M0=9006 275
31,0=857,4103 N
Warunek nonoci
V EdV pl , Rd
=128,9103
857,4103=0,15
Strop belkowy.
Warunek nonoci
M k , EdM el , Rd
=189,6106
222,8106=0,85At f y M0 =
27,01022751,0
=742,5103 N
W obliczeniach nonoci nie trzeba uwzgldnia osabienia otworami w rozciganej
czci rodnika.
Sprawdzenie nonoci przykadek
Z uwagi na wikszy moment bezwadnoci przykadek i relacj momentw
bezwadnoci warunki nonoci przykadek uwaa si za spenione.
Oparcie podcigu na podporze skrajnej
Projektowane jest oparcie na podporze 0. Podpor stanowi elbetowy sup elbetowy
o przekroju bh=3030 cm z betonu C16/20 o f cd=11,4N
mm2 .
Maksymalna reakcja podporowa V Ed=291,0103 N.
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 137/165
Strop belkowy.
Przyjto rozwizanie oparcia jak na poniszym schemacie.
Blacha pozioma
Przyjto wymiary w rzucie BL=200260 mm .
Sprawdzenie nosnosci na docisk betonu supa.
Pole docisku
Ac0=B L=200260=520102 mm2 .
Pole rozdziau obcienia (ograniczone wymiarami przekroju supa)
Ac1=b h=300300=900102 mm2 .
Nono na docisk
N Rd=Aco f cd Ac1Ac0=90010211.4 900102520102=781,8103 N
Strop belkowy.
Pytka centrujca
Przyjto pask pytk centrujc o wymiarach w rzucie:
b pcl pc=60200 mm
Okrelenie wymaganej gruboci blachy
Minimalna grubo blachy poziomej
Wysig wspornikowej czci blachy poziomej
lw1=0,5(B bpc)=0,5(200 60)=70 mm
Naprenia pod blach
1=V EdB L
= 271,0103
200260=5,21 N
mm2.
tmin=l1w 3 1 M0f y =70 35,211,0275 =16,7 mmPrzyjto blach poziom o gruboci t=20 mm .
Minimalna sumaryczna grubo blachy poziomej i pytki centrujcej
tmin=0,5 B 3 1 M0f y =0,5200 35,211,0275 =23,8 mmPrzyjto pytk centrujc o gruboci t pc=16 mm .
Sumaryczna grubo pytki centrujcej i blachy poziomej
t pc+t=16+20=36 mm> tmin=23,8mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 139/165
Strop belkowy.
Spoiny czce pytk centrujc z blach poziom
Dobr gruboci spoin
a0,7 t=0,720=14 mm
Przyjto spoiny o gruboci a=4 mm , dugo spoin l w=200 mm .
=V Ed
2 a l w= 271,010
3
24200=169,4 N
mm2
= =2
=169,42
=119,8 Nmm2
=0N
mm2
=119,8N
mm2l w ,min=30 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 149/165
Strop belkowy.
Sprawdzenie nonoci spoin
Geometria kadu spoin
Aw=2 a l wy+a l wz=2445+4150=9,6102 mm2
S11=a l wzlwy+a
2 =415045+4
2 =14,7103 mm3
e y=S11Aw
=14,7103
9,6 102=15,3 mm
J wy=a l wz
3
12 +2 a lwy( l wz+a2 )2
= 41503
12 +
+2445(150+42 )2
=325,9104 mm4
J wz=2(a lwy312 +a l wy e y2)+a lwz(lwy+a2 e y)2
=
=2(445312 +44515,32)+4150(45+42 15,3)2
=
=19,6104 mm4
Biegunowy moment bezwadnoci
J w0=J wy+ J wz=325,9104+19,6104=345,5104 mm4
Odlego od rodka cikoci kadu spoin do najbardziej wytonego punktu spoiny
rmax=( lwz2 )2+( lwy2 +e y)2=(1502 )2+(452 +15,3)2=84 mmOkrelenie skadowych naprenia stycznego
Naprenia od momentu zginajcego
M=M p , EdrmaxJ 0
=3,24 106 84345,5104
=78,6 Nmm2
My= Ml wz
2 rmax=78,6 150284=70,2
Nmm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 150/165
Strop belkowy.
Mz= Mlwy+2 e y
2 rmax=78,6 45+215,3284 =35,4
Nmm2
Naprenia od siy poprzecznej
V=V p , Ed
Aw=45,310
3
9,6102=47,2 N
mm2
Naprenie wypadkowe
= ( Mz+ V )2+ My2 =(35,4+47,2)2+70,22=108,4 Nmm2b f =200 mm
Szeroko pytki centrujcej, okrelona z warunku docisku
bmin=N Ed
l pc f y= 83010
3
240275=12,6 mm
Przyjto: b pc=60 mmNaprenia docisku pod pytk
d=N Ed
b pc l pc=83010
3
60240=57,6 N
mm2< f y=275
Nmm2
Grubo pytki centrujcej
Przyjto: t pc=20 mm
ebro pionowe (przepona)
Dugo przepony (rwna wysokoci trzonu supa): l zp=220 mm .
Wysoko przepony (rwna wysokoci przewizek skrajnych):
h zp=230 mm .
Grubo przepony (z warunku docisku):
tmin=N Ed
l zp f y= 83010
3
220275=13,7 mm
Przyjto: t zp=14 mm
Sprawdzenie nonoci na zginanie i cinanie zastpczego przekroju zoonego
z: pytki centrujcej, efektywnej czci blachy poziomej i przepony
Szeroko efektywna blachy poziomej
bp ,eff=b pc+2 t p=60+212=84 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 153/165
Strop belkowy.
Geometria przekroju zastpczego
Apz=bpc t pc+b p ,eff t p+t zp hzp=6020+8412+14230==54,3102 mm2
S y , pz=bpc t pc(0,5 t pc+t p+hzp)+t pb p ,eff (0,5 t p+hzp)+0,5 t zp hzp2 =
=6020 (0,520+12+230)+1284(0,512+230)+0,5142302==910,6103 mm3
z pz=S y , pzA pz
= 910,6103
54,3102=168 mm
J y , pz=b pc t pc
3
12 +t pc b pc(0,5 t pc+t p+h zp z pz)2+
bp ,eff t p3
12 +b p ,eff t p(0,5 t p+h zpz pz)2+
+t zp hzp
3
12+t zp hzp(0,5 hzp z pz)
2=60203
12+6020(0,520+12+230168)2+
+ 84123
12+8412(0,512+230168)2+14230
3
12+14230 (0,5230168 )2=
=3642104 mm4
W el , y ,1=J y , pzz pz
=3642104
168 =217,1103 mm3
W el , y ,2=J y , pz
t pc+t p+h zpz pz= 364210
4
20+12+230168=386,4103 mm3
Obcienie umownej belki
q z=N Edl pc
=830103
240 =3,458103 N
mm2Siy wewntrzne w umownej belce
M Ed=qz l
2
8 =3,4581032402
8 =24,9106 Nmm
V Ed=q z l2 =
3,4581032402 =41510
3 N
Nono obliczeniowa na zginanie
M c ,Rd=W el , y ,1f y M0=217,110
3 2751,0 =59,710
6 Nmm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 154/165
Strop belkowy.
Warunek nonoci
M EdM c , Rd
=24,9106
59,7106=0,42
Strop belkowy.
Moment statyczny pytki centrujcej wzgldem osi obojtnej w ukadzie pytka
centrujca, efektywna cz blachy poziomej, przepona
S y , pc=t pc b pc(0,5 t pc+t p+h zp z pz)=2060(0,520+12+230 168)=101,1103 mm3
=V Ed S y , pc2 J y , pz a
=415103101,1103
236421044=144,0 N
mm2
Warunki nonoci spoin
=76,4N
mm2l w ,min=30 mm
Naprenia w spoinie od czci reakcji podcigu
=0,25 N Ed
2 a lw=0,2583010
3
25220=94,3 N
mm2
Skadowe naprenia w spoinach
= =2
= 94,32
=66,7 Nmm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 156/165
Strop belkowy.
Moment statyczny pytki centrujcej i efektywnej czci blachy poziomej wzgldem
osi obojtnej w ukadzie pytka centrujca, efektywna cz blachy poziomej,
przepona
S y , p=t pc b pc (0,5 t pc+t p+hzp z pz )+t pb p , eff (0,5 t p+hzp z pz)==2060 (0,520+12+230 168 )+1284 (0,512+230168 )=169,9103 mm3
=V Ed S y , p2 J y , pz a
=415103169,9103
236421045=193,6 N
mm2
Warunki nonoci spoin
=66,7N
mm2l w ,min=30 mm
Naprenia w spoinach
= = 2= 02
=0 Nmm2
=V Ed2a l w
= 415103
24230=225,5N
mm2
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 157/165
Strop belkowy.
2 +3( 2 + 2)=02+3 (0 2+225,52)=390,6 Nmm2 l w ,min=30 mm
Naprenia w spoinach (wzito pod uwag jedynie pionowe odcinki spoin)
= =2
= 02
=0 Nmm2
=V Ed
2 a l w= 41510
3
24230=225,5 N
mm2
2 +3( 2 + 2)=02+3 (0 2+225,52)=390,6 Nmm2 1,5 hb=1,5150=225 mm
Okrelenie wymiarw blachy poziomej
Zaoono wstpnie wysig blach trapezowych poza obrys trzonu supa wynoszcy:
l b=100 mm .
Parametry pomocnicze
X 1=8 f cd=811,4=91,43N
mm2
X 2=4 B s f cd+4 H s f cd+8 lb f cd 4 tw f cd=426011,4+422011,4+810011,4+
49,511,4=30,65103 Nmm
X 3=2 Bs t ps f cd+2 H s t w f cd+4 lb t ps f cd=22601211,4+22209,511,4++41001211,4=173,9103 N
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 160/165
Strop belkowy.
Okrelony wstpnie wysig strefy docisku
c=X 2 X 22 4 X 1 X 3+4 X 1 N Ed
2 X 1=
=30,65103(30,65103)2+491,43173,9103491,43830103
291,43 =23,0 mm
Minimalna grubo blachy poziomej
t p ,min=c
f y3 f cd M0= 23,0
275311,41,0=8,1 mm
Przyjto blach poziom o gruboci t p=12 mm .
Maksymalny wysig strefy docisku dla przyjtej gruboci blachy poziomej
c=t p f y3 f cd M0 =12 275311,41,0 =34 mmOstateczne wymiary blachy poziomej
B p=B s+2 lb=260+2100=460 mm
H p>H s+2c=220+234=288 mm
Przyjto: H p=300 mm
B pH p=460300 mm
Sprawdzenie nonoci podstawy
Wymiary krcw teowych
Blachy trapezowe
beff ,1=t ps+2 c=12+234=80 mm
l eff ,1=Bp=460 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 161/165
Strop belkowy.
rodniki trzonu supa
beff ,2=tw+2 c=9,5+234=77,5 mm
l eff ,2=H s 2 c=220 234=152 mm
Nonoci krcw teowych
F C ,Rd ,1=beff ,1 l eff ,1 f cd=8046011,4=420,6103 N
F C ,Rd ,2=beff ,2 l eff ,2 f cd=77,515211,4=134,6103 N
Obliczeniowa nono podstawy
N Rd=2 FC ,Rd ,1+2 FC , Rd ,2=2420,6103+2134,6103=1110,4103 N
Warunek nonoci
N EdN Rd
= 830103
1110,4103=0,75
Strop belkowy.
J y , pz=beff t p
3
12 +beff t p(0,5 t p z pz)2+
t ps hps3
12 +t ps hps (0,5 h ps+t p z pz)2=
=80123
12+8012(0,51296 )2+12230
3
12+12230 (0,5230+1296)2=
=2260,7104 mm4
W el , y ,1=J y , pzz pz
= 2260,7104
96=236103 mm3
W el , y ,2=J y , pz
h ps+t p z pz= 2260,710
4
230+12 96=154,6103 mm3
Naprenia na efektywnym polu docisku
=N Ed
2 beff ,1 l eff ,1+2 beff ,2 l eff ,2= 83010
3
280460+277,5152=8,54 N
mm2
Liniowe obcienie oddziaujce na przekrj zastpczy
q z= beff=8,5480=683,4N
mm .
Maksymalne siy wewntrzne obliczone przy zaoeniu pracy zastpczego przekroju,
jako wspornika o wysigu l b=100 mm .
M Ed=q zlb
2
2 =683,4100 2
2 =3,42106 Nmm
V Ed=q z lb=683,4100=68,3103 N
Obliczeniowa nono na zginanie
M c , Rd=W el , y ,2f y M0 =154,610
3 2751,0
=42,5106 Nmm
Warunek nonoci
M EdM c ,Rd
=3,42106
42,5106=0,08
Strop belkowy.
Obliczeniowa nono na cinanie
V c ,Rd=t ps(h ps t p2 ) f y3 M0 =12(230122 ) 27531,0 =426,8103 NWarunek nonoci
V EdV c , Rd
= 68,3103
426,8103=0,16l w ,min=30 mm
rodniki:
l w2=H s 2(t f +r )=220 2(12,5+12,5)=170 mm>l w , min=30 mm
dr in. Rafa Tews Konstrukcje metalowe PN-EN 1993 164/165
Strop belkowy.
Naprenia w spoinach
Moment statyczny efektywnego pola blachy poziomej wzgldem osi obojtnej
przekroju zbudowanego z blachy trapezowej i efektywnej czci blachy poziomej
S y , p=beff t p( z pz 0,5 t p)=9412(92 0,512)=80,5103 mm3
=V Ed S y , p2 J y , pz a
=67,910380,5103
21989,11044=34,3 N
mm2
Naprenia normalne
=N Ed
2 a l w1+2 a lw2= 83010
3
24460+24170=129,7N
mm2
Skadowe naprenia w spoinach
= = 2=129,7
2=91,7 N
mm2
Warunki nonoci spoin
=91,7N
mm2