Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek

Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek

Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek
zespolonych
Podano zalecenia dotyczące wstępnego doboru belek zespolonych swobodnie podpartych,
głównych i drugorzędnych.
Zawartość
1.
Porównanie z belkami stalowymi
2
2.
Sposób uŜycia diagramów
2
3.
Literatura
8
Strona 1
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
1.
Porównanie z belkami stalowymi
Nośność przy zginaniu belek zespolonych jest zwykle od 60 do 120% większa w stosunku do
nośności kształtownika stalowego, zaleŜnie od wymiarów belki i przęsła płyty stropowej.
Sztywność belki zespolonej jest zwykle od 150% do 300% większa w porównaniu do
sztywności kształtownika stalowego. Dlatego belki zespolone mają mniejszą wysokość
konstrukcyjną od belek stalowych.
Typowy stosunek rozpiętości do wysokości przekroju wynosi od 18 do 20 w przypadku belek
zespolonych równomiernie obciąŜonych (rozpatrując wysokość jako sumę wysokości
kształtownika stalowego i płyty stropowej).
2.
Sposób uŜycia diagramów
Diagramy podane w niniejszej publikacji zaczerpnięto z publikacji 113 ECCS-u(1).
2.1
Diagramy dla belek równomiernie obciąŜonych
W przypadku belek równomiernie obciąŜonych, zaprezentowano diagramy dotyczące belek
drugorzędnych, w funkcji:
Największej rozpiętości belki,
Rozpiętości przęsła płyty stropowej (lub rozstawu belek),
PrzyłoŜonego obciąŜenia, o wartości 3,5 lub 5 kN/m2.
Diagramy obejmują kształtowniki IPE i HEA, oraz płyty stropowe o wysokości od 120 do
200 mm.
Podczas przygotowania diagramów poczyniono następujące załoŜenia:
Poszycie ze stalowych blach posiada fałdy o wysokości 50 mm i w rozstawie co 150 mm.
Łączniki ścinane o średnicy 19 mm są przyspawane do pasa belki, z jednym łącznikiem
w kaŜdej dolinie fałdy poszycia.
UŜyto betonu zwykłego klasy C25/30.
UŜyto stali gatunku S355.
CięŜar własny konstrukcji przyjęto równy = 2 kN/m2.
CięŜar warstw wykończenia powoduje obciąŜenie o wartości 1,5 kN/m2.
Przyjęto współczynniki częściowe o wartościach γm = 1,0 dla stali i 1,5 dla betonu.
Ugięcie od obciąŜenia uŜytkowego jest ograniczone do 1/300 rozpiętości, zaś całkowite
ugięcie jest ograniczone do 1/250 rozpiętości przęsła belki. Jeśli warunki ugięcia
całkowitego nie są spełnione, belce nadawana jest strzałka odwrotna ugięcia.
Uwaga:
(1) W przypadku belek o rozpiętości większej niŜ 12 m, zwykle jest wymagane nadanie
belkom strzałki odwrotnej.
Strona 2
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
(2) W przypadku mniejszych obciąŜeń dopuszczalne rozpiętości mogą być zwiększone
proporcjonalnie pierwiastka kwadratowego redukcji obciąŜenia. Na przykład redukcja
obciąŜenia o 20% zwiększa dopuszczalną rozpiętość o około 10% (dokładnie 11,8%).
2.2
Diagramy dla belek głównych
W wypadku belek głównych diagram jest przedstawiony w postaci funkcji:
Największego obciąŜenia jednostkowego belki (rozpatrywanego jako zastępcze
obciąŜenie równomierne dla belek obciąŜonych siłami skupionymi).
Rozpiętości belki.
Diagramy obejmują kształtowniki IPE.
Wspólne parametry są podobne do tych wymienionych poprzedni i obejmują:
Stal gatunku S355
Beton klasy C25/30
Wysokości płyty stropowej = 140 mm
Poszycie ze stalowych blach posiada fałdy o wysokości 50 mm i w rozstawie co 150 mm.
Przy stosowaniu diagramów, największe obciąŜenie na jednostkę długości jest rozpatrywane
jako suma wszystkich obciąŜeń skupionych działających na belce, podzielonych przez
rozpiętość belki. ObciąŜenia są wyliczone przy uwzględnieniu współczynnika częściowego
o wartości 1,5 , d jest zaś wysokością płyty stropowej [m], g jest cięŜarem własnym belki
[kN/m], a p jest przyłoŜonym obciąŜeniem [kN/m].
2.3
Zastosowanie do belek ciągłych
Belki ciągłe mogą być projektowane z wykorzystaniem nośności plastycznej przekroju
w SGN, pod warunkiem spełnienia przez przekrój warunków klasy 1 lub 2. W niniejszym
opracowaniu rozwaŜono tylko kształtowniki z klasą 1 przekroju, umoŜliwiające globalną
analizę plastyczną (z pewnymi ograniczeniami).
Projektowanie belek ciągłych jest często uzaleŜnione od zachowania dopuszczalnej wartości
ugięć w SGU. W takich przypadkach największa rozpiętość przęsła belki ciągłej moŜe być
wzięta o 12% większa niŜ w porównaniu do belki swobodnie podpartej o tym samym
obciąŜeniu i rozpiętości. Tam, gdzie decydują warunki SGN skrajne przęsło belki ciągłej
moŜe być dłuŜsze o 20%, zaś wewnętrzne przęsło moŜe być dłuŜsze o 40% w porównaniu do
belki swobodnie podpartej obciąŜonej w ten sam sposób.
2.4
Dostępne oprogramowanie
Jako alternatywę do stosowania przedstawionych diagramów, moŜna stosować programy
komputerowe. Mogą zostać pobrane bez opłat ze strony:
http://www.arcelor.com/sections/en/software/CompositeStructures/default.html
Strona 3
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
22,0
Lb
L
b
B
21,0
dc
d c = 200
d c = 180
20,0
ha
19,0
d c = 160
d c = 140
d c = 120
18,0
f < 3 Hz
(m)
17,0
16,0
15,0
IPE 600, h a = 600
14,0
13,0
IPE 550, h a = 550
12,0
IPE 500, h a = 500
11,0
IPE 450, h a = 450
10,0
IPE 400, h a = 400
9,0
IPE 360, h a = 360
8,0
7,0
IPE 330, h a = 330
d c = 120 mm
d c = 140 mm
IPE 300, h a = 300
d c= 160 mm
6,0
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
B (m)
Rys. 2.1
Diagram do projektowania drugorzędnych belek zespolonych
PrzyłoŜone obciąŜenie = 3,5 kN/m2 kształtowniki IPE
Strona 4
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
23,0
Lb
L
b
B
22,0
(m)
dc
21,0
ha
d c = 160
d c = 140
20,0
d c = 120
19,0
f < 3 Hz
18,0
HEA 550, h a= 540
17,0
HEA 500, h a = 490
16,0
HEA 450, h a = 440
15,0
HEA 400, h a = 390
14,0
HEA 360, h a = 350
13,0
HEA 340, h a = 330
12,0
HEA 320, h a = 310
11,0
10,0
9,0
HEA 300, h a = 290
d c = 120 mm
d c = 140 mm
d c= 160 mm
8,0
2,0
Rys. 2.2
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Diagram do projektowania drugorzędnych belek zespolonych
PrzyłoŜone obciąŜenie = 3,5 kN/m2
kształtowniki HE
Strona 5
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
22,0
Lb
L
b
B
21,0
dc
20,0
ha
d c = 200
d c = 180
d c = 160
19,0
d c = 140
d c = 120
18,0
f < 3 Hz
(m)
17,0
16,0
15,0
14,0
IPE 600, h a = 600
13,0
12,0
IPE 550, h a = 550
11,0
IPE 500, h a = 500
10,0
IPE 450, h a = 450
9,0
IPE 400, h a = 400
8,0
7,0
IPE 360, h a = 360
d c = 120 mm
d c = 140 mm
IPE 330, h a = 330
d c= 160 mm
6,0
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0 IPE 300, h a = 300
B (m)
Rys. 2.3
Diagram do projektowania drugorzędnych belek zespolonych
PrzyłoŜone obciąŜenie = 5 kN/m2
kształtowniki IPE
Strona 6
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
23,0
Lb
B
22,0
dc
21,0
ha
d c = 160
d c = 140
L
b
20,0
d c = 120
19,0
f < 3 Hz
(m)
18,0
17,0
HEA 550, h a = 540
16,0
15,0
HEA 500, h a = 490
HEA 450, h a = 440
14,0
HEA 400, h a = 390
13,0
HEA 360, h a = 350
HEA 340, h a = 330
12,0
HEA 320, h a = 310
11,0
HEA 300, h a = 290
10,0
9,0
d c = 120 mm
d c = 140 mm
d c= 160 mm
8,0
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
B (m)
Rys. 2.4
Diagram do projektowania drugorzędnych belek zespolonych
PrzyłoŜone obciąŜenie = 5 kN/m2
kształtowniki HE
Strona 7
3.
13,2
12
(m)
b
L
10,8
9,6
8,4
50
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
290
310
330
350
370
390
6
Rys. 2.5
410
430
450
q d (kN/m)
7,2
IPE 360, h a = 360
Lb
IPE 400, h a = 400
B
IPE 450, h a = 450
ha
d c = 140
IPE 600, h a = 600
IPE 550, h a = 550
IPE 500, h a = 500
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
Diagram do projektowania głównych belek zespolonych
kształtowniki IPE (qd =obciąŜenie równowaŜne)
Literatura
ECCS. Design Tables and Graphs for Composite Beams to Eurocode 4, Brussels, 2001.
Strona 8
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
Protokół jakości
Tytuł zasobu
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
Odniesienie
ORYGINAŁ DOKUMENTU
Imię i nazwisko
Instytucja
Data
Stworzony przez
Dr Graham Owens
SCI
Zawartość techniczna sprawdzona
przez
Tom Cosgrove
SCI
Zawartość redakcyjna sprawdzona
przez
D C Iles
SCI
20/12/05
1. Wielka Brytania
G W Owens
SCI
29/11/05
2. Francja
A Bureau
CTICM
18/1/05
3. Szwecja
A Olsson
SBI
13/12/05
4. Niemcy
C Müller
RWTH
16/11/05
5. Hiszpania
J Chica
Labein
17/11/05
G W Owens
SCI
11/05/06
Zawartość techniczna zaaprobowana
przez:
Zasób zatwierdzony przez
Koordynatora Technicznego
TŁUMACZENIE DOKUMENTU
Tłumaczenie wykonał i sprawdził:
Tłumaczenie zatwierdzone przez:
L. Ślęczka, PRz
B. Stankiewicz
PRz
Strona 9
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
SN022a-PL-EU
Informacje ramowe
Tytuł*
Informacje uzupełniające: Wstępne projektowanie belek zespolonych
Seria
Opis*
Podano zalecenia dotyczące wstępnego doboru belek zespolonych swobodnie podpartych,
głównych i drugorzędnych.
Poziom
dostępu*
Umiejętności
specjalistyczne
Specjalista
Identyfikator*
Nazwa pliku
D:\ACCESS_STEEL_PL\SN\SN022a-PL-EU.doc
Format
Kategoria*
Microsoft Word 9.0; 10 stron; 243kb;
Typ zasobu
Informacje uzupełniające
Punkt widzenia
Engineer, Architect
Temat*
Obszar stosowania
Budynki wielokondygnacyjne
Daty
Data utworzenia
22/04/2009
Data ostatniej
modyfikacji
10/10/2005
Data sprawdzenia
WaŜny od
WaŜny do
Język(i)*
Kontakt
Polski
Autor
Dr Graham Owens, SCI
Sprawdził
Tom Cosgrove, SCI
Zatwierdził
Redaktor
Ostatnia modyfikacja
Słowa
kluczowe*
Belki zespolone, wstępne projektowanie
Zobacz teŜ
Odniesienie do
Eurokodu
Przykład(y)
obliczeniowy
Komentarz
Dyskusja
Inne
Sprawozdanie
Przydatność krajowa
Europa
Instrukcje
szczególne
Strona 10