PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

Transkrypt

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
Wydział Budownictwa i Architektury
Studia Stacjonarne II Stopnia
Rok akademicki 2014/2015
PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA
Temat projektu:
Optymalizacja podsuwnicowych słupów hal
Optimization of crane columns hall
Promotor pracy:
dr inż. Leszek CHODOR
Prace wykonał:
inż. Sławomir CHUDY
Kielce 2015
Składam serdeczne podziękowania Promotorowi,
Panu dr inż. Leszkowi Chodor za cenne uwagi
i wskazówki udzielone podczas pisania niniejszej pracy.
Bez jego wsparcia i pomocy stworzenie pracy magisterskiej
byłoby znacznie trudniejsze i bardziej czasochłonne.
Pragnę również podziękować wszystkim tym,
którzy okazali życzliwość i pomoc w pisaniu pracy.
SPIS TREŚCI
1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA______________________________________________________ 3
1.1. Wstęp ____________________________________________________________________ 3
1.2. Wiadomości ogólne o konstrukcji hal ___________________________________________ 3
1.2.1.
Rodzaje hal _____________________________________________________________________ 3
1.3. Transport suwnicowy w halach ________________________________________________ 7
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
1.3.6.
Rodzaje transportu suwnicowego ___________________________________________________ 7
Wciągniki jednoszynowe __________________________________________________________ 8
Suwnice podwieszone ____________________________________________________________ 9
Suwnice natorowe jednodźwigarowe _______________________________________________ 10
Suwnice natorowe dwudźwigarowe ________________________________________________ 11
Suwnice wspornikowe (konsolowe) _________________________________________________ 12
1.4. Belki podsuwnicowe ________________________________________________________ 14
1.4.1.
1.4.2.
1.4.3.
Klasyfikacja dźwignic _____________________________________________________________ 15
Sposoby podparcia belek podsuwnicowych __________________________________________ 15
Rodzaje konstrukcji belek podsuwnicowych __________________________________________ 16
1.5. Słupy podsuwnicowe hal ____________________________________________________ 20
1.5.1.
1.5.2.
1.5.3.
1.5.4.
1.5.5.
1.5.6.
1.5.7.
Obciążenia słupów ______________________________________________________________ 21
Ogólny podział słupów hal ________________________________________________________ 21
Schematy statyczne słupów _______________________________________________________ 22
Geometrie słupów głównych hal ___________________________________________________ 24
Słupy stalowe __________________________________________________________________ 26
Słupy żelbetowe ________________________________________________________________ 29
Słupy zespolone ________________________________________________________________ 37
1.6. Ognioodporność elementów konstrukcji________________________________________ 41
1.6.1.
1.6.2.
1.6.3.
1.6.4.
1.6.5.
1.6.6.
1.6.7.
Cele zabezpieczania przeciwpożarowego ____________________________________________ 41
Odporność ogniowa budynków i elementów konstrukcyjnych ___________________________ 41
Modele pożarów ________________________________________________________________ 44
Metody projektowania ___________________________________________________________ 45
Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji stalowych __________________________________ 48
Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji żelbetowych ________________________________ 57
Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych ______________ 61
2. CZĘŚĆ ANALITYCZNA _____________________________________________________ 65
2.1. Założenia projektowe _______________________________________________________ 65
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
2.1.5.
Przyjęcie rodzajów słupów do optymalizacji __________________________________________ 65
Założenia obliczeniowe ___________________________________________________________ 65
Założenia dotyczące spoin ________________________________________________________ 67
Założenia dotyczące zabezpieczenia antykorozyjnego elementów stalowych________________ 67
Założenia dotyczące zabezpieczenia przeciwpożarowego słupów _________________________ 67
2.2. Weryfikacja słupów stalowych walcowanych ____________________________________ 68
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 68
Zestawienie elementów konstrukcyjnych ____________________________________________ 68
Zabezpieczenie przeciwpożarowe __________________________________________________ 69
2.3. Weryfikacja słupów stalowych pełnościennych __________________________________ 69
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 69
2.4. Weryfikacja słupów stalowych skratowanych____________________________________ 71
2.4.1.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 71
Strona 1
SPIS TREŚCI
2.4.2.
2.4.3.
2.5. Weryfikacja słupów żelbetowych prostokątnych _________________________________ 73
2.5.1.
2.5.2.
2.5.3.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 73
2.6. Weryfikacja słupów zespolonych w pełni obetonowanych _________________________ 74
2.6.1.
2.6.2.
2.6.3.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 74
2.7. Weryfikacja słupów zespolonych częściowo obetonowanych _______________________ 75
2.7.1.
2.7.2.
2.7.3.
Schemat słupa __________________________________________________________________ 75
2.8. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów stalowych walcowanych _______________ 77
2.8.1.
2.8.2.
Zestawienie elementów konstrukcyjnych wraz z schematami połączeń ____________________ 77
2.9. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów żelbetowych prostokątnych ____________ 78
2.9.1.
2.9.2.
2.10. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych w pełni obetonowanych ____ 79
2.10.1. Zestawienie elementów konstrukcyjnych ____________________________________________ 79
2.10.2. Zabezpieczenie przeciwpożarowe __________________________________________________ 80
2.11. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych częściowo obetonowanych __ 80
2.11.1. Zestawienie elementów konstrukcyjnych wraz z schematami połączeń ____________________ 80
2.11.2. Zabezpieczenie przeciwpożarowe __________________________________________________ 81
2.12. Zestawienie cen wykonania słupów ___________________________________________ 82
2.12.1. Założenia wyjściowe _____________________________________________________________ 82
2.12.2. Przyjęte ceny ___________________________________________________________________ 83
2.12.3. Zestawienie cen wykonania słupów i poszczególnych ich elementów ______________________ 84
3. WYNIKI ANALIZ I WNIOSKI ________________________________________________ 86
3.1. Graficzne zestawienie wyników przeprowadzonych analiz i obliczeń _________________ 86
3.2. Wnioski __________________________________________________________________ 90
3.2.1.
3.2.2.
Wniosek generalny ______________________________________________________________ 90
Wnioski szczegółowe ____________________________________________________________ 90
LITERATURA: _____________________________________________________________ 92
Strona 2
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Wstęp, Wiadomości ogólne o konstrukcji hal
1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA
1.1. Wstęp
Tematem pracy dyplomowej magisterskiej jest optymalizacja słupów podsuwnicowych hal.
Słupy podsuwnicowe odgrywają bardzo ważną rolę w halach przemysłowych, ponieważ mogą
być zaprojektowane na kilkanaście różnych sposobów. Mogą być żelbetowe, stalowe lub zespolone.
Każdy słup wyróżnia się innymi właściwościami, jakimi są:
− ognioodporność,
− nośność,
− wytrzymałość zmęczeniowa,
− koszty produkcji i montażu,
− ilość potrzebnego materiału,
− ciężar konstrukcji słupa,
− wymiary gabarytowe (szerokość, grubość),
− użyte materiały,
− możliwość zamontowania jednej lub więcej suwnic.
1.2. Wiadomości ogólne o konstrukcji hal
Halami nazywa się budynki najczęściej parterowe, które mogą mieć jedną lub więcej naw. W
większości wypadków nie są one podpiwniczone. Cechują się brakiem wewnętrznych ścian
poprzecznych i podłużnych. Projektując hale stara się o to aby było w niej jak najwięcej wydzielonej
powierzchni użytkowej – osłoniętej ścianami zewnętrznymi i zadaszonej, co chroni ją przed wpływami
czynników atmosferycznych, tj. śnieg, deszcz, wiatr, grad, pył, temperatura, itp. Niektóre części hal
parterowych są wydzielone i ukształtowane jako wielokondygnacyjne (najczęściej o przeznaczeniu
biurowym lub sanitarnym).
Ze względu na typ obudowy można wyróżnić hale z dachem i ścianami zewnętrznymi
ocieplonymi lub nieocieplonymi oraz wiatę – cechującą się brakiem ścian (przegród) zewnętrznych.
Wymagania użytkowe obiektu halowego decydują o jego kształcie, wielkości i przeznaczeniu.
Wszelkiego rodzaju modernizacje, naprawy, wzmacnianie, przebudowy, hal są stosunkowo proste, a
rozbiórka ich oraz montaż na placu budowy są wykonywane na ogół bardzo szybko i bez większych
trudności. [1][2]
1.2.1. Rodzaje hal
Hale możemy podzielić na:
Ze względu na ich przeznaczenie [1][3]:
− przemysłowe (produkcyjne),
− użyteczności publicznej (handlowe, widowiskowe, wystawowe, sportowe, dworcowe
kolejowe i lotnicze),
− obsługowe (hangary, stacje obsługi, zajezdnie),
− składowe (magazyny).
Strona 3
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Wiadomości ogólne o konstrukcji hal
Ze względu na rodzaj transportu wewnętrznego [3]:
− z transportem suwnicowym, który obciąża układ poprzeczny hali (podparty, podwieszony lub
wspornikowy – zwany konsolowym),
− bez transportu suwnicowego obciążającego układ poprzeczny hali.
Ze względu na konstrukcję [3]:
− wyraźnie zauważalne układy poprzeczne,
− brak wyraźnych układów poprzecznych – do takich hal zaliczają się hale o przekryciu
kratownicowym strukturalnym (materace kratowe) oraz hale magazynowe wysokiego
składowania; do tego kryterium również zaliczyć możemy układy mieszane typu
tarczownicowego lub szedowego, których układy poprzeczne przechodzą przez układy
podłużne tworząc konstrukcję przekrycia hali.
Hale przemysłowe są budynkami projektowanymi i przeznaczonymi do realizacji określonego
wcześniej celu o charakterze produkcyjnym. Może występować w nich wytwarzane, montowane lub
magazynowane materiałów i wyrobów, czy też mogą one posłużyć jako zaplecze produkcyjne
(maszynownie, kotłownie, palarnie, itp.). Konstrukcja hali powinna być tak zaprojektowana i
wykonana aby zapewniała optymalne i właściwe jej użytkowanie, zgodne z wcześniejszymi
założeniami co do jej przeznaczenia. Należy pamiętać o tym, że podczas jej eksploatacji mogą
wystąpić zmiany technologiczne, tj. rozbudowa, modernizacja, zmiana branży produkcyjnej, zmiana
przeznaczenia obiektu, które to możliwości musimy uwzględnić w fazie jej projektowania. [1]
Fot. 1: Hala przemysłowa kilkukondygnacyjna o konstrukcji mieszanej. [W1]
Strona 4
Fot. 2: Hala przemysłowa stalowa z dwiema suwnicami o udźwigu 10 i 37 ton. [W2]
Znaczny wpływ na rozwiązania konstrukcyjne hal, ich kształt i cechy geometryczne ma
technologia produkcji, transport suwnicowy wewnętrzny, oświetlenie, wentylacja i
termoizolacyjność. Hale przemysłowe mogą być wyposażone w różne urządzenia technologicznie
ruchome bądź stałe, takie jak: suwnice, podnośniki, maszyny, wysięgniki, taśmy, ciągi instalacyjne i
transportowe, żurawie. Urządzenia te mają na celu zapewniać prawidłowy przebieg procesu
produkcyjnego.
Dużą powtarzalnością zespołów i elementów konstrukcyjnych charakteryzują się konstrukcje
nośne hal, co sprzyja ich ujednoliceniu i wprowadzeniu rozwiązań systemowych, które maja na celu
uproszczenie konstrukcji i w znacznym stopniu ułatwienie ich montażu. Projektowane są one z reguły
z płaskich układów poprzecznych, przenoszących obciążenia technologiczne (np. od suwnic, urządzeń
technologicznych podczepionych do dźwigarów) i klimatyczne, które są przekazywane z dachu i ścian
budynku. Rozmieszczone prostopadle do osi podłużnej obiektu poprzeczne układy nośne są
połączone ze sobą elementami podłużnymi takimi jak płatwie i rygle oraz stężeniami. [1]
Fot. 3: Powyższa fotografia przedstawia powtarzalność elementów i zespołów konstrukcyjnych hali. [W3]
Strona 5
Hale składowe są to obiekty magazynowe niskiego lub wysokiego składowania. Związane są z
handlem, transportem, rezerwami wojskowymi lub państwowymi itp. ale w żadnym stopniu z
zakładem przemysłowym. Najczęściej ich głównym wyposażeniem są urządzenia przenośnikowe i
dźwigowo-transportowe. Znaczna część tych obiektów posiada zazwyczaj takie same konstrukcje
ustrojów nośnych co są stosowane w halach przemysłowych, składające się z płaskich układów
poprzecznych połączonych razem ze sobą stężeniami, płatwiami i ryglami ściennymi, które razem
tworzą przestrzenny ustrój. Hale magazynowe mogą być również skonstruowane w postaci
przestrzennej struktury prętowej. [1]
Fot. 4: Hala składowa wysokiego składowania. [W4]
Hale użyteczności publicznej (sportowe, widowiskowe, wystawowe, konferencyjne), a także
hale obsługowe (handlowo-usługowe, dworcowe kolejowe i autobusowe, lotnicze, zajezdnie,
hangary, stacje obsługi samochodów) są bardzo zróżnicowane między sobą jeśli chodzi o ich
architekturę i konstrukcję układów nośnych. Przeznaczenie tych obiektów halowych stawia przed
nimi specjalne wymagania: architektoniczne (np. wygląd i układ stadionu), konstrukcyjne (duże
rozpiętości, różne urządzenia technologiczne), instalacyjne, przeciwpożarowe, akustyczne,
ewakuacyjne, termoizolacyjne itp. Obiekty te w dużej mierze wyróżniają się między sobą
oryginalnością i niepowtarzalnością, zarówno w architekturze jak i rozwiązaniach konstrukcyjnych,
które w dużym stopniu odbiegają od rozwiązań stosowanych w halach przemysłowych. Każdy z tych
obiektów należy projektować w indywidualny sposób na specjalne zamówienie użytkownika, biorąc
pod uwagę ich późniejsze przeznaczenie i sposób użytkowania. [1]
Fot. 5: Hala sportowa w Centrum Rozwoju Com-Com Zone Nowa Huta. [W5]
Strona 6
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Transport suwnicowy w halach
Fot. 6: Hangar lotniczy. [W6]
1.3. Transport suwnicowy w halach
1.3.1. Rodzaje transportu suwnicowego
Transport suwnicowy wewnętrzny stosuję się najczęściej w halach przemysłowych,
magazynowych i produkcyjnych. Znajdują się w nich zróżnicowane typy urządzeń suwnicowych,
zwanych też dźwignicami, które poruszają się po jednym lub dwóch torach jezdnych.
Spośród nich możemy rozróżnić kilka typów:
− wciągniki jednoszynowe, poruszające się po torach jezdnych wykonanych z pojedynczych belek –
najczęściej o profilu walcowanym, podwieszonych do konstrukcji dachu (dźwigarów kratowych,
belek dachowych) lub stropu,
− suwnice podwieszone, poruszające się po torach jezdnych wykonanych z par belek – najczęściej
o profilu walcowanym, podwieszonych do konstrukcji dachu (dźwigarów kratowych, belek
dachowych), stropu lub gdy nie wymagane są duże udźwigi do wolnostojących estakad wewnątrz
hali
− suwnice natorowe, poruszające się po torach jezdnych składających się z par belek
montowanych na specjalnie zaprojektowanych słupach hali z ukształtowanymi występami lub
krótkimi wspornikami, bardzo rzadko na wolnostojących estakadach,
− suwnice wspornikowe zwane inaczej konsolowymi, poruszające się po torach jezdnych
(najczęściej dwóch) z torowiskami, umiejscowionymi na różnych poziomach słupów lub z
torowiskami usytułowanymi na słupach i posadzce hali.
Suwnice natorowe charakteryzują się największymi udźwigami (nawet do ponad 100 ton) natomiast
najmniejszymi wciągniki jednoszynowe. [2]
Strona 7
Do ważnych decyzji skutkujących później na całą konstrukcję hali przemysłowej, jej
przeznaczenie, koszt wykonania, późniejszy odpowiedni przebieg technologiczny, należy wybór
rodzaju transportu suwnicowego podejmowany przez projektanta lub inwestora. Najczęściej
stosowanymi środkami transportu wewnętrznego są suwnice natorowe i podwieszone, rzadziej
wspornikowe i wciągniki, wpływające w znaczny sposób na konstrukcję hali (słupów, belek
podsuwnicowych, dźwigarów kratowych i innych współpracujących elementów konstrukcyjnych). [2]
1.3.2. Wciągniki jednoszynowe
Wciągniki elektryczne służą do swobodnego podnoszenia i przemieszczania nosiwa wzdłuż ich
torów pracy, którymi najczęściej są pojedyncze belki nośne dwuteowe walcowane, proste lub
zakrzywione. Stosowane mogą być zarówno w środku budynku hali jak i na odkrytej przestrzeni, gdzie
warunki grupy natężenia pracy znajdują się w przedziale od A3 do A6 wg normy PN-ISO4301-1/1998,
FEM 1.001/1987. Możemy rozróżnić wciągniki elektryczne linowe, łańcuchowe oraz z systemem
”open winch” – przeznaczone do pracy przy bardzo dużych udźwigach i grupach natężenia pracy
wyższych niż A6.
Wciągniki jednoszynowe poruszają się po dolnej półce znormalizowanych dźwigarów
dwuteowych. Dostosowane są do belek walcowanych na gorąco typu HEB, HEA itp. Rozstawy kół
jezdnych są dopasowywane do wymaganych szerokości półek dwuteowych. Wciągniki dwuszynowe
przystosowane są do jazdy po szynach płaskich lub dźwignicowych. [W7]
Przykładowe parametry techniczne wciągników elektrycznych linowych znajdujących się w ofercie
handlowej firmy Stalkowent Sp. z o. o. [W7]:
W programie produkcyjnym znajdują się wciągniki o następujących parametrach [W7]:
− jeżdżące na podwieszonej belce nośnej Q = do 25t; Hp = do 90m,
− jeżdżące na dwóch belkach nośnych Q = do 40t; Hp = do 90m,
− stacjonarne Q = do 40t; Hp = do 90m.
Oferowane wciągniki w wyposażeniu standardowym posiadają [W7]:
− dwie prędkości podnoszenia (normalną i tzw. mikropodnoszenie),
− wózki jezdne z samohamowanymi silnikami mechanizmu jazdy,
− uzwojenia silników o klasie izolacji co najmniej "F",
− czujniki temperaturowe zabezpieczające silniki przed przeciążeniem,
− szafę sterowniczą z kasetą i kablem sterowniczym,
− stopień ochrony IP-54.
W wykonaniu poza standardowym oferowane wciągniki mogą posiadać [W7]:
− dwie prędkości jazdy,
− płynną regulację prędkości podnoszenia,
− płynną regulację prędkości jazdy,
− stopień ochrony IP-55.
Strona 8
Fot. 7: Przykładowe wciągniki elektryczne linowe jednoszynowe. [W7]
1.3.3. Suwnice podwieszone
Suwnice podwieszane – podobnie jak suwnice natorowe jednodźwigarowe – przeznaczone są
do mechanizacji prac transportowych w warunkach średniej intensywności pracy, która znajduje się
w przedziale A5 (GNP) wg PN i przepisów FEM lub wyższej grupie natężenia pracy.
Do istniejącej konstrukcji dachowej (najczęściej dźwigarów kratowych) podwiesza się tory jezdne, po
których poruszają się suwnice podwieszane. Stosuje się je w celu maksymalnego wykorzystania
przestrzeni hali pod dźwignicami. Można w ten sposób uzyskać również maksymalną wysokość
podnoszenia, przez odpowiednie zaprojektowanie konstrukcji suwnic podwieszanych (ich połączeń
dźwigara z czołownicami).
Dźwigar suwnicy podwieszonej dla małych udźwigów i rozpiętości hali wykonywany jest z
profili dwuteowych walcowanych i wyposażony w wciągniki linowe, a przy większych udźwigach i
rozpiętościach – jako skrzynkowy, mniej wrażliwy na skręcanie, wyposażony w wciągniki łańcuchowe.
Sterować suwnicą możemy za pomocą podwieszanej kasety sterowniczej lub bezprzewodowym
urządzeniu radiowym.
Powszechnie w suwnicach podwieszanych stosuje się przemienniki częstotliwości dla
sterowania jazdą wciągnika oraz suwnicy, które dają możliwość łagodnego startu i zatrzymania oraz
płynna prędkość tych mechanizmów. Suwnice wyposaża się również w wyłączniki krańcowe,
powodujące na początku zwolnienie mechanizmu jazdy wciągnika i suwnicy do pierwszej prędkości, a
dopiero później ich całkowite zatrzymanie. Istnieje również zastosowanie systemów napędowych z
bezstopniową regulacją prędkości. Aby jeszcze bardziej usprawnić pracę suwnicy stosuje się
ogranicznik udźwigu, sterujący całym procesem podnoszenia i jednocześnie rejestrującym liczbę
ruchów podnoszenia, przeciążeń, operacji zluzowania lin oraz czas pracy mechanizmu podnoszenia.
Cały mechanizm suwnicy zostaje zablokowany, gdy przekroczymy datę kolejnego serwisu, czy też
datę konserwacji urządzeń suwnicowych.
Dzięki wszystkim zastosowanym technologiom w suwnicach podwieszanych, możemy je bez
problemu stosować do bardzo dokładnych prac montażowych i przeładunkowych. [W8]
Przykładowe parametry techniczne suwnic podwieszanych znajdujących się w ofercie handlowej
firmy GH INTERTECH Sp. z o. o. [W7]:
Udźwig
Q [t]
Rozpiętość
L [m]
Wysokość podnoszenia
Hol [m]
Sterowanie
do 20
Do 34,5
Dostosowana do istniejących
warunków
Kaseta podwieszana /
radio
Tab. 1: Parametry suwnic podwieszonych. [W8]
Strona 9
Fot. 8: Przykładowe suwnice podwieszone jedno- i dwudźwigarowe. [W8]
1.3.4. Suwnice natorowe jednodźwigarowe
Przeznaczenie suwnic natorowych jednodźwigarowych jest takie samo jak dla suwnic
podwieszanych. Środowiskiem ich pracy może być otwarty teren (składowiska materiałów) lub
obiekty zamknięte (hale przemysłowe, produkcyjne, składowe, magazyny).
Dźwigar suwnicy jednodźwigarowej wykonywany jest z profili dwuteowych walcowanych dla
małych udźwigów i rozpiętości hal, natomiast przy większych udźwigach i rozpiętościach – jako
skrzynkowy, mniej wrażliwy na skręcanie.
Wyposażenie suwnic natorowych jednodźwigarowych we wciągniki i inne urządzenia jest
takie samo jak dla suwnic podwieszanych. [W9]
firmy GH INTERTECH Sp. z o. o. [W9]:
Udźwig
Q [t]
Rozpiętość
L [m]
Hol [m]
Sterowanie
do 20
Do 34,5
Dostosowana do
istniejących warunków
Kaseta podwieszana /
radio
Tab. 2: Parametry suwnic natorowych jednodźwigarowych. [W9]
Strona 10
Fot. 9: Przykładowe suwnice natorowe jednodźwigarowe. [W9]
1.3.5. Suwnice natorowe dwudźwigarowe
Suwnice dwudźwigarowe charakteryzują się dużymi udźwigami oraz stabilną i solidną
konstrukcją. Przeznaczone są do mechanizacji prac transportowych w warunkach średniej
intensywności pracy lub wyższej. Środowisko pracy suwnic natorowych dwudźwigarowych jest takie
samo jak dla suwnic natorowych jednodźwigarowych.
Dzięki możliwości podciągania haka pomiędzy dźwigarami suwnicy można uzyskać większą
wysokość podnoszenia. Dźwigary wykonywane są głównie z profili skrzynkowych spawanych, mniej
wrażliwych na skręcanie, wywoływane bardzo dużym udźwigiem suwnicy i znacznymi rozpiętościami
hal. Dla tych konstrukcji dźwignic możliwe jest wykonanie pomostów roboczych (remontowych,
serwisowych) wzdłuż dźwigara i kabin suwnicowych.
Suwnice natorowe dwudźwigarowe wyposażone są w takie same typy wciągarek oraz innych
urządzeń pomocniczych usprawniających pracę i zapewniających bezpieczeństwo jak suwnice
natorowe jednodźwigarowe czy podwieszone. Istnieje możliwość zastosowania dwóch wciągarek na
jednym lub dwóch wózkach: głównej i pomocniczej. Sterować i kontrolować pracę suwnicy można za
pomocą podwieszanej kasety sterowniczej, bezprzewodowego urządzenia radiowego lub stanowiska
sterowniczego w kabinie. [W10]
firmy GH INTERTECH Sp. z o. o. [W10]
Udźwig
Q [t]
Rozpiętość
L [m]
Hol [m]
Sterowanie
do ponad
100
do 40
Dostosowana do istniejących
warunków
Kaseta podwieszana / radio / kabina
sterownicza
Tab. 3: Parametry suwnic natorowych dwudźwigarowych. [W10]
Strona 11
Fot. 10: Przykładowe suwnice natorowe dwudźwigarowe. [W10]
1.3.6. Suwnice wspornikowe (konsolowe)
Suwnice wspornikowe są idealnymi urządzeniami transportowymi do obsługi stanowisk pracy
rozmieszczonych w równym rzędzie. Przejmują one transport materiałów do poszczególnych
stanowisk pracy i jednocześnie wykonują pozycjonowanie na stanowiskach montażowych. Jeżdżą
poniżej poziomu mostu po przebiegających nad sobą szynach podsuwnicowych zabudowanych
wzdłuż ściany hali. [W11]
firmy DEMAG Terex Material Handling Sp. z o. o. [W11]:
Parametry suwnic wspornikowych [W11]:
− wysięgi do 12 m,
− udźwigi do maks. 6,3 t,
− obsługa za pomocą kasety sterowniczej lub sterownika radiowego,
− czołownice wyposażone w podzespoły napędowe Demag o znakomitych właściwościach
jezdnych,
− wózek z wciągnikiem linowym serii DR poruszający się na wystającej konsoli.
Wysoka stabilność konsoli i dźwigarów suwnicy [W11]:
− trwałość systemu dzięki zamkniętemu profilowi skrzynkowemu.
Znakomite właściwości jezdne [W11]:
− również przy wysokich obciążeniach – dzięki ograniczonym tolerancjom błędów toru,
pochylenia i prostoliniowości,
− redukcja drgań skrętnych i wibracji podczas pracy dzięki zastosowaniu profili skrzynkowych
na czołownice i dźwigar,
− czołownica pionowa z idealnie dopasowanymi podzespołami Demag,
− znakomita dynamika jazdy dzięki zastosowaniu motoreduktorów Demag (dwubiegowych lub
z płynną regulacją),
− łagodne przenoszenie momentu bez oddziaływania sił promieniowych na konstrukcję
zewnętrzną,
Strona 12
−
bezobsługowe zestawy kołowe Demag DRS z wykonanymi z żeliwa sferoidalnego kołami
jezdnymi o własnościach samosmarnych, obniżające zużycie toru suwnicowego i kół
jezdnych.
Wózek z wciągnikiem linowym dopasowanym do suwnicy [W11]:
− wózek jednoszynowy EKDR-Pro z wciągnikiem linowym DR-Pro dopasowanym do suwnicy,
− optymalne wykorzystanie wysokości i powierzchni hali dzięki kompaktowej budowie
(niewielkie wymiary dojazdowe i duża wysokość podnoszenia haka),
− transport ładunków bez wahań dzięki płynnej regulacji prędkości jazdy,
− ekonomiczność dzięki kompleksowemu monitorowaniu za pomocą innowacyjnej technologii
CAN-BUS (serwisowanie prewencyjne).
Ergonomiczne sterowanie [W11]:
− bezpieczna obsługa bez zmęczenia,
− opcja: kaseta sterownicza DLC – indywidualna regulacja wysokości i niezależne przesuwanie
na suwnicy,
− opcja: Sterowniki radiowe DRC z przyciskiem proporcjonalnym – do bezprzewodowego
sterowania sygnałem radiowym o zmiennej częstotliwości, do nadawania i odbioru sygnałów
bez zakłóceń.
Opcjonalny tandemowy tryb pracy [W11]:
− do transportu szczególnie ciężkich i długich ładunków,
− sterowanie master-slave ruchem obu suwnic za pomocą nadajnika,
− zsynchronizowany wyłącznik bezpieczeństwa obu suwnic.
Opcjonalna praca dwóch wózków [W11]:
− na przykład do transportu długich ładunków,
− sterowanie ruchem obu wózków jednym nadajnikiem,
− zsynchronizowany wyłącznik bezpieczeństwa obu wózków.
Integracja systemu [W11]:
− integracja z ogólną koncepcją intralogistyki.
Budowa modułowa [W11]:
− najwyższa jakość i niezawodność działania dzięki zastosowaniu podzespołów z modułowego
systemu dźwignic.
Maks. udźwig [t]
Maks. wysięg LKr [m]
Prędkości jazdy suwnicy [m/min]
Maks. prędkość jazdy wózka [m/min]
Maks. prędkość podnoszenia [m/min]
6,3
12
10/40
30
12,5
Tab. 4: Dane techniczne suwnic wspornikowych. [W11]
Strona 13
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Belki podsuwnicowe
Udźwig
[t]
0,5
1,0
1,6
2,0
2,5
3,2
4,0
5,0
6,3
2
■
■
■
■
■
■
■
■
■
3
■
■
■
■
■
■
■
■
■
4
■
■
■
■
■
■
■
■
■
5
■
■
■
■
■
■
■
■
■
6
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Wysięg [m]
7
8
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
9
■
■
■
■
■
■
■
■
10
■
■
■
■
■
■
■
■
11
■
■
■
■
■
■
■
■
12
■
■
■
■
■
■
■
■
Tab. 5: Stosunek udźwigu do wysięgu suwnic wspornikowych. [W11]
Fot. 11: Suwnice wspornikowe EKWK (z wciągnikami linowymi EKDR 3,2 t) wspierają stanowiska pracy przy
montażu maszyn poniżej suwnic 50-tonowych. [W11]
1.4. Belki podsuwnicowe
W halach przemysłowych aby transport suwnicowy był możliwy bardzo ważną rolę odgrywają
belki podsuwnicowe i belki wciągników. Projektujemy je najczęściej jako pełnościenne, rzadziej jako
kratowe bądź ażurowe, wspierane lub podwieszone na słupach albo podwieszone do dźwigarów
dachowych. Aby suwnica mogła się swobodnie przemieszczać, na górnych pasach belek
podsuwnicowych montowane są szyny jezdne. Dla dźwignic podwieszonych szynę jezdną stanowi pas
dolny belki podczepionej do konstrukcji dachu. Jedna lub więcej belek podsuwnicowych może być
zamontowana na różnych poziomach słupa w jednej lub kilku nawach hal. Dąży się do tego aby co
najmniej z jednej strony nawy na belce podsuwnicowej był zrobiony pomost roboczy, ułatwiający
obsługę, serwisowanie, konserwację, modernizację czy naprawę suwnicy. [4]
Strona 14
Fot. 12: Widok pomostów roboczych.
1.4.1. Klasyfikacja dźwignic
Przystępując do projektowania belki podsuwnicowej w pierwszej kolejności należy wziąć pod
uwagę warunki w jakich będzie suwnica użytkowana, jakie będzie jej przeznaczenie i maksymalny
wymagany udźwig. Należy zapewnić bezpieczeństwo pracy suwnicy oraz trwałość i odpowiednią
wytrzymałość zmęczeniową konstrukcji belki podsuwnicowej. [5]
W książce [5] warunki techniczne użytkowania dźwignicy zostały określone za pomocą następujących
parametrów:
− ogólna liczba cykli pracy w okresie jej eksploatacji,
− średnie odległości przejazdów,
− względna częstotliwość występowania obciążenia średniego (widma obciążeń),
− średnia liczba rozruchów.
Powyższe parametry wpływają na określenie klas [5]:
− wykorzystania dźwignicy,
− podnoszenia dźwignicy.
1.4.2. Sposoby podparcia belek podsuwnicowych
Belki podsuwnicowe mogą być [3]:
− swobodnie podparte na słupach lub zawieszone do rygli, dźwigarów, konstrukcji dachu hali,
− ciągłe w płaszczyźnie pionowej lub ciągłe w płaszczyznach pionowej i poziomej.
Wady belek podsuwnicowych swobodnie podpartych [3]:
− ciężar belki jest ok. 10% większy niż belki ciągłej,
− większe obciążenie dynamiczne powodujące szybsze zużywanie się szyn i kół suwnic,
− większe ugięcia, powodujące rozchylanie się styków belek na podporach oraz w dużej liczbie
przypadków stan graniczny ugięcia decyduje o przekroju belki podsuwnicowej.
Strona 15
Zalety belek podsuwnicowych swobodnie podpartych [3]:
− mniejsze oddziaływania na podporach niż w belkach ciągłych (brak momentów zginających),
− łatwy, szybki i wygodny montaż oraz transport ze względu na rozmiary, typizację i unifikację,
− mała wrażliwość na osiadanie podpór słupów gdy hala posadowiona jest na słabym gruncie,
− mała liczba styków montażowych.
Zaleca się w praktyce stosowanie belek podsuwnicowych ciągłych, ponieważ można
zastosować dużo mniejsze przekroje, co wpływa w znacznym stopniu na ich cenę, mniejsze wytężenie
i ugięcie. Belki te warto stosować przy rozpiętościach przęseł większych niż 12,0m (przeważnie dwu
przęsłowe) oraz przy niedużych rozpiętościach pomiędzy płaskimi poprzecznymi układami hali co
6,0-7,5m (belki 2-4 przęsłowe). [3]
1.4.3. Rodzaje konstrukcji belek podsuwnicowych
Wyróżniamy następujące rodzaje konstrukcji belek podsuwnicowych:
żelbetowe, stosowane w halach przemysłowych i estakadach o rozstawie pomiędzy słupami nie
większym niż 6,0m; w zależności od wymaganego udźwigu suwnicy wykorzystuje się belki
różniące się wymiarami przekroju poprzecznego (najczęściej jest to przekrój dwuteowy), [W13]
Tab. 6: Parametry belek podsuwnicowych żelbetowych. [W13]
Rys. 1: Schematy przekrojów belek podsuwnicowych żelbetowych. [W13]
Strona 16
kablobetonowe, projektowane podobnie jak belki strunobetonowe o przekroju dwuteowym z
rozbudowanym pasem górnym i rozpiętości do 12,0m, [7]
Tab. 7: Oznaczenia belek podsuwnicowych kablobetonowych i strunobetonowych. [7]
Rys. 2: Schemat belki podsuwnicowej kablobetonowej (typ E 506). [7]
strunobetonowe, stosowane w halach przemysłowych i estakadach o rozstawie pomiędzy
słupami nie większym niż 6,0m; w zależności od wymaganego udźwigu suwnicy wykorzystuje się
belki różniące się wymiarami przekroju poprzecznego i ilością splotów sprężających (wyróżniamy
2 odmiany), [W13]
Strona 17
Tab. 8: Parametry belek podsuwnicowych strunobetonowych. [W13]
Rys. 3: Schematy przekrojów belek podsuwnicowych strunobetonowych. [W13]
z kształtowników walcowanych na gorąco stosowane w halach przemysłowych o rozstawie
pomiędzy słupami pomiędzy 6,0-7,5m oraz z umiarkowanymi naciskami kół suwnic jako tory
jezdne wciągarek, wciągników, suwnic natorowych jedno- i dwudźwigarowych, podwieszonych i
wspornikowych; sztywność pasów górnych przekrojów poprzecznych belek podsuwnicowych
można wzmocnić blaszanymi tężnikami poziomymi i projektować je jako jedno-, dwu- lub
trójprzęsłowe, [5][6]
Rys. 4: Przekroje poprzeczne belek torów wciągnika lub suwnicy podwieszonej. [3]
Strona 18
Rys. 5: Przekroje poprzeczne belek z rozbudowanym pasem górnym (zapobiegające zwichrzeniu) stosowane w
suwnicach natorowych. [3]
spawane lub walcowane z poziomym pomostem (belka hamowną lub tężnikiem poziomym) w
postaci pełnościennej lub skratowanej belki poziomej (może być też belka o przekroju
skrzynkowym); stosowane w halach przemysłowych o rozstawie pomiędzy słupami większym niż
9,0m oraz przy średnich i dużych udźwigach suwnicy (powyżej 250kN), [3]
Rys. 6: Schemat belek podsuwnicowych pełnościennych z poziomym tężnikiem skratowanym: a) belka
dwuteowa (blachownica płaska) z tężnikiem skratowanym, b) belka skrzynkowa (blachownica
przestrzenna). [6]
Strona 19
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Słupy podsuwnicowe hal
skratowane z poziomą belką (często też skratowaną) stosowane w halach o dużych
rozpiętościach oraz małych i średnich udźwigach suwnic (poniżej 320kN); gdy udźwigi suwnicy
będą większe niż założono w projekcie to węzły kratownicy stają się mało podatne i belę należy
obliczać częściowo z węzłami sztywnymi, co pogarsza jej nośność zmęczeniową i zwiększa ciężar
konstrukcji, [3]
Rys. 7: Przykładowe przekroje poprzeczne pionowych belek podsuwnicowych skratowanych z kratowym
tężnikiem poziomym. [3][6]
blachownicowe i kratowe sprężone stosowane w halach przemysłowych o rozstawie pomiędzy
słupami większym niż 18,0m oraz przy średnich udźwigach suwnicy; projektowane jako belki
swobodnie podparte, [3]
swobodnie podparte belki wzmacniane cięgnami stosowane w halach przemysłowych o
rozstawie pomiędzy słupami większym niż 6,0m i przy średnich udźwigach suwnicy lub rozstawie
rozpiętości przęseł większej niż 12,0m i małych udźwigach, [3]
Rys. 8: Schematy belek wzmacnianych cięgnami, kolejno z jednym i trzema słupkami rozporowymi. [3]
1.5. Słupy podsuwnicowe hal
Słupami nazywa się takie elementy konstrukcyjne, które posiadają cechy pręta, czyli stosunek
ich długości do wymiarów przekroju poprzecznego jest co najmniej o rząd większy. W halach są one
ustawiane pionowo, obciążone i ściskane osiowo lub mimośrodowo, poprzecznie oraz osiowo i
skrętnie. W przypadku gdy słup jest rozciągany, a nie ściskany to nazywany jest wieszakiem. [8]
Strona 20
Podstawowymi elementami, z których składa się słup są [3]:
− trzon słupa,
− węzeł fundamentowy,
− węzeł głowicowy.
1.5.1. Obciążenia słupów
Słupy stanowią w halach konstrukcję wsporczą dla rygli dachowych, przekazując z nich
obciążenia pionowe i poziome na fundamenty, a te z kolei na podłoże gruntowe w jakim są osadzone.
W przypadku konstrukcji stalowych hal słupy są elementem składowym układów poprzecznych
(pełnościennych lub słupowo-wiązarowych), tworzących układ nośny całej konstrukcji.
Połączenie słupów w sposób sztywny z ryglem dachowym w znacznym stopniu pomaga przenosić
wytężenia zginające od obciążeń przekazywanych z konstrukcji dachu hali przez głowicę słupa.
Ciężar ścian podłużnych i oddziaływania pionowe suwnicy obciążają słupy hali na ich długości osiowo
lub mimośrodowo, zaś obciążenia od wiatru działające na ściany podłużne hali i obciążenia poziome
od oddziaływań suwnicy generują na słupy obciążenia poprzeczne, które powodują ich zginanie. W
przypadku sztywnego połączenia słupa z ryglem dachowym generują się momenty zginające.
Słupy główne hal to elementy najczęściej ściskane i zginane jednocześnie. Występują też
słupy pośrednie (znajdujące się między słupami głównymi) w wieloprzęsłowych układach
poprzecznych hal, w których są one tylko ściskane osiowo. Wytężenia ściskające, zginające, długość i
sposób podparcia słupa oraz jego przeznaczenie konstrukcyjne (np. obciążenia od suwnicy) mają duży
wpływ na kształt geometryczny i parametry wytrzymałościowe jego przekroju poprzecznego. [1]
Rys. 9: Przykładowe schematy obciążenia słupów układów poprzecznych hal. [1]
1.5.2. Ogólny podział słupów hal
Słupy hal dzielimy ze względu na [2][3][10]:
materiał:
− stalowe,
− betonowe (żelbetowe),
− zespolone (stalowo-betonowe),
− drewniane,
geometrię:
− słupy o stałym momencie bezwładności,
− słupy o zmiennym momencie bezwładności (słupy o skokowo zmiennym i liniowo zmiennym
przekroju poprzecznym),
Strona 21
konstrukcję (zarówno stalowe jak i betonowe):
− pełnościenne (jednogałęziowe – pojedyncze, stalowy złożony o przekroju skrzynkowym
zamkniętym, stalowy złożony o przekroju otwartym, żelbetowy prostokątny, kwadratowy,
okrągły),
− wielogałęziowe rozdzielne (dwugałęziowe i trójgałęziowe),
− wielopasowe rozdzielne (trójpasowe, czteropasowe),
− skratowane w części podsuwnicowej i pełnościenne w części nadsuwnicowej,
− skratowane na całej wysokości (wielogałęziowe),
− dwudzielne (pełnościenne lub pełnościenne i częściowo skratowane),
− o zmiennym skokowo przekroju (schodkowe),
− z krótkimi wspornikami (obciążone suwnicą),
− z przewiązkami z blach,
− stalowe wypełnione betonem,
− zespolone (stalowo-betonowe).
1.5.3. Schematy statyczne słupów
Schematy obliczeniowe statyczne głównych układów poprzecznych oraz podłużnych hal
wpływają na schematy statyczne słupów. Układ nośny hali jaki przyjmujemy na początku jej
projektowania decyduje o rodzaju i sposobie połączenia słupa z fundamentem lub podporą, na której
będzie osadzony oraz z dźwigarem dachu. [4]
Belki podsuwnicowe są podpierane [5]:
− słupami estakad podsuwnicowych (sztywno osadzonych w fundamentach), które przejmują
obciążenia pionowe i poziome (generowane przez suwnice) z belek podsuwnicowych oraz
obciążenia wywołane działaniem wiatru,
− słupami hal, przejmujących obciążenia z belek podsuwnicowych oraz od ciężaru dachu, śniegu i
wiatru; słupy hali mogą być połączone w sposób sztywny z fundamentem lub ryglem dachowym
w zależności od tego jaki schemat statyczny układu poprzecznego hali zostanie przyjęty w fazie
projektowania.
Rys. 10: Schematy statyczne i obciążenia słupów: a) słupy wspornikowe estakad podsuwnicowych (bez stężeń z
ryglami), b) słup wspornikowy i dwuprzegubowy, c) rama z przegubowymi połączeniami z
fundamentami, d) położenie osi słupa podsuwnicowego. [5]
Projektowanie słupa hali zaczyna się od ustalenia jego długości i schematu statycznego, który
ustala się w płaszczyznach układu poprzecznego oraz ściany podłużnej hali. Węzły podporowe i
Strona 22
pośrednie ze względu na swój obrót, przemieszczenie w płaszczyźnie oraz z płaszczyzny układu
poprzecznego hali, mogą mieć różną sztywność. [1][12]
Ze względu na schemat statyczny słupy dzieli się na [4][12]:
− wahadłowe, mające zamocowanie przegubowe na obu końcach; przenoszą siły pionowe na
fundament, siły poziome na oba przeguby, wywołane obciążeniem poziomym lub momentem
zginającym; długość wyboczeniowa jest równa długości słupa,
− zamocowane jednostronnie w fundamencie (drugie końce słupów są swobodne), na który
przekazywane są siły pionowe i poziome oraz momenty zginające; długość wyboczeniowa to
podwojona długość słupa,
− zamocowane w fundamencie, a na górnych końcach podparte przegubowo; przenoszą siły
pionowe, poziome i momenty zginające na fundament, a na drugi koniec – górny przegub, siły
poziome; spotyka się schemat odwrócony, tzn. słup jest przegubowo połączony z fundamentem i
sztywno z dźwigarem dachowym – w tym przypadku na fundament przekazywana jest cała siła
pionowa i część sił poziomych, a na węzeł górny część sił poziomych i moment; długość
wyboczeniowa słupa mieści się w przedziale od 0,7 do 2,0 (najczęściej dla prostych przypadków
przyjmuje się 0,7),
− zamocowane w fundamencie z górnymi końcami przesuwnymi, lecz sztywnie połączonymi z
dźwigarami dachowymi siły pionowe, poziome i momenty zginające są przenoszone na
fundament, zaś na górny węzeł siły poziome i momenty zginające; długość wyboczeniowa słupa
mieści się w przedziale od 0,5 do 1,0, przy założeniu że górny koniec słupa może się przesuwać w
zależności od rodzaju połączenia i sztywności rygla dachowego,
− zamocowane obustronnie w fundamencie (układy ramowe); siły pionowe, poziome i momenty
zginające są przenoszone na górny i dolny węzeł podporowy słupa.
Tab. 9: Tabela przedstawiająca wartości współczynnika długości wyboczenia słupa dla różnych schematów
statycznych. [12]
Strona 23
Rys. 11: Schematy statyczne słupów wspornikowych hal obciążonych suwnicą. [4]
1.5.4. Geometrie słupów głównych hal
Słupy główne hal projektowane są jako pręty ściskane osiowo lub mimośrodowo i zginane
jedno- lub dwukierunkowo, dlatego ich ukształtowanie geometryczne zależy w dużym stopniu od
funkcji jaką będą pełnić w hali (np. słupy podsuwnicowe, po których będzie się poruszać suwnica)
oraz od wartości wytężeń ściskających i zginających.
Trzony słupów głównych hali mogą być skonstruowane jako pręty o sztywności stałej,
zmiennej liniowo lub skokowo. [1]
Rys. 12: Przykłady ukształtowania geometrycznego (sztywności) słupów na ich długości. [1]
Najbardziej korzystnymi pod względem wykonawczym i konstrukcyjnym są słupy o stałej
sztywności (niezmiennym przekroju), jednorodnej konstrukcji na długości. Mają zastosowanie gdy
wytężone są w podobny sposób na swojej długości.
Słupy o zmiennej sztywności, zwane słupami zbieżnymi, stosuję się najczęściej gdy słup hali
połączony jest w sposób przegubowy z fundamentem i sztywny z ryglem dachowym.
Słupy o stałym przekroju ze wspornikami, na których oparta jest belka podsuwnicowa,
stosuję się w halach z suwnicami o niewielkim udźwigu. Natomiast w halach o dużym udźwigu
suwnicy zastosowanie mają słupy o skokowo zmiennej sztywności (schodkowe), które ułatwiają
właściwe zaprojektowanie i zamontowanie na nich belki podsuwnicowej jak również wykazują się
znacznie większą wytrzymałością.
W halach jednonawowych główne słupy skrajne obciążone są suwnicą tylko z jednej strony
(są niesymetryczne), zaś w halach wielonawowych mogą stanowić oparcie obustronnie dla belek
podsuwnicowych (będą wtedy symetryczne). W części podsuwnicowej przekroje takich słupów mogą
być symetryczne tylko względem jednej osi symetrii oraz mieć większe wymiary geometryczne
Strona 24
przekroju niż w części nadsuwnicowej słupa, podpierającej dźwigar dachowy. Gdy na różnych
poziomach w hali porusza się jednocześnie więcej niż jedna suwnica stosuje się słupy schodkowe o
kilku schodkach, a mianowicie o większej liczbie skokowych zmian sztywności na ich długości. [4]
Fot. 13: Słup podsuwnicowy stalowy skrajny o jednej osi symetrii ze wspornikiem. [W13]
Fot. 14: Słupy środkowe podsuwnicowe żelbetowe o zmiennym skokowo przekroju (schodkowe) z dwoma
osiami symetrii. [W14]
Strona 25
Fot. 15: Hala stalowa portalowa dwunawowa z słupami o przekroju (sztywności) liniowo zmiennym. [W16]
1.5.5. Słupy stalowe
Trzony słupów mogą być skonstruowane o przekrojach pełnościennych lub wielogałęziowych,
których kształty i wymiary zależą od wysokości słupów, sposobie podparcia ich końców w
fundamencie i ryglu dachowym, wartości sił działających osiowo i mimośrodowo, wartości momentu
zginającego i płaszczyzny jego działania. [4]
Słupy pełnościenne:
Słupy pełnościenne najczęściej wykonywane są z kształtowników walcowanych lub
blachownic (spawanych blach) z jednego lub więcej zespawanych ze sobą elementów.
Do przenoszenia obciążeń pionowych w postaci sił osiowych najlepiej nadają się słupy o
przekrojach zamkniętych, do których należą przekroje skrzynkowe i rurowe charakteryzujące się
małym przekrojem poprzecznym, estetycznym wyglądem, duża odpornością na skręcanie przekroju
oraz łatwym zabezpieczeniem przed korozją.
Do przenoszenia obciążeń w postaci sił pionowych na mimośrodzie służą słupy o przekrojach
dwuteowych walcowanych na gorąco lub blachownice, charakteryzujące się dużą sztywnością w
płaszczyźnie przekroju słupa, na którą działa moment zginający. [9]
Rys. 13: Przekroje poprzeczne słupów pełnościennych podpierających belki podsuwnicowe. [5]
Strona 26
Rys. 14: Przekroje trzonów słupów pełnościennych. [1]
Słupy ściskane mimośrodowo mają podobny przekrój co słupy ściskane osiowo, gdy wpływ
momentu zginającego jest stosunkowo mały. Można wtedy zastosować profile walcowane typu HEA,
HEB, profile rurowe czy skrzynkowe. Przekroje są wydłużone w płaszczyźnie działania momentu, gdy
występuje duży mimośród i moment zginający. Stosuje się wtedy przekroje dwuteowe, skrzynkowe
lub przekroje wielogałęziowe skratowane. Słupy schodkowe (o skokowo zmiennej sztywności), na
których ustawiona jest belka podsuwnicowa mają w swojej górnej (nadsuwnicowej) części zazwyczaj
przekroje symetryczne z jedną lub dwiema osiami symetrii.
Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest projektowanie słupów pełnościennych, wtedy gdy
występują duże siły osiowe i małe momenty zginające, ponieważ wtedy nośność środnika jest w pełni
wykorzystywana. Konstrukcję takich słupów stanowią profile pojedyncze walcowane dwuteowe (IPN,
IPE, HEA, HEB), rurowe lub spawane, złożone z blach i kształtowników walcowanych dwuteowych,
quasi-dwuteowych albo skrzynkowych.
Często słupy o przekrojach zamkniętych lub skrzynkowych wypełnia się betonem. Zaletami
przekrojów zamkniętych złożonych są: mały przekrój poprzeczy, bardzo dobre zabezpieczenie przed
korozją i estetyczny wygląd. Natomiast do ich wad zaliczyć możemy: pracochłonność ich wykonania
oraz trudności łączenia ich z innymi elementami konstrukcji.
Słupy o wysokim i cienkim środniku, tj. IPN, IPE, projektuje się w halach bez suwnic przy
małych obciążeniach oraz tylko wtedy gdy istnieje możliwość zabezpieczenia ich ze względu na
wyboczenie poprzez ich usztywnienie w płaszczyźnie mniejszej sztywności, natomiast przy większych
obciążeniach stosuje się słupy z dwuteowników walcowanych HEA lub HEB. [1]
Słupy wielogałęziowe:
Słupy wielogałęziowe, złożone z dwóch lub więcej gałęzi najczęściej konstruuje się i wykonuje
z kształtowników walcowanych na gorąco łączonych ze sobą przewiązkami lub skratowaniem. Bardzo
często spotyka się trzony słupów wielogałęziowych wykonane z dwóch walcowanych ceowników lub
dwuteowników, a rzadziej z kątowników lub blachownic.
Stateczność oraz wytrzymałość trzonu słupa wielogałęziowego zapewniana jest dzięki
współpracy gałęzi słupa z przewiązkami lub skratowaniem. Gdy w słupie występują siły osiowe
ściskające stosuje się przewiązki, natomiast gdy obciążenie działa na mimośrodzie konstruuje się
Strona 27
skratowanie. Przewiązki mocuje się do gałęzi słupa za pomocą spoin pachwinowych lub czołowych,
zaś skratowanie słupów złożonych konstruuje się i wykonuje z pojedynczych kątowników.
W słupach dwugałęziowych występują dwie osie i zakłada się, że: oś x przecina materiał, a oś
y (zwana inaczej swobodną) jest równoległa do gałęzi składowych.
W wysokich słupach złożonych wykonuje się usztywnienia poziome z blach lub ukośnych
prętów, które rozmieszcza się w odstępach nie większych niż 4,0m. [9]
Rys. 15: Przekroje słupów złożonych dwu- lub wielogałęziowych ściskanych osiowo. [9]
Rys. 16: Konstrukcje trzonów słupów złożonych. [12]
Strona 28
Tab. 10: Tabela przedstawiająca 4 typy skratowań słupów. [W17]
Fot. 16: Hala stalowa z transportem podpartym. Belki podsuwnicowe oparte są na słupie skratowanym. [W18]
Fot. 17: Hala stalowa ze słupami z przewiązkami. [W19]
1.5.6. Słupy żelbetowe
Za słup żelbetowy (betonowy zazbrojony prętami stalowymi) uważa się element pionowy
ściskany poprzez działanie sił podłużnych osiowych, którym z reguły towarzyszy moment zginający
Strona 29
(np. gdy siły podłużne działają na mimośrodzie), oraz gdy stosunek wymiarów boków przekroju
poprzecznego nie jest większy niż 4 (spełniony jest warunek ℎ ≤ 4 ) w przeciwnym wypadku
element uznawany jest jako ściana. [13][14]
W płaskich lub przestrzennych układach ram parterowych lub wielokondygnacyjnych
konstrukcjach szkieletowych słupy pełnią rolę podpór. W budownictwie ogólnym (domy, bloki,
sklepy, galerie handlowe itp.) słupy najczęściej na swojej całej wysokości na danej kondygnacji mają
przekrój poprzeczny stały o niezmiennych wymiarach, natomiast w budynkach hal przemysłowych,
które wyposażone są zwykle w transport dźwignicowy, wymiary przekroju poprzecznego zmieniają
się odcinkowo. Słupy żelbetowe konstruowane mogą być również jako dwugałęziowe.
W zależności od tego w jaki sposób rozkładają się siły wewnętrzne (siły podłużne i momenty
zginające) wraz z uwzględnieniem wpływu smukłości elementów powinny wynikać wymiary przekroju
poprzecznego słupów. [13]
Rys. 17: Przykłady ukształtowania geometrycznego słupów żelbetowych: a), b), c) słupy o przekroju pełnym,
d), e) słupy z krótkimi wspornikami, f), g), h) słupy dwugałęziowe. [13]
Rys. 18 Inne ukształtowania geometryczne słupów żelbetowych. [15]
Najczęściej przyjmowanym przekrojem poprzecznym słupów żelbetowych monolitycznych i
prefabrykowanych jest przekrój kwadratowy lub prostokątny, w którym wysokość przekroju
usytuowuje się w płaszczyźnie ramy. Przekroje teowe, ceowe lub wydrążone są rzadko spotykane.
Ze względów architektonicznych słupy żelbetowe pozwalają ukryć we wnękach rury spustowe
(żeliwne, uszczelnione w stykach ołowiem) ale niedopuszczalnym jest umieszczać je wewnątrz
słupów. Nie wolno również umieszczać przewodów cieplnych obetonowanych w słupach bez
Strona 30
prawidłowego ich zabezpieczenia termicznego chroniącego przed wpływami temperatury oraz braku
ich oddzielenia od konstrukcji słupa, gdyż powoduje to powstawanie znacznych rys i spękań. [15]
Rys. 19: Przykładowe przekroje słupów jednogałęziowych: a) kwadratowy, b) prostokątny, c) teowy, d) ceowy,
e) zamknięty, f) dwuteowy. [15]
Rys. 20: Szczegóły zbrojenia słupów żelbetowych [mm]. [13]
Fot. 18: Zastosowanie prefabrykowanych słupów żelbetowych dwugałęziowych w hali przemysłowej. [W20]
Strona 31
Fot. 19: Przykład hali przemysłowej kilkunawowej z transportem suwnicowym, w której konstrukcję nośną
stanowią słupy żelbetowe dwugałęziowe z krótkimi wspornikami. [W21]
Rys. 21: Najczęściej spotykane schematy obciążeń działających na słupy prefabrykowanych układów słupoworyglowych. [15]
W budynkach jednokondygnacyjnych o wysokości do 7,0m projektuje się słupy żelbetowe
prefabrykowane o stałym lub liniowo zmiennym przekroju poprzecznym, zaś powyżej 7,0m o
przekroju dwuteowym.
W halach obciążonych transportem dźwignicowym wykonuje się zwykle słupy ze
wspornikami o prostokątnym przekroju poprzecznym i wysokości przekroju stałej lub skokowo
zmiennej. Inną możliwością jest projektowanie słupów o skokowo zmiennej wysokości przekroju bez
wsporników. Zastosowanie mają również słupy częściowo lub całkowicie dwugałęziowe, tylko wtedy
gdy słupy mają zagwarantowaną stateczność przez zamocowanie ich w fundamentach.
Słupy prefabrykowane w budynkach wielokondygnacyjnych mają wysokość (długość) taką
samą co wysokość jednej lub dwu kondygnacji oraz najczęściej stosowane kwadratowe lub
prostokątne przekroje poprzeczne. [15]
Strona 32
Rys. 22: Najczęściej stosowane typy słupów prefabrykowanych w budynkach wielokondygnacyjnych: a) słupy
jednokondygnacyjne o stałym przekroju ze wspornikami przy połączeniach z ryglami, wykonywanych
za pośrednictwem wbetonowanych blach i kształtowników, b) słupy stosowane w przypadku podciągu
betonowanego na miejscu, c) słupy stosowane w przypadku podciągu prefabrykowanego z
wypuszczonymi prętami, d) słupy o zmiennym przekroju, e) słupy dwukondygnacyjne. [15]
Możemy wyróżnić w śród słupów żelbetowych słupy uzwojone, które zawierają spiralę o
stosunkowo nie dużym skoku obejmującą główne podłużne pręty. Słupy ze spiralą mające ten sam
przekrój poprzeczny odznacza się znacznie większą nośnością aniżeli słupy mające standardowe
zbrojenie. Dzieję się tak dlatego ponieważ uzwojenia przeciwdziałają poprzecznym odkształceniom
betonu ściskanego zawartego wewnątrz słupa (spirali), co pozwala przenieść większe naprężenia
ściskające przez słup. Zwiększona nośność występuje tylko w przypadku słupów o małej smukłości.
Koszt wykonania słupów uzwojonych jest duży dlatego są rzadko stosowane. Stosowane są
najczęściej gdy chce się uzyskać mały przekrój poprzeczny słupa i dużą jego nośność, co pozytywnie
wpływa na jego względu użytkowe i architektoniczne.
Słupy uzwojone konstruuje się o przekrojach poprzecznych kolistych lub w postaci
wielokątów foremnych o minimum sześciu bokach, ponieważ tylko w tych rodzajach przekrojów
koliste uzwojenie pracuje odpowiednio.
Rys. 23: Przykład słupa uzwojonego o przekroju poprzecznym ośmiokątnym. [17]
Strona 33
Rys. 24: Przykładowe przekroje poprzeczne słupów uzwojonych. [17]
Fot. 20: Konstrukcja i wykonanie słupa uzwojonego. [W22]
Fot. 21: Zniszczenie słupa żelbetowego uzwojonego przez nadmierne siły ściskające. [W23]
Strona 34
Długie wsporniki – najczęściej stanowią przedłużenie rygli ramy. Pracują podobnie jak elementy
zginane lecz należy w obliczeniach uwzględniać specyficzne warunki ich pracy. Wymagają silnego
i sztywnego utwierdzenia w podporze, których wpływ na konstrukcję musi się uwzględnić
podczas projektowania. Długie wsporniki mogą wywoływać dość duży ujemny moment zginający
w sąsiadującym przęśle. [15]
Projektując ten typ elementu konstrukcji należy pamiętać [15]:
− wysokość wsporników powinna być nie mniejsza niż 1/7 ich wysięgu,
− gdy występują duże siły skupione przekrój na końcu wspornika może być bardziej wytężony niż
przekrój przy podporze,
− pręty strefy rozciąganej muszą być odpowiednio i dobrze zakotwione,
− gdy za pośrednictwem żeber na wspornik przekazywane są z nich siły skupione konieczne jest
stosowanie silnych strzemion.
Rys. 25: Przykład konstrukcji długiego wspornika obciążonego dużą siłą skupioną. [15]
Fot. 22: Hala żelbetowa z elementami sprężonymi i słupami z długimi wspornikami. [W24]
Strona 35
Krótkie wsporniki – to takie elementy konstrukcji, w których odległość od punktu przyłożenia siły
obciążającej do lica słupa (krawędzi utwierdzenia wspornika) jest mniejsza od całkowitej
wysokości wspornika (najczęściej największa wysokość wspornika jest w krawędzi utwierdzenia
go w podporze). Ten typ elementu konstrukcji stosowany jest najczęściej w halach
przemysłowych, ponieważ przez krótkie wsporniki przekazuje się na słup obciążenia z belek
podsuwnicowych, belek stropowych i rygli dachowych (często kratownicowych) w postaci sił
pionowych lub pionowych i poziomych (często równocześnie skierowanych w dwóch kierunkach
– prostopadle i równolegle do płaszczyzny wspornika). W ustrojach nośnych krótkie wsporniki
mogą służyć jako dylatacje i ich kształt przyjmuje się jako kwadratowy, prostokątny lub
trapezowy. W przypadku kształtu trapezowego kąt nachylenia dolnej krawędzi do poziomu musi
być nie większy niż 45ᵒ. Dla prawidłowej pracy krótkiego wspornika istotny jest sposób
przyłożenia do niego obciążeń, np. gdy opieramy na nim belki monolityczne to obciążenie
najczęściej przekazywane jest wzdłuż całej krawędzi styku belki ze wspornikiem, natomiast w
przypadku belek prefabrykowanych obciążenie przekazywane jest na górną krawędź wspornika.
[13][15][16]
Rys. 26: Przykłady zastosowania krótkich wsporników. [16]
Projektując krótkie wsporniki należy pamiętać [15]:
− przekrój poprzeczny wspornika należy projektować tak, aby siła pionowa działająca na krawędzi
wspornika była mniejsza od nośności przekroju,
− należy przy różnym przyłożeniu sił obciążających wspornik pamiętać aby spełnić warunki
zapewniające nośność i bezpieczeństwo elementu poprzez odpowiednie dobranie przekrojów
zbrojenia rozciąganego poziomego i ukośnego,
− jeżeli na wsporniku umieszczone są łożyska styczno-przesuwne belek lub kratownic o
prostopadłym kierunku przesuwu do płaszczyzny wspornika, to obliczenia należy wykonać na
działanie reakcji pionowej łożyska oraz na zginanie uwzględniając siłę poprzeczną i skręcanie
spowodowane siłą poziomą tarcia,
− w przypadku gdy wsporniki mają stały prostokątny przekrój poprzeczny to konstruuje się
strzemiona poziome, natomiast przy zmiennym liniowo przekroju poziome i ukośne,
− zaleca się aby zbrojenie główne było wykonywane w postaci pętli lub z prętów prostych z
przyspawanymi prętami poprzecznymi na końcu wspornika,
− nie należy zbytnio oszczędzać stali przy projektowaniu i konstruowaniu krótkich wsporników,
ponieważ odpowiednie spełnienie warunków dla zapewnienia odpowiedniej przyczepności
betonu do prętów zbrojeniowych po wykonaniu elementu i w fazie projektowej jest trudne,
− nie wolno stosować przerw roboczych w betonowaniu w obrębie krótkich wsporników,
Strona 36
−
na okres zimy zabezpieczyć przed działaniem wody wszystkie wgłębienia we wspornikach
(wykonywane np. w celu późniejszego osadzenia śrub kotwiących, służących do późniejszego
zamocowania belek podsuwnicowych).
Rys. 27: Siły i sposoby przekazywania sił na krótki wspornik. [16]
Rys. 28: Przykłady różnego zbrojenia krótkich wsporników przy różnym typie obciążenia. [13]
Rys. 29: Zbrojenie słupów jedno- i dwugałęziowych w miejscu oparcia na nich belek podsuwnicowych. [15]
1.5.7. Słupy zespolone
Słupy zespolone czyli słupy stalowo-betonowe projektowane są w postaci obetonowanych
częściowo lub całkowicie stalowych kształtowników (zazwyczaj walcowanych) lub wypełnionych
betonem stalowych elementów, którymi są najczęściej kształtowniki stalowe walcowane na gorąco o
przekroju otwartym lub/i zamkniętym. Zaleca się aby przekrój poprzeczny posiadał dwie osie symetrii
i był niezmienny (stały) na całej długości słupa. W słupach zespolonych beton znacznie zwiększa
sztywność przekroju stalowego i co za tym idzie pozwala na uzyskanie dużej nośności przy małych
wymiarach przekroju poprzecznego elementu. [18][19][20]
Strona 37
W słupach stalowych obetonowanych stosuje się zbrojenie złożone z prętów podłużnych i
strzemion według zaleceń Eurokodu 2 tak jak dla słupów żelbetowych. Otulina słupa stalowego
obetonowanego całkowicie musi być większa lub równa 40mm oraz nie mniejsza niż 1/6 szerokości
półki kształtownika. [18][19][20]
Rys. 30: Typowe przekroje poprzeczne słupów zespolonych. [18]
Rys. 31: Konstrukcje słupów zespolonych. [W25]
W słupach zespolonych częściowo obetonowanych beton znajdujący się pomiędzy półkami
kształtownika walcowanego powinien być trwale połączony z tym elementem stalowym poprzez
zastosowanie łączników strzemionowych lub strzemion, które mogą być przyspawane do środnika
lub przechodzić przez zrobione w nim otwory. [20]
Rys. 32: Przykład zastosowania łączników sworzniowych z łbami w słupach zespolonych wraz oddziaływaniem
dodatkowych sił tarcia wywołanych przez nie. [20]
Dla słupów zespolonych w postaci rur wypełnionych betonem najczęściej zbrojenie nie jest
stosowane ale w niektórych przypadkach może ono jednak być konieczne, np. ze względu na
odporność ogniową konstrukcji słupa lub w celu zmniejszenia jego wymiarów przekroju
poprzecznego. Można zastąpić zbrojenie tzw. sztywnym rdzeniem przekroju wykonanym z
kształtownika stalowego. Słupy rurobetonowe o bisymetrycznym przekroju poprzecznym
(posiadającym dwie osie symetrii) doskonale nadają się na elementy osiowo ściskane, przez co takie
słupy najlepiej sprawdzają się w układach stężonych. [20]
Strona 38
Słupy rurobetonowe są bardzo często stosowane, ponieważ już podczas ich montażu na
budowie sam trzon stalowy słupa niewypełniony jeszcze betonem potrafi przenieść obciążenia
montażowe z kilku montowanych kondygnacji oraz można dokonać zmiany nośności takiego słupa
zespolonego bez konieczności zmiany wymiarów jego przekroju poprzeczne.
Do wad elementów rurobetonowych można zaliczyć ich dużą masę w porównaniu do konstrukcji
wykonanych ze stali, dużą cenę rur, pracochłonność i trudność w wykonywaniu połączeń oraz
problematyczne przekazywanie obciążeń z innych elementów, polegający na tym, że siły nie zawsze
są przekazywane przez cały przekrój, co może znacząco wpłynąć na nośność elementu.
W słupach zespolonych należy stosować beton o wytrzymałości obliczeniowej nie niższej niż
C25/30 oraz nie wyższej od C6075 i LC60/66, stal gatunków od S235 do S460. [19][20]
Fot. 23: Przykłady słupów zespolonych i ich połączeń belkami. [W27]
Rys. 33: Słupy zespolone ze wspornikami. [W28]
Strona 39
Rys. 34: Przykład słupa dwustopniowego zespolonego wraz z przekrojami rurobetonowymi. [21]
Zalety elementów rurobetonowych [21]:
− duża nośność elementów przy niewielkiej powierzchni przekroju poprzecznego,
− wysoka pojemność cieplna i odporność ogniowa elementów zapewniana przez odpowiednio
otulone pręty zbrojenia.
Konstruowanie trzonu słupa [21]:
− dobór średnicy przekroju poprzecznego elementu podobnie jak w słupach żelbetowych ze
względów technologicznych,
− dobór ścianki rury (wg tablic),
− powierzchnia stali przewidziana do zespolenia z betonem nie może być malowana ani posiadać
żadnej rdzy,
− odpowiednie wykonanie otworów w elemencie w celu odprowadzenia gromadzącej się pary
wodnej (po 2 otwory co 5,0m o łącznej powierzchni 6cm2),
− możliwość zastosowania wewnętrznego zbrojenia podłużnego (nie jest ono wymagane we
wszystkich przypadkach), którego moc powinna mieścić się w przedziale 0,3 ÷ 4,0% oraz powinno
być ułożone w formie szkieletu (podobnie jak dla pala).
Obliczenia słupów powinny obejmować [19][20]:
− sprawdzenie nośności elementu z uwzględnieniem niestateczności (wyboczenia),
− sprawdzenie stateczności miejscowej kształtownika stalowego,
− sprawdzenie wytrzymałości w miejscu obciążenia i sposobie ich przekazywania,
− sprawdzenie ścinania pomiędzy stalą a betonowymi częściami słupa.
W słupie zespolonym wykonanym z rury okrągłej wypełnionej betonem istnieje możliwość
uzyskania większego wzrostu nośności przekroju niż z sumowania nośności stali i betonu [20]:
Strona 40
CZĘŚĆ TEORETYCZNA – Ognioodporność elementów konstrukcji
−
−
gdy płaszcz rury ogranicza odkształcenia betonu (płaszcz i beton wytężone są w wieloosiowym
stanie naprężenia),
gdy zwiększa się wytrzymałość betonu na ściskanie poprzez boczny docisk; naprężenia zastępcze
w płaszczu zostają zwiększone przez radialne rozciąganie poprawiając stateczność elementu.
Fot. 24: Konstrukcja nośna budynku z słupów rurobetonowych wraz z ich przykładami. [W26]
1.6. Ognioodporność elementów konstrukcji
1.6.1. Cele zabezpieczania przeciwpożarowego
[W29] Głównym i najważniejszym celem zawartym w przepisach dotyczących bezpieczeństwa
przeciwpożarowego jest zapewnienie ochrony życia ludzi (osób przebywających w budynku i
strażaków), środowiska naturalnego oraz mienia (wartości budynku i zawartości jakie się w nim
znajdują). Realizuje się następujące cele poprzez systemy czynnej i biernej ochrony przeciwpożarowej
oraz za pomocą wielu środków:
− zapobieganie i ograniczanie występowania pożarów, poprzez kontrole zagrożeń pożarowych w
budynku,
− wyznaczenie dróg przeciwpożarowych zapewniających bezpieczne opuszczenie budynku przez
osoby w nim przebywające,
− zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia ze strefy pożarowej na inne części budynku oraz
sąsiadujące z nim obiekty,
− zapewnienie wystarczającego okresu czasu do ewakuacji osób przebywających w obiekcie i
przeprowadzenia akcji ich ratowania przez straż pożarną w razie konieczności poprzez
wcześniejsze (w trakcie projektowania) zapewnienie zachowania stateczności konstrukcyjnej
budynku.
1.6.2. Odporność ogniowa budynków i elementów konstrukcyjnych
Przepisy krajowe oraz międzynarodowe reguły oceny ognioodporności konstrukcji określają
wymagania dotyczące ochrony przeciwpożarowej, które wyrażone są względem takich czynników jak
[W29][W30][22]:
Rozprzestrzenianie się ognia – jest to palność użytych materiałów konstrukcyjnych wyrażona
względem czasu, w którym dochodzi do rozgorzenia. Skala klasyfikująca rozprzestrzenianie się
Strona 41
ognia zaczyna się od A1 (rozgorzenie niemożliwe), a kończy na E (rozgorzenie następujące w
czasie krótszym niż 2 minuty) oraz F (rozgorzenie niezbadane).
Intensywność dymienia – skala klasyfikacji materiałów rozpoczyna się od A2, a kończy na F i jest
zależna od ilości dymu powstającego przy spalaniu.
Ognioodporność – określa się jako czas, w którym dane elementy budynku (nośne lub
oddzielające) mogą wytrzymać działanie ognia, nie tracąc swojej funkcji (muszą być spełnione
wymagania znormalizowanego badania odporności ogniowej). Pod uwagę bierze się trzy kryteria
dotyczące:
− nośności R (fire résistance), która jest wytrzymałością elementu nośnego na działanie ognia
podczas trwania pożaru, bez utraty stateczności konstrukcyjnej;
− izolacyjności I (fire isolation), która jest zdolnością elementu oddzielającego poddanego
działaniu ognia z jednej strony do ograniczenia wzrostu temperatury powierzchni
nieosłoniętych poniżej wartości granicznych wynoszących średnio 140ᵒC i maksymalnie
180ᵒC,
− szczelności E (fire étachéité), która jest zdolnością elementu oddzielającego poddanego
działaniu ognia z jednej strony do ograniczenia powstania szczelin o znacznych rozmiarach,
w celu zapobieżenia przenikaniu gorących gazów i rozprzestrzenianiu ognia na przyległe
pomieszczenia.
Aby w budynku został osiągnięty wymagany poziom bezpieczeństwa pożarowego, należy w fazie
projektowania uwzględnić takie elementy jak [W30]:
− wymagania prawne,
− ściany przeciwpożarowe,
− rozprzestrzenianie się ognia,
− drogi ewakuacyjne.
W teście ognioodporności lub na podstawie analizie zachowania się konstrukcji w pożarze
wyróżniamy trzy stany graniczne (kryteria właściwości) [19]:
− stan graniczny nośności ogniowej R – jest to stan, w którym obciążony element konstrukcyjny,
poddany dodatkowo działaniu ognia, przestaje spełniać swoją funkcję nośną,
− stan graniczny izolacyjności ogniowej I – jest to stan, w którym element przestaje spełniać
funkcje oddzielające na skutek przekroczenia granicznej wartości temperatury jego powierzchni
nienagrzewanej,
− stan graniczny szczelności ogniowej E – jest to stan, w którym element przestaje spełniać funkcje
oddzielające na skutek pojawienia się na jego powierzchni nienagrzewanej płomieni lub
wystąpienia szczelin przekraczających graniczne wartości rozwartości lub długości.
Odporność ogniowa elementów konstrukcyjnych budynku mierzy się jako okres czasu, który
upływa od rozgorzenia pożaru do momentu, aż zostanie osiągnięty jeden ze stanów granicznych
ogniowych (nośności, izolacyjności, szczelności) wyrażony w minutach. Wymagana odporność
ogniowa elementów budynku zależna jest od jego klasy użytkowej, która może wynosić: 15 minut
(R15), 30 minut (R30), 60 minut (R60), 120 minut (R120) lub 240 minut (R240). W każdym przypadku
powinna być równa co najmniej odpowiednim wartościom obliczeniowego czasu ekspozycji
pożarowej, która odpowiada wymaganemu okresowi utrzymania nośności określonemu przez
przepisy przeciwpożarowe przyjęte w kraju. Gdy dla wszystkich części ustroju nośnego zostaną
Strona 42
wyznaczone wymagania ogniowe to można wyznaczyć i przyjąć klasę odporności pożarowej, która
będzie przypisana do całego budynku. [22]
Wymagania dotyczące odporności pożarowej budynku zależą głównie od jego rodzaju i
przeznaczenia. Określone zostały w rozporządzeniu [23], które ustanawia pięć klas odporności
pożarowej (OP), oznaczonych od najniższej do najwyższej literami A, B, C, D oraz E. Każdej klasie
zostały przyporządkowane określone wymagania odniesione do odporności ogniowej (OO)
poszczególnych elementów budowli, wyrażonej w minutach. [19][22]
Tab. 11: Wymagania odpowiadające poszczególnym klasom odporności pożarowej budynków, wg [23]. [19]
Zgodnie z [23] wydzielone zostały trzy rodzaje budynków:
− mieszkania, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, charakteryzowane kategorią
zagrożenia ZL,
− produkcyjne i magazynowe PM,
− inwentarskie IN.
Poszczególnym kategoriom ZL odpowiadają budynki [23]:
− ZL I – zawierające pomieszczenia przeznaczone do jednoczesnego przebywania ponad 50 osób
niebędących ich stałymi użytkownikami, a nie przeznaczonych przede wszystkim do użytku
ludziom o graniczonej zdolności poruszania się,
− ZL II – przeznaczone przede wszystkim do użytku ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się,
takie jak szpitalem przedszkola, żłobki, domy dla osób starszych,
− ZL III – użyteczności publicznej nie zakwalifikowane do ZL I i ZL II,
− ZL IV – mieszkalne,
− ZL V – zamieszkania zbiorowego, niezakwalifikowane do ZL I i ZL II.
Wymagania klasy odporności pożarowej OP dla budynków charakteryzowanych przez
kategorie ZL, zgodnie z rozporządzeniem [23] zależą od ich wysokości i są przedstawione w Tab. 12,
zaś wymagania dla budynków PM przedstawione zostały w Tab. 13. Przypisanie klasy OP zależy od
maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej, czyli od rodzaju, ilości i rozmieszczenia
potencjalnego paliwa. Ustalenia odnoszące się do budynków inwentarskich IN mają odmienny
charakter. [19][22]
Strona 43
Tab. 12: Wymagane klasy odporności pożarowej (OP) budynków charakteryzowanych przez kategorie ZL, wg
[23]. [19]
Tab. 13: Wymagane klasy odporności pożarowej (OP) budynków produkcyjnych i magazynowych, wg. [23]. [19]
1.6.3. Modele pożarów
Najczęściej stosowane w analizie modele pożarów obliczeniowych zależnych od wcześniej
przyjętych scenariuszy pożarowych (możliwości rozgorzenia pożaru) to [22]:
− pożaru lokalnego, gdy rozgorzenie jest mało prawdopodobne; przyjmuje się w nich
nierównomierny rozkład temperatury w funkcji czasu,
− pożaru strefowego; przyjmuje się równomierny rozkład temperatury w funkcji czasu,
odpowiednio dla wewnętrznych i zewnętrznych elementów strefy pożarowej,
− zaawansowane modele pożaru; uwzględnia się fizyczne właściwości gazu, wymianę masy i
energii podczas zachodzenia procesów spalania.
Rys. 35: Przykładowe scenariusze pożarowe hali pięcionawowej z trzema strefami pożarowymi. [22]
Strona 44
Rys. 36: Krzywe „temperatura-czas” pożaru rzeczywistego, standardowego, węglowego i zewnętrznego. [22]
1.6.4. Metody projektowania
Oceniając stan graniczny nośności, analizując kryteria związane z katastrofą konstrukcji lub jej
zniszczeniem, zgodnie z Eurokodem należy zapewnić konstrukcji wytrzymałość na oddziaływania od
ciężaru własnego, obciążeń klimatycznych, technologicznych i innych oraz pożaru. Budynki
jednokondygnacyjne można projektować za pomocą dwóch metod: tradycyjnej lub metody opartej
na właściwościach, gdzie zastosowanie mają zasady inżynierii pożarowej. [W29][22]
Metoda tradycyjna stosowana jest najczęściej w celu spełnienia standardowych wymagań
dotyczących ognioodporności, które są zazwyczaj określone w krajowych przepisach
przeciwpożarowych. Dzięki niej można łatwo osiągnąć i wdrożyć poziom bezpieczeństwa konstrukcji.
Metoda ta może wymagać zastosowania istotnej biernej ochrony przeciwpożarowej aby zapewnić
wymagany poziom ognioodporności. Przy projektowaniu prostych budynków i konstrukcji jest ona
bardzo często wykorzystywana. [W29]
Metoda oparta na właściwościach umożliwia ocenę odpowiednich środków w celu spełnienia
przyjętych określonych celów zabezpieczenia pożarowego oraz odpowiadającym im kryterium
właściwości. Możliwość oceny wymaganej ognioodporności dla konstrukcji w celu zapobiegnięcia
przedwczesnemu zniszczeniu konstrukcji i/lub rozprzestrzenienia się pożaru na większe obszary, jest
możliwa dzięki inżynierii pożarowej elementów konstrukcyjnych. Główną konstrukcję nośną
projektuje się w ten sposób aby w warunkach pożaru jej stateczność była zachowana na tyle długo,
by osoby przebywające w obrębie danego budynku, w którym wyniknął pożar mogły się ewakuować.
Metoda ta dzięki odpowiednim oszacowaniom rzeczywistych obciążeń ogniowych oraz parametrów
rozwoju pożaru, obliczanych w oparciu o działalność budynku, uwzględnia intensywność jego
oddziaływania. [W29]
Metoda oparta na właściwościach daje dużą swobodę w wyborze rozwiązań technicznych
spełniających wymogi zabezpieczenia przeciwpożarowego ale wymaga znajomości i użycia
zaawansowanych narzędzi projektowych. Inżynieria bezpieczeństwa pożarowego daje możliwość
bardzo efektywnego zaprojektowania zabezpieczeń ogniochronnych konstrukcji z niewielką
nieprzydzieloną rezerwą nośności, co wymaga bardzo dużego doświadczenia w projektowaniu aby
móc korzystać i zastosować skomplikowane modele obliczeniowe. [W29]
Strona 45
Właściwości pożarowe całej konstrukcji lub jej części są określane przez wykonanie – w
przypadku danego obliczeniowego scenariusza pożaru – trzech kolejnych kroków analitycznoobliczeniowych inżynierii pożarowej konstrukcji [W29][22]:
− Analiza pożaru. Obliczenie oddziaływań termicznych – model pożaru.
− Analiza termiczna. Określenie szybkości ogrzewania i temperatur elementów konstrukcyjnych –
model termiczny.
− Analiza konstrukcyjna. Obliczanie odpowiedzi mechanicznej elementów konstrukcyjnych –
model konstrukcyjny.
Tab. 14: Metody projektowania z uwagi na warunki pożarowe. [W32]
Strona 46
Tab. 15: Zakres zastosowań różnych metod obliczeniowych. [W29]
Rys. 37: Metody projektowe do określania odpowiedzi mechanicznej konstrukcji w warunkach pożaru. [22]
Strona 47
Rys. 38: Przykład trójwymiarowej analizy globalnej (model 3D) hali stalowej. [22]
1.6.5. Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji stalowych
W czasie wystąpienia pożaru konstrukcja budynku jest narażona na działanie temperatur
sięgających 1200ᵒC. W temperaturach pożarowych elementy konstrukcji stalowych ulegają
znacznemu osłabieniu poprzez obniżenie właściwości wytrzymałościowych stali oraz następuje
jednocześnie spadek współczynnika pewności konstrukcji poniżej jedności, już przy temperaturze
wahającej się od 400 do 600ᵒC. [2]
Fot. 25: Po lewej: widok dachu hali produkcyjno-magazynowej po pożarze, po prawej: przykład zdeformowanej
płatwi po pożarze. [22]
W ocenie ognioodporności konstrukcji badany jest stan graniczny nośności ogniowej R, w
celu określenia punktu granicznego, którego przekroczenie skutkuje na elementach konstrukcji
nieodwracalnymi konsekwencjami dotyczącymi bezpieczeństwa (zniszczenia materiału lub
przekroczeniu dopuszczalnych wartości odkształceń).
Wpływ pożaru na konstrukcje stalowe jest ogromy, poprzez dużą zmianę ich właściwości.
Kształtowniki stalowe nieosłonięte i niezabezpieczone ogniochronnie po 10÷15 minutach
nagrzewania w warunkach pożaru standardowego osiągają temperaturę około 700ᵒC. Następuje
wtedy spadek właściwości wytrzymałościowych stali do poziomu 23% ich wytrzymałości w normalnej
temperaturze oraz moduł sprężystości podłużnej stali zmniejsza się aż o 83% w stosunku do tego
parametru do temperatury normalnej. Te znaczne spadki wytrzymałości prowadzą do utraty nośności
elementów konstrukcyjnych. [22]
Strona 48
Rys. 39: Zmiana właściwości mechanicznych stali w warunkach podwyższonych temperatur. [22]
Metoda analityczna podaną w normie EN1993-1-2 pozwala obliczyć nagrzewanie
niezabezpieczonych elementów stalowych. Wzrost temperatury jest w tej metodzie zależny od
oddziaływań termicznych wyrażonych jako strumienie ciepła netto, właściwości termicznych stali
oraz współczynnika przekroju elementu wyrażonego stosunkiem pola powierzchni nieosłoniętej Am
[m2] do objętości elementu na jednostkę długości V [m3/m], zwanym wskaźnikiem ekspozycji
przekroju lub wskaźnikiem masywności przekroju. Stanowi również parametr miary szybkości
nagrzewania się stalowego elementu nieosłoniętego. [W29][22]
Tab. 16: Definicja współczynnika przekroju Am/V elementu konstrukcyjnego w warunkach pożaru. [W32]
Rys. 40: Przykłady wskaźnika ekspozycji nieosłoniętych elementów stalowych. [22]
Strona 49
Rys. 41: Przykład wskaźników ekspozycji osłoniętych elementów stalowych. [22]
Materiały ognioizolacyjne mogą posiadać różną formę układów konturowych, skrzynkowych
lub powierzchniowych. Wytwarzane są jako powłoki wykonane z: włókien mineralnych, wermikulitu i
cementu, perlitu, wermikulitu (lub perlitu) i cementu, wermikulitu (lub perlitu) i gipsu, wermikulitu
(lub perlitu) i cementu, oraz płyt z: włókna krzemianowego, włókna krzemianu wapnia, cementu
włóknistego, gipsu, prasowanych włókien krzemianowych i wełny mineralnej. Charakterystyka
termiczna materiałów ogniochronnych podawana jest najczęściej przez producentów tych
materiałów, poparta przez nich badaniami ogniowymi prowadzonymi w warunkach pożaru
standardowego. [22]
Często w celu zabezpieczenia mienia znajdującego się wewnątrz budynku jak również samego
budynku i jego sąsiedztwa, stosuje się środki zapobiegawcze rozprzestrzenianiu się ognia i
temperatury w warunkach pożaru w postaci budowy ścian przeciwpożarowych lub zastosowania
innych środków, np. instalacji tryskaczowej [W30].
Fot. 26: Przykład zastosowania ogniochronnych ścian i sufitów ognioodpornych firmy Knauf. [W31]
Kryteria porównawcze i określenia podstawowe [12]:
− Temperatura krytyczna – jest to taka temperatura, przy której element traci swoją nośność
(osiąga stan graniczny nośności) wynosząca dla podpór 400ᵒC i dla dźwigarów 350ᵒC, zależąca od
jakości i gatunku stali, stanu naprężeń w elemencie i rodzaju elementu. Temperaturę krytyczną
powinno liczyć się w sposób dokładny dla stalowych elementów nieosłoniętych, gdy
niewykorzystane są dopuszczalne naprężenia i ugięcia.
Strona 50
−
−
−
−
Krytyczne pole temperatury – jest to zakres temperatury, przy którym zostaje osiągnięty stan
graniczny nośności.
Lekkie izolacje ogniochronne – są to izolacje, których gęstość nie przekracza 700 kg/m3.
Ciężkie izolacje ogniochronne – są to izolacje, których gęstość jest większa niż 700 kg/m3.
Zastępcza przewodność cieplna oraz zastępcze ciepło właściwe – są to współczynniki zależne od
temperatury, uwzględniające wpływ ruchu wilgoci i zjawisk fizykochemicznych w danym
materiale podczas jego ogrzewania wg znormalizowanej krzywej „temperatura-czas”.
Do najważniejszych parametrów (poza temperaturą krytyczną) wpływających na odporność
ogniową, zaliczamy [12]:
− kształt przekroju elementu stalowego (relacja pomiędzy obwodem a ciężarem),
− kształt osłony ochronnej (okładziny) przy osłoniętych elementach stalowych,
− współczynnik przewodności cieplnej i zawartości wody w okładzinach
− położenie elementu w stosunku do ścian i stropów.
Elementy stalowe nieosłonięte są odporne na działanie wysokich temperatur pożarowych
tylko przez kilka lub kilkanaście minut i projektuje się je tylko w przypadku występowania mniejszych
obciążeń pożarowych. Zastosowanie okładzin gipsowych lub tynku pozwala zwiększyć odporność
przeciwpożarową z 70 do 120 minut, przy grubości okładziny z przedziału od 15 do 30 mm [12].
Zabezpieczenia przeciwpożarowe można podzielić na [12]:
− czynne, np. tryskacze, kurtyny wodne, kurtyny mechaniczne, włączające się automatycznie, gdy
temperatura otoczenia przekroczy ustaloną dopuszczalną wartość,
− bierne, do których zaliczamy środki ratunkowe służące do zlokalizowania pożaru, takie jak:
gaśnice, zbiorniki wodne, hydranty itp. oraz otuliny i powłoki konstrukcyjne utrudniające dostęp
do ognia.
Jako powierzchniowe izolacje ogniochronne stosuje się [9]:
− powłoki z farb pęczniejących pod wpływem wzrostu temperatury,
− izolacje natryskowe z włókien mineralnych i lekkich wypełniaczy ze spoiwem nieorganicznym,
− otynkowanie lub obetonowanie, z użyciem siatek tynkarskich,
− obudowanie płytami z materiałów niepalnych,
− obmurowanie cegłą, blokami gipsowymi, betonowymi itp.,
− sufity powieszane.
W ochronie biernej przeciwpożarowej konstrukcji stalowych stosowane są materiały
termiczne pasywne (niereaktywne), które poddane działaniu wysokich temperatur i ognia nie
zmieniają swoich właściwości i reaktywne, charakteryzujące się zmianą właściwości w wyniku
działania wysokiej temperatury w trakcie pożaru. Najpopularniejszymi materiałami
zabezpieczającymi niereaktywnymi są powłoki natryskowe i płyty, zaś reaktywnymi są
przeciwogniowe powłoki pęczniejące.
Powłoki przeciwpożarowe nakładane natryskowo są najpowszechniejszymi materiałami
zabezpieczającymi elementy konstrukcji przed pożarem. Stosuje się je jako wyroby o warstwie grubej
lub cienkiej. [22]
Strona 51
[22] Powłoki grubowarstwowe są natryskiwane bezpośrednio na konstrukcje stalowe o
konsystencji włóknistej lub gęstej pasty. Ich skład najczęściej tworzą: włókna mineralne, wermikulit,
żużel lub gips oraz substancja wiążąca (spoiwo) w zależności, od której wyróżnia się powłoki
natryskowe na bazie spoiwa:
− cementowego z wypełniaczami w postaci granulowanej wełny skalnej, kruszywa oraz dodatków,
− cementowego z wypełniaczem w postaci kruszywa wermikulitowego oraz dodatków,
− cementowego i gipsowego z wypełniaczem w postaci włókien mineralnych (bez wermikulitu i
azbestu) oraz dodatków,
− spoiwa gipsowego z wypełniaczami w postaci granulowanej wełny skalnej lub wełny mineralnej i
kruszywa perlitowego oraz dodatków.
Fot. 27: Zabezpieczenie konstrukcji stalowej poprzez natrysk ogniochronny firmy Perlifoc. [W33]
Ogniochronna masa charakteryzuje się niską przewodnością cieplną i stabilnością w
warunkach wysokich temperatur. Nakładana jest niekiedy kilku warstwowo na konstrukcję stalową w
stanie płynnym przy pomocy agregatu natryskowego z transportem pneumatycznym mieszanki.
Masa ogniochronna po stwardnieniu i wyschnięciu powinna mieć gęstość z przedziału od 250 do 700
kg/m3. Zanim masa ogniochronna zostanie nałożona, element konstrukcji powinien zostać
odpowiednio wyczyszczony, później zabezpieczony powłokami antykorozyjnymi. Izolacje natryskowe
stosowane są głównie jako konturowe (na całym obwodzie zabezpieczanego kształtownika) lub w
postaci zamkniętych skrzynek w przypadku przekrojów prętów wielogałęziowych. [22]
Masy natryskowe są przygotowywane i nanoszone wg technologii [22]:
− suchej – przygotowana fabrycznie sucha mieszanka jest transportowana pneumatycznie i
mieszana z wodą lub ciekłym spoiwem u wylotu końcówki agregatu natryskowego,
Strona 52
−
mokrej – przygotowana fabrycznie sucha mieszanka jest zarabiana wodą, a jej nanoszenie na
elementy stalowe odbywa się mechanicznie za pomocą agregatów pompowo-natryskowych w
sposób zbliżony do mechanicznych prac tynkarskich.
Masy natryskowe są w stanie zabezpieczyć ogniochronnie stalowe elementy konstrukcyjne w
klasach od R15 do R240. Grubość nałożonej masy waha się w przedziale 15÷60 mm. Aby izolacja
ogniochronna miała zapewnioną odpowiednią trwałość i przyczepność do elementu przed jej
nałożeniem stosuje się odpowiednie podkłady lub wykonuje się siatkowanie zabezpieczanych
kształtowników. [22]
Jako ogniochronne zabezpieczenia płytowe konstrukcji stalowych, poprzez ich obudowanie,
stosuje się płyty z wermikulitu, miki, wełny mineralnej, płyt gipsowo-kartonowych, różnego rodzaju
płyt na spoiwie gipsowym, cementowym, cementowo-wapiennym ze zbrojeniem rozproszonym
najczęściej z włókien szklanych oraz wypełniaczami. Płyty dostępne są w różnych grubościach oraz
umożliwiają zabezpieczenie konstrukcji w klasach R30÷R120. Mocowane są mechanicznie do
konstrukcji stalowej za pomocą śrub, łączników, taśm i kształtowników stalowych lub przyklejane i
unieruchamiane kołkami. Należą do droższych rozwiązań ogniochronnych w porównaniu do powłok i
mas natryskowych. Charakteryzują się również długim czasem montażu i co za tym idzie
zwiększeniem kosztów całej inwestycji. [22]
Fot. 28: Zabezpieczenie konstrukcji stalowej płytami izolacyjnymi ogniochronnymi. [W34]
[12] Lekkie izolacje ogniochronne o gęstości mniejszej niż 700 kg/m3, są bardzo często
stosowane, ze względu na możliwość ich usztywnienia i wzmocnienia blachą stalową (płaskownikiem)
uodparniając je przed uderzeniami. Przy zastosowaniu lekkich materiałów wyróżnić można dwie
metody:
− stykową (profilową), polegającą na pokryciu stalowego elementu konstrukcyjnego, np. warstwą
wermikulitu, szczelnie przylegającą do wszystkich powierzchni elementu, chroniąc go przed
bezpośrednim działaniem ognia,
− bezstykową – „obudowy”, polegającą na szczelnym obudowaniu obiektu płytami
ognioodpornymi z pozostawieniem wewnętrznej przestrzeni pustej, montowanych bezpośrednio
lub na szkielecie z listew drewnianych lub metalowych.
Strona 53
Rys. 42: Zabezpieczenie ogniochronne elementów stalowych, z lewej: natryskowe, z prawej: za pomocą
okładzin płytowych. [9]
Rys. 43: Okładziny elementów stalowych z wykorzystaniem siatkowania zapobiegającemu odspojeniu warstwy
ogniochronnej. [11]
Rys. 44: Przykłady płytowych zabezpieczeń ognioodpornych kształtowników stalowych: 1 - element
termoizolacyjny, 2 - łącznik, 3 - kształtownik stalowy. [22]
Elementy pionowe w hali, takie jak słupy, można również zabezpieczyć, za pomocą przegród
pionowych w postaci ścian murowanych, betonowych lub lekkich ścian warstwowych. To
zabezpieczenie stosuje się w celu podziału obiektu na strefy pożarowe. [22]
Strona 54
Rys. 45: Przykłady rozwiązań ścian przeciwpożarowych w halach. [W29]
Fot. 29: Po lewej: samostateczna ściana przeciwpożarowa umieszczona pomiędzy dwoma niezależnymi
konstrukcjami stalowymi, po prawej: częściowo zabezpieczona przed ogniem stalowa belka krzyżująca
się ze ścianą przeciwpożarową przymocowaną do stalowych słupów. [W29]
Innym bardzo często stosowanym zabezpieczeniem ogniochronnym konstrukcji stalowych, w
których wymagana jest klasa odporności ogniowej z przedziału R15÷R60 są powłoki pęczniejące.
Wytwarzają one pod wpływem ciepła warstwę porowatej pianki, która w znacznym stopniu ogranicza
dopływ ciepła do stali. [2][22]
Strona 55
Powłoki ogniochronne pęczniejące nie różnią się wyglądem od konwencjonalnych farb,
natomiast składają się one z następujących warstw [2][22]:
− warstwy gruntującej (podkładowej), pełniącej rolę podkładu antykorozyjnego
przystosowującego podłoże zabezpieczanego elementu konstrukcyjnego do możliwie najlepszego
połączenia go z farbą zasadniczą; grubość warstwy podkładowej zawiera się w przedziale 40÷100
μm;
− warstwy przeciwogniowej, pełniącej rolę zasadniczej powłoki pęczniejącej o właściwościach
ogniochronnych i grubości zawierającej się w przedziale 300÷4000 μm; pod wpływem wysokiej
temperatury powiększa swoją objętość tworząc porowatą piankę ograniczającą dopływ ciepła do
stali; grubość jaką osiąga ta warstwa zamieniając się w „piankę” zawiera się w przedziale 30÷40
mm izolując powierzchnię stali przed oddziaływaniem ognia; „spęczniała” powłoka ogniochronna
pozwala osiągnąć odporność ogniową konstrukcji stalowej dzięki niskiej przewodności cieplnej
oraz zmianie objętości poprzez podwyższenie się wskaźnika masywności przekroju elementu
chronionego;
− nawierzchniowej, pełniącej rolę dekoracyjną i nadającą zabezpieczanemu elementowi
konstrukcji walorów estetycznych, dostępnej w szerokiej gamie kolorów; chroni również powłokę
pęczniejącą przed oddziaływaniem środowiska zewnętrznego w temperaturach normalnych;
zapewnia szczelność powłokom ogniochronnym, zapobiegając przenikaniu wilgoci podczas
eksploatacji obiektu; grubość warstwy nawierzchniowej zawiera się w przedziale 40÷120 μm.
Powłoki ogniochronne pęczniejące mogą być nanoszone na element konstrukcyjny ręcznie
(wałkiem lub pędzlem) lub technologią natryskową. Na oczyszczoną powierzchnię nakłada się
warstwę gruntującą. Po jej wyschnięciu nakłada się co najmniej 2 warstwy ochrony przeciwogniowej
o grubości łącznej w stanie „zimnym” zawierającym się w przedziale 300÷4000 μm. Warstwę
nawierzchniową nakłada się na warstwę przeciwogniową. Farby pęczniejące nakładane są przed
montażem konstrukcji aby zapewnić jak najlepsze krycie całej powierzchni elementu
zabezpieczanego. Niewątpliwie dużą zaletą tego typu ochrony przeciwpożarowej jest uzyskanie
ładnego i estetycznego wyglądu chronionych elementów konstrukcji. [22]
Fot. 30: System zabezpieczenia ogniochronnego FlameSorber farbą pęczniejącą oraz widok elementu
stalowego zabezpieczonego farbą pęczniejącą podczas pożaru. [W35]
Strona 56
1.6.6. Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji żelbetowych
Podczas pożaru temperatura gazów wzrasta w bardzo szybkim tempie – po godzinie osiąga
prawie 1000ᵒC. Krytyczną temperaturą dla stali i betonu są osiągane już po paru minutach i wynoszą
około 500ᵒC. Znacznie wolniej rośnie temperatura zbrojenia, która jest zależna od grubości chroniącej
je warstwy betonu (otuliny).
Temperatury pożarowe są w stanie wywoływać eksplozyjne odpryskiwanie zewnętrznej
warstwy betonu lub/i jego rozłupywanie. Eksplozyjne odpryskiwanie wywołane jest na skutek
pojawienia się podwyższonego ciśnienia pary wodnej, wytwarzanej z wody zawartej w betonie. W
szczelnym betonie o dużych właściwościach wytrzymałościowych ciśnienie to jest w stanie osiągnąć
poziom wywołujący zniszczenie betonu.
Zakłada się, że wilgotność betonu nie przekraczająca 3% (wagowo) nie wywołuje
odpryskiwania. Jeżeli zaś jest większa należy uwzględnić wpływ odpryskiwania betonu na jego
nośność szczególnie w elementach rozciąganych.
Pod wpływem wysokiej temperatury maleją w elemencie żelbetowym takie właściwości jak
wytrzymałość na ściskanie oraz granica plastyczności zbrojenia. Wytrzymałość betonu zwykłego
wytworzonego na kruszywie krzemianowym w temp. 500ᵒC wynosi około 60%, a w temp. 700ᵒC już
tylko 30% wytrzymałości w temperaturze normalnej. Beton na kruszywie wapiennym traci wolniej
wytrzymałość niż beton wytworzony na kruszywie krzemianowym. Zastosowanie kruszywa
wapiennego pozwala zmniejszyć wymiary nawet o 10%, które są wymagane w przypadku użycia
betonu na kruszywie krzemianowym.
Kształt wykresu zależności naprężenie-odkształcenie stali zbrojeniowej zostaje zmieniony
przez wysoką temperaturę pożarową. Należy zatem rozróżniać zależne od temperatury granice
proporcjonalności i plastyczności, inaczej niż to było w temperaturze normalnej.
W zależności od tego czy stal jest wytworzona na gorąco poprzez walcowanie lub przez
obróbkę na zimno, zależą od tego granice proporcjonalności i plastyczności zbrojenia w warunkach
podwyższonej temperatury. W temperaturze 500ᵒC granica plastyczności stali walcowanej wynosi
około 75%, a granica proporcjonalności około 40% granicy plastyczności w warunkach normalnej
temperatury. W temperaturze 500ᵒC granica plastyczności stali wynosi już tylko około 45%
normalnej. Stal sprężająca jest znacznie bardziej wrażliwa niż stal zwykła na działanie wysokiej
temperatury. [14][24]
Podstawą projektu może być [14][24]:
 globalna analiza modelu całej konstrukcji, polegająca na wyznaczeniu rozkładu temperatury w
warunkach pożarowych i rozkładu sił wewnętrznych z uwzględnieniem wpływu temperatury na
właściwości materiałów, co pozwala stwierdzić czy konstrukcja ma wystarczającą nośność i czy
spełnia inne wymagania; w tej analizie pod uwagę bierze się cały ustrój; uwzględnia się pośrednie
oddziaływania pożaru, jakimi są: wpływ zmian sztywności i wytrzymałości na rozkład sił
wewnętrznych, rozpatrując wpływ deformacji termicznych na siły wewnętrzne i sztywność
elementów konstrukcji; sprawdzenie nośności przekroju lub wymiarowanie wykonuje się
uwzględniając pogorszone cechy właściwości stali i betonu;
 analiza modeli części konstrukcji, bierze się pod uwagę tylko w wydzielonej części konstrukcji
pośrednie oddziaływania pożaru; analiza ta jest realistyczna tylko wtedy, gdy oddziaływania
innych części można trafnie przybliżyć, poprzez zastosowanie np. odpowiedni dobór warunków
brzegowych i reakcji;
Strona 57
 analiza modeli elementów wydzielonych z konstrukcji, elementy te są traktowane i
rozpatrywane jako wyizolowane z konstrukcji; wykonując obliczenia dla takiego elementu w
uproszczeniu za efekty oddziaływań przyjmuje się efekty wyznaczone dla temperatury normalnej;
przyjmuje się również, że warunki brzegowe na skutek pożaru nie zmieniają się.
Wymagania dotyczące pożaru parametrycznego oraz informacje dotyczące wymaganego czasu
przetrwania konstrukcji są takie same jak dla konstrukcji wykonanych ze stali. Informacje na ich
temat są zawarte również w obowiązujących normach (Eurokodach) oraz rozporządzeniu [23].
Do projektowania elementów żelbetowych w warunkach pożarowych używa się najczęściej
metody zawartej w Eurokodzie 2, ze względu na jej prostotę. W tablicach określone zostały
minimalne wymiary elementów i minimalna odległość zbrojenia od nagrzewanej powierzchni betonu,
oznaczona literą a. Ze względu na przyjęte kryteria nośności, izolacyjności i szczelności, wytężenie
elementu oraz schemat statyczny wyznacza się potrzebne wymiary. Mniejsze wymiary i wartości a niż
ustroje statycznie wyznaczalne mogą mieć ustroje zdolne do redystrybucji sił w czasie pożaru.
Tablice i dane w nich zawarte stosuje się do betonu zwykłego klasy nie wyższej niż C50/60 z
kruszywem krzemianowym, zaś w innym przypadku, dla wyższych klas betonu, stosowane są odrębne
przepisy. Minimalne wymiary elementów konstrukcyjnych można zmniejszyć o 10% jeśli zastosowany
został beton z kruszywem lekkim lub wapiennym.
Projektując element za pomocą tablic nie ma potrzeby późniejszego sprawdzania długości
zakotwienia i wykonywania obliczeń na ścinanie lub skręcanie, przyjęte są również w nich założenia
konserwatywne i oparte są na standardowej krzywej temperatura-czas, dzięki czemu wykonując
dokładniejszą analizę można dojść do korzystniejszych wyników (mniejszych wartości a lub
mniejszych minimalnych wymiarów). [14][24]
Rys. 46: Definicje poszczególnych odległości w przekrojach. [14]
Słupy żelbetowe projektuje się dwoma metodami, które dotyczą słupów usztywnionych przez
inne elementy [14][24]:
Metoda A – stosowana tylko do słupów z bardzo małym mimośrodem; zastosowanie tej metody
wymaga spełnienia następujących warunków:
− długość efektywna słupa w warunkach pożaru nie może przekroczyć 3,0m,
− mimośrody obliczone wg teorii pierwszego rzędu w warunkach pożaru muszą spełniać
odpowiednie warunki,
− pole przekroju zbrojenia nie może przekraczać 4% pola przekroju betonu.
Strona 58
Tab. 17: Słupy o przekroju prostokątnym lub kołowym – minimalne wymiary bmin i wartości a, projektowanie
metodą A wg Eurokodu. [14]
Metoda B – stosowana do słupów nie spełniających warunków metody A i zachowujących
odpowiednie wymagania dotyczące smukłości i mimośrodu.
Tab. 18: Słupy o przekroju prostokątnym lub kołowym – minimalne wymiary bmin i wartości a, projektowane
metodą B wg Eurokodu. [14]
Strona 59
Można również projektować konstrukcje żelbetowe przy pomocy metody izotermy 500,
która polega na założeniu, że te części strefy ściskanej elementu konstrukcji, w których temperatura
w czasie pożaru przekracza 500ᵒC, nie bierze się pod uwagę i pomija przy obliczeniach poprzez ich
znacznie zmniejszoną nośność (przyjmuje się, że beton w tych częściach konstrukcji ma zerową
wytrzymałość). Metoda ta polega na wyznaczeniu izotermy 500ᵒC, odrzuceniu części betonu
znajdującego się na zewnątrz tej izotermy i określeniu wymiarów przekroju. Następnie oblicza się
temperatury prętów zbrojenia i graniczne naprężenia w warunkach pożaru. Obliczenia kończy się
wyznaczeniem nośności granicznej przekroju. [14]
Rys. 47: Obliczanie przekroju w przypadku zginania: element o przekroju kwadratowym 300x300 mm,
nagrzewany ze wszystkich stron, izotermy po 90 minutach pożaru. [14]
Fot. 31: Zabezpieczenie starych elementów żelbetowych obiektów budowlanych nie spełniających wymagań
przeciwpożarowych w obowiązujących przepisach, poprzez podwieszenie okładziny z płyt PROMATECT
(np. REI 60) lub przez zastosowanie natrysku ogniochronnego PROMASPRAY firmy Promat TOP. [W36]
Strona 60
1.6.7. Zabezpieczenia ognioochronne konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych
Konstrukcje zespolone zabezpiecza się przed działaniem ognia i wysokich temperatur
pożarowych podobnie jak konstrukcje żelbetowe czy stalowe, również analizy, klasyfikacje i
wymagania dotyczące pożaru są takie same.
Tab. 19: Rodzaje konstrukcji zespolonych, dla których zastosować można metody obliczeniowe korzystające z
danych tabelarycznych . [25]
Tab. 20: Przykłady konstrukcji, przy analizie których stosuje się proste modele obliczeniowe (PN-EN 1994-12:2008). [25]
Graniczne obciążenia dla słupów zespolonych w temperaturze normalnej i pożarowej z
krzywą standardową ISO, można w łatwy sposób policzyć dzięki programowi komputerowemu AFCC
(Composite Column Fire Design). Opiera się on na metodologii obliczeń zawartych w EC. [25]
Strona 61
Tab. 21: Odporność ogniowa w minutach dla różnych postaci konstrukcji zespolonych. [25]
Tabele obliczeniowe elementów zespolonych zawartych w normie PN-EN 1994-1-2 mają
zastosowanie tylko w przypadku elementów stalowo-betonowych, tj. belek zespolonych z częściową
lub całkowitą osłoną betonową belki stalowej, słupów zespolonych z kształtownikami częściowo lub
całkowicie pokrytymi betonem, słupów zespolonych z prostokątnymi lub okrągłym i stalowymi
kształtownikami zamkniętymi wypełnionymi betonem. Tabele wykorzystują wartości predefiniowane,
które opierają się głównie na badaniach ogniowych, potwierdzonych badaniami analitycznymi.
Można dzięki tym tabelą szybko uzyskać wymiary elementów, tj. minimalne wymiary przekroju
poprzecznego elementu, wymaganą powierzchnię stali zbrojeniowej oraz jej minimalne wartości
otuliny betonem. Wszystkie te wyniki podawane są w funkcji poziomu obciążenia dla ujednoliconych
standardowych okresów ognioodporności. Obliczenia dzięki tej metodzie obliczeń tabelarycznych
wykonuje się bardzo szybko, jednak wyniki otrzymywane dzięki niej są zachowawcze w stosunku do
innych modeli obliczeniowych. Metoda powinna być stosowana tylko do wstępnego zaprojektowania
obiektu. [W29]
Strona 62
Tab. 22: Minimalne wymiary przekrojów, minimalne odległości osiowe i minimalne stopnie zbrojenia dla
słupów zespolonych wykonanych z częściowo obetonowanych profili stalowych (PN-EN 1994-12:2008).
Tab. 23: Minimalne wymiary przekrojów, minimalne stopnie zbrojenia i minimalne odległości osiowe prętów
zbrojenia dla słupów zespolonych wykonanych z profili zamkniętych wypełnionych betonem (PN-EN
1994-1- 2:2008).
Strona 63
Tab. 24: Minimalne wymiary przekrojów, minimalne otuliny profili stalowych i minimalne odległości osiowe
prętów zbrojeniowych dla słupów zespolonych z całkowicie obetonowanych profili stalowych (PN-EN
1994-1-2:2008).
Tab. 25: Minimalna otulina betonowa przekrojów stalowych z betonem pełniącym funkcję zabezpieczenia
ogniochronnego (PN-EN 1994-1-2:2008).
Strona 64
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Założenia projektowe
2. CZĘŚĆ ANALITYCZNA
2.1. Założenia projektowe
2.1.1. Przyjęcie rodzajów słupów do optymalizacji
W niniejszej pracy do przeprowadzenia optymalizacji słupów podsuwnicowych hal zostały
wzięte pod uwagę następujące rodzaje słupów, ze względu na materiał i konstrukcję ich wykonania:
Słupy stalowe:
− walcowane z krótkim wspornikiem stalowym,
− pełnościenne,
− skratowane.
Słupy żelbetowe:
− prostokątne z krótkim wspornikiem żelbetowym.
Słupy zespolone:
− w pełni obetonowane z rdzeniem stalowym dwuteowym i krótkim wspornikiem żelbetowym,
− częściowo obetonowane z rdzeniem stalowym dwuteowym z krótkim wspornikiem
stalowym.
2.1.2. Założenia obliczeniowe
Obliczenia statyczne zostały wykonane w analizie nieliniowej II rzędu z uwzględnieniem
efektu P-Δ oraz wstępnych imperfekcji przechyłowych konstrukcji w formie przyłożonych poziomych
sił węzłowych wynoszących 1/100 wartości działającej siły pionowej. W większości obliczeń przyjęto
schemat statyczny 2 słupa wspornikowego – zamocowanego jednostronnie (dołem) w fundamencie z
drugim (górnym) końcem swobodnym. Dla słupów stalowych pełnościennych i skratowanych do
obliczeń oddzielona została część górna od części dolnej podsuwnicowej słupa (schemat statyczny 1),
ponieważ nie występują w tych przypadkach krótkie wsporniki, a schematy statyczne obu części
przyjęto jako wspornikowe. Ciężar własny konstrukcji pominięto. Długości wyboczeniowe przyjęto
równe długościom rzeczywistym.
Rys. 48: Schematy statyczne słupów wykorzystanych do obliczeń.
Strona 65
Przyjęto, że siły działają w osi słupa lub w osiach jego pasów (zewnętrznego i wewnętrznego
podsuwnicowego) – dotyczy słupa stalowego pełnościennego i skratowanego. W schemacie
statycznym 1 dolną część podsuwnicową słupa obciążono siłą osiową przenoszoną przez górną jego
część oraz dodatkowo momentem zginającym wywołanym przez uwzględnione wstępne imperfekcje
przechyłowe. Wszystkie obciążenia w obliczeniach zostały sprowadzone do osi.
Każdy przypadek obliczeniowy rozpatrywanego słupa podsuwnicowego został obliczony
kilkukrotnie. Za każdym razem siły od oddziaływań suwnicy zostały powiększane, a przekroje
poprzeczne słupa dobierane tak, aby słup był wytężony w maksymalny dopuszczalny sposób z
jednoczesnym uwzględnieniem dopuszczalnego ugięcia zarówno części środkowej słupa – węzła, na
który oddziałują siły od suwnicy, oraz najwyższego punktu jego trzonu – miejsca połączenia słupa z
dźwigarem hali.
Obciążenia działające na słup podsuwnicowy zostały zestawione w tabeli poniżej dla 5 przypadków.
Działająca siła
0,01 ∙
= 0,2 ∙
0,01 ∙
1
Numer przypadku obciążenia [kN]
2
3
4
5
150,0
300,0
450,0
600,0
750,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5
30,0
60,0
90,0
120,0
150,0
150,0
1,5
Tab. 26: Tabelaryczne zestawienie obciążeń działających na słupy podsuwnicowe.
Dla słupów podsuwnicowych przyjęto następujące założenia projektowe:
− Stal konstrukcyjna:
S355
− Stal zbrojeniowa:
B500
− Beton klasy:
C30/37
− Klasa konstrukcji:
S4
− Klasa ekspozycji:
XC3
− Sytuacja obliczeniowa:
trwała i przejściowa
− Odporność ogniowa:
R120
Przemieszczenia opisane w tabelach zestawczych słupów są podawane w globalnym układzie
współrzędnych, w którym oś pionowa Z przecina się z osią poziomą X oraz odczytywane są w punkcie
przyłożenia sił od oddziaływań suwnicy – dopuszczalnym przemieszczeniem poziomym jest wartość
2,13 cm, obliczona z warunku ℎ /400, gdzie ℎ oznacza wysokość słupa w części podsuwnicowej.
Wszystkie ugięcia poziome części nadsuwnicowej słupów spełniają warunek ℎ/150, gdzie ℎ oznacza
całkowitą wysokość słupa. Ich wartości nie są podane w tabelach, ponieważ w każdym przypadku
dopuszczalny warunek przemieszczenia najwyższego punktu trzonu słupa został spełniony.
Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe oraz dobranie połączeń stalowych zostało wykonane za
pomocą programu Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2013 i 2015, natomiast
wymiarowanie słupów i ich elementów zostało wykonane przy użyciu własnych arkuszy
obliczeniowych stworzonych przy pomocy programu Microsoft Excel 2010.
Strona 66
2.1.3. Założenia dotyczące spoin
Spoiny w słupach stalowych walcowanych, pełnościennych, skratowanych i zespolonych
częściowo obetonowanych jeśli nie podano inaczej należy wykonać według poniższych warunków
konstrukcyjnych:
− spoiny wykonać na całej długości przylegania elementów,
− spoiny czołowe wykonać na pełen przetop (100% nośności zgodnie z PN-EN 1993 ),
− grubość spoin pachwinowych jednostronnych dobrać z warunku:
0,7 ∙ ,
ń ą ęść % & '
ℎ
ą
0,2 ∙ ,
(' ą ęść % & '
ℎ
ą
& . 2,5 &&
− grubość spoin pachwinowych dwustronnych dobrać z warunku:
0,5 ∙ ,
ń ą ęść % & '
ℎ
ą
*
& . 2,5 &&
Parametry spawania należy dobrać według zaleceń technologia.
2.1.4. Założenia dotyczące zabezpieczenia antykorozyjnego elementów stalowych
Aby w prawidłowy sposób zabezpieczyć konstrukcję słupów stalowych przed korozją należy
zastosować zestaw farb epoksydowo-poliuretanowych LANGFIRZER w następującej kolejności:
1) farba epoksydowa do gruntowanie SF30 100 μm (kolor jasny),
2) emalia poliuretanowa SF13 60 μm (kolor według projektu architektury).
2.1.5. Założenia dotyczące zabezpieczenia przeciwpożarowego słupów
Wszystkie słupy podsuwnicowe są zaprojektowane zgodnie z wytycznymi i warunkami
przeciwpożarowymi zawartymi w obowiązujących normach projektowych - Eurokodach.
Słupy żelbetowe prostokątne oraz zespolone w pełni obetonowane nie wymagają dodatkowego
zabezpieczenia ogniochronnego. Do pozostałych przypadków należy zastosować poniżej opisane
systemy zabezpieczenia przeciwpożarowego.
System THERMOSPRAY Ex:
Zabezpieczenie przeciwpożarowe stalowych elementów konstrukcji należy wykonać z masy
ogniochronnej THERMOSPRAY Ex przygotowywanej w miejscu zastosowania przez mechaniczne
połączenie niepalnego granulatu z wełny mineralnej skalnej ze spoiwem składającym się z cementu
portlandzkiego, wypełniaczy mineralnych i wody zarobowej. Należy zastosować również preparat
gruntujący StoPrim Silikat i elewacyjną farbę silikatową StoSil Color.
W tym systemie masa ogniochronna natryskiwana jest pod ciśnieniem bezpośrednio na
odpowiednio przygotowane podłoże stalowe lub żelbetowe. Po wyschnięciu izolacja ma kolor
kremowo-szary i fakturę „baranka”.
Powierzchnie stalowe konstrukcji przed przystąpieniem do natryskiwania warstwy ogniochronnej
powinny być zabezpieczone antykorozyjnymi farbami epoksydowymi utwardzanymi adduktami
poliaminowymi. Grubość warstwy antykorozyjnej po wyschnięciu powinna wynosić minimum 60 μm.
Uprzednio przed nałożeniem masy ogniochronnej podkład antykorozyjny należy zagruntować
wodnym preparatem gruntującym StoPrim Silikat lub innym podobnym. Izolację ogniochronną
Strona 67
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów stalowych walcowanych
THERMOSPRAY Ex należy pokryć powłoką wykonaną z nawierzchniowej, elewacyjnej farby silikatowej
StoSil Color lub innej podobnej. [W37]
System Sika:
W przypadku słupów zespolonych częściowo obetonowanych należy wykorzystać dla lepszego
zabezpieczenia odkrytych elementów stalowych (półek) przed wysoką temperaturą w warunkach
pożaru farbą pęczniejącą Sika Unitherm Steel S.
W tym systemie ogniochronnym w pierwszej kolejności pokrywa się powierzchnię stalową
warstwą farby antykorozyjnej epoksydowej dwuskładnikowej SikaCor EG Phosphat, której grubość po
wyschnięciu powinna wynosić co najmniej 60 μm. Kolejno należy położyć warstwę ogniochronną Sika
Unitherm S, której grubość dobiera się z tabel producenta zależnie od obwodu i pola przekroju
zabezpieczanego profilu stalowego. Następnie wykonuje się warstwę nawierzchniową za pomocą
jednoskładnikowej farby poliwinylowo-akrylowej Sika Unitherm 7854, której grubość powinna
wynosić minimum 60 μm. [W38]
Grubość warstw zabezpieczeń przeciwpożarowych należy dobrać z tabel producenta [W37]
dla masy ogniochronnej THERMOSPRAY Ex i tabel z [W38] dla farby pęczniejącej SikaCor EG Phosphat
dla przyjętej temperatury krytycznej wynoszącej 500°C.
2.2. Weryfikacja słupów stalowych walcowanych
2.2.1. Schemat słupa
Rys. 49: Schemat konstrukcji słupa stalowego walcowanego z krótkim wspornikiem stalowym.
2.2.2. Zestawienie elementów konstrukcyjnych
Przyp.
obc.
1
2
3, 4, 5
Profil
Ciężar
[kg/m]
Obwód
[m]
Pole
przekr.
[cm2]
Słup
HEB 800
262,285
2,71
334,00
Wspornik
HEB 200
61,331
1,15
78,10
Słup
HEB 1000
314,113
3,11
400,00
Wspornik
HEB 240
83,240
1,38
106,00
Słup
-
-
-
-
Wspornik
-
-
-
-
Weryf.
część
Przem.
UX
[cm]
Przem.
UZ
[cm]
1,67
0,04
1,89
0,05
-
-
Wytężenie
przekr.
0,16
0,79
0,22
0,96
-
Maksymalne siły
w podporze słupa
FX
MY
[kN]
[kNm]
299,9403
436,2092
450,8618
887,2838
-
-
Tab. 27: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych słupa stalowego walcowanego z krótkim wspornikiem
stalowym bez uwzględnienia ich połączenia.
Strona 68
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów stalowych pełnościennych
Obliczenia dla przypadku 3, 4 i 5 nie zostały wykonane, ponieważ wymagane było użycie
profilu stalowego walcowanego większego niż HEB 1000, które nie są produkowane.
2.2.3. Zabezpieczenie przeciwpożarowe
Przypadek
obciążenia
1
2
Profil
HEB 800
HEB 1000
U/A [m-1]
(obwód/pole przekroju)
81,14
77,75
Grubość izolacji
[mm]
30,0
26,0
Powierzchnia izolacji
[m2/mb]
2,71
3,11
Tab. 28: Tabelaryczne zestawienie minimalnej grubości izolacji p-poż. w zależności od wskaźnika U/A i
temperatury krytycznej 500°C dla poszczególnych profili słupów.
2.3. Weryfikacja słupów stalowych pełnościennych
Rys. 50: Schemat konstrukcji słupa stalowego skratowanego.
Przyp.
obc.
Weryf.
część
Profil
Ciężar
[kg/m]
Obwód
[m]
Pole
przekr.
[cm2]
Przem.
UX [cm]
Wytężenie
przekr.
Cz. górna
2CE 220
41,934
0,768
53,40
0,53
0,17
Pas zewn.
CE 220
20,967
0,789
26,70
Pas pods.
IPE 220
26,228
0,848
33,40
0,88
0,88
Środnik
bl. 1159x12
109,217
2,342
139,04
Cz. górna
2CE 270
55,284
0,920
70,40
0,27
0,11
Pas zewn.
CE 270
27,642
0,943
35,20
Pas pods.
IPE 270
36,045
1,041
45,90
1,49
0,92
Środnik
bl. 1148x12
108,181
2,320
137,75
Cz. górna
2CE 300
63,608
1,000
81,00
0,21
0,09
Pas zewn.
CE 300
31,804
1,025
40,50
Pas pods.
IPE 300
42,248
1,159
53,80
1,96
1,00
Środnik
bl. 1140x14
125,331
2,308
159,61
1
2
3
Maksymalne siły
w podporze słupa
FX [kN]
MY [kNm]
299,9967
269,6323
449,9987
615,7672
599,9990
962,4763
Strona 69
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów stalowych pełnościennych
Cz. górna
2CE 360
83,868
1,160
106,80
Pas zewn.
CE 360
41,934
1,189
53,40
Pas pods.
IPE 360
57,090
1,353
72,70
Środnik
bl. 1130x16
141,979
2,292
180,80
Cz. górna
2CE 400
96,590
1,260
123,00
Pas zewn.
CE 400
48,295
1,291
61,50
Pas pods.
IPE 400
66,356
1,467
84,50
Środnik
bl. 1125x23
203,192
2,296
258,80
0,13
0,07
2,11
0,81
0,10
0,06
2,12
0,77
4
5
749,9990
1303,7060
899,9996
1652,3881
Tab. 29: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych słupów stalowych pełnościennych.
W rozpatrywanych przypadkach słupa pełnościennego jego część górna (zewnętrzna) jest
konstruowana jako przedłużenie profilu ceowego z części dolnej (zewnętrznej) i dołożeniu dla
wzmocnienia elementu konstrukcji drugiego takiego samego profilu, tworzących razem podwójny
profil ceowy zamknięty wykonany z ceowników ekonomicznych zespawanych ze sobą półkami.
Spoiny należy dobrać z warunków konstrukcyjnych dla spoin.
-1
Przyp.
obc.
Profil
U/A [m ]
(obwód/pole
przekroju)
Gr. izolacji
[mm]
Cz. górna
2CE 220
143,82
47,0
Pas zewn.
CE 220
295,51
45,0
Pas pods.
IPE 220
253,89
44,0
Środnik
bl. 1159x12
168,44
39,0
Cz. górna
2CE 270
130,68
45,0
Pas zewn.
CE 270
267,90
44,0
Pas pods.
IPE 270
226,80
43,0
Środnik
bl. 1148x12
168,42
39,0
Cz. górna
2CE 300
123,46
45,0
Pas zewn.
CE 300
253,09
44,0
Pas pods.
IPE 300
215,43
42,0
Środnik
bl. 1140x14
144,60
38,0
Cz. górna
2CE 360
108,61
43,0
Pas zewn.
CE 360
222,66
43,0
Pas pods.
IPE 360
186,11
41,0
Środnik
bl. 1130x16
126,77
36,0
Cz. górna
2CE 400
102,44
43,0
Weryfikowana
część
1
Powierzchnia
izolacji
2
[m /mb]
0,768
47,0
2
3,979
0,920
45,0
3
4,304
1,000
45,0
4
5
Przyjęta gr. izolacji
dla całego słupa
[mm]
4,492
1,160
43,0
4,834
43,0
1,260
Strona 70
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów stalowych skratowanych
Pas zewn.
CE 400
209,92
42,0
Pas pods.
IPE 400
173,61
39,0
Środnik
bl. 1125x23
88,72
30,0
5,054
temperatury krytycznej 500°C dla poszczególnych części i profili słupów.
Wymagana minimalna grubość warstwy ogniochronnej dla całego słupa została przyjęta jako
największa wartość z wyznaczonych grubości warstw dla poszczególnych części słupa.
2.4. Weryfikacja słupów stalowych skratowanych
Rys. 51: Schemat konstrukcji słupa stalowego skratowanego.
Przyp.
obc.
Weryf.
część
Profil
Ciężar
[kg/m]
Obwód
[m]
Pole
przekr.
[cm2]
Przem.
UX [cm]
Wytężenie
przekr.
Cz. górna
HEAA 180
28,686
1,018
36,53
2,33
0,53
Pasy
HEAA 180
28,686
1,018
36,53
Słupki
LR 60x8
7,091
0,233
9,03
Krzyżulce
LR 75x8
8,952
0,292
11,40
Cz. górna
HEAA 220
40,411
1,247
51,46
Pasy
HEAA 220
40,411
1,247
51,46
Słupki
LR 90x8
10,915
0,351
13,90
Krzyżulce
LR 100x8
12,172
0,390
15,50
Cz. górna
HEAA 260
54,946
1,474
69,97
Pasy
HEAA 260
54,946
1,474
69,97
Słupki
LR 100x12
17,826
0,390
22,70
Krzyżulce
LR 120x10
18,219
0,469
23,20
Cz. górna
HEAA 300
69,820
1,705
88,91
0,23
0,11
Pasy
HEAA 300
69,820
1,705
88,91
1,92
0,72
Maksymalne siły
w podporze słupa
FX [kN]
MY [kNm]
0,88
1
1,17
299,9881
276,4971
449,9960
632,0071
599,9977
989,1136
749,9989
1346,5947
0,92
0,93
0,84
0,26
0,91
2
1,66
0,96
0,89
0,41
0,16
0,79
3
1,83
0,87
0,96
4
Strona 71
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów stalowych skratowanych
Słupki
LR 120x12
21,595
0,469
27,50
0,90
Krzyżulce
LR 130x12
23,559
0,508
30,00
0,95
Cz. górna
HEAA 340
78,921
1,777
100,50
Pasy
HEAA 340
78,921
1,777
100,50
Słupki
LR 150x10
23,009
0,586
29,30
Krzyżulce
LR 150x12
27,328
0,586
34,80
0,21
0,10
0,73
5
899,9990
2,12
1704,3130
0,99
0,93
Tab. 31: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych słupów stalowych skratowanych.
Słup stalowy skratowany został zaprojektowany z wykratowaniem typu N. Część górna słupa
stanowi przedłużenie jego części dolnej zewnętrznej. Pasy wykonane są z takich samych profili
stalowych walcowanych. Wartości w tabeli podane dla pasów, słupków i krzyżulców słupa
skratowanego dotyczą tylko jednej sztuki. Słupki i krzyżulce należy przyspawać do pasów z warunków
konstrukcyjnych dla spoin.
-1
Przyp.
obc.
Profil
U/A [m ]
(obwód/pole
przekroju)
Gr. izolacji
[mm]
Cz. górna
HEAA 180
278,68
44,0
Pasy
HEAA 180
278,68
44,0
Słupki
LR 60x8
258,03
44,0
Krzyżulce
LR 75x8
256,14
44,0
Cz. górna
HEAA 220
242,32
44,0
Pasy
HEAA 220
242,32
44,0
Słupki
LR 90x8
252,52
44,0
Krzyżulce
LR 100x8
251,61
44,0
Cz. górna
HEAA 260
210,66
42,0
Pasy
HEAA 260
210,66
42,0
Słupki
LR 100x12
171,81
39,0
Krzyżulce
LR 120x10
202,16
42,0
Cz. górna
HEAA 300
191,77
41,0
Pasy
HEAA 300
191,77
41,0
Słupki
LR 120x12
170,55
39,0
Krzyżulce
LR 130x12
169,33
39,0
Cz. górna
HEAA 340
176,82
39,0
Pasy
HEAA 340
176,82
39,0
Słupki
LR 150x10
200,00
41,0
Weryfikowana
część
1
Powierzchnia
izolacji
2
[m /mb]
1,018
44,0
2
3,086
1,247
44,0
3
3,976
1,474
42,0
4
5
dla całego słupa
[mm]
4,666
1,705
41,0
5,364
1,777
41,0
5,898
Strona 72
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów żelbetowych prostokątnych
Krzyżulce
LR 150x12
168,39
38,0
temperatury krytycznej 500°C dla poszczególnych części i profili słupów.
W tabeli dla powierzchni izolacji przyjęto w przybliżeniu, że na 1,0 mb słupa występują 2
słupki, 2 krzyżulce oraz 2 pasy. Wymagana minimalna grubość warstwy ogniochronnej dla całego
słupa została przyjęta jako największa wartość z wyznaczonych grubości warstw dla poszczególnych
części słupa.
2.5. Weryfikacja słupów żelbetowych prostokątnych
Rys. 52: Schemat konstrukcji słupa żelbetowego prostokątnego.
Przyp.
obc.
Wymiary
przekroju
[mm]
1
Zbrojenie
Stopień
zbrojenia
ρ [%]
Średnica i
rozstaw
strzemion
Przem.
UX [cm]
Wytężenie
przekr.
Maksymalne siły
w podporze słupa
FX
MY
[kN]
[kNm]
As1 (zew.)
[cm2]
As2 (wew.)
[cm2]
400x850
9#16
[18,10]
4#14
[6,16]
0,71
Ø8 co
280 mm
2,00
0,61
299,9287
437,7284
2
500x1000
8#22
[30,41]
6#14
[9,24]
0,79
Ø8 co
280 mm
1,99
0,64
449,8549
888,2611
3
550x1100
8#25
[39,27]
5#20
[15,71]
0,91
Ø8 co
400 mm
2,05
0,67
599,7743
1339,2235
4
600x1200
8#28
[49,26]
6#20
[18,85]
0,95
Ø8 co
400 mm
1,93
0,66
749,7153
1788,9074
5
650x1250
10#28
[61,58]
6#22
[22,81]
1,04
Ø8 co
400 mm
1,97
0,64
899,6354
2239,8045
Tab. 33: Tabela zestawcza słupów żelbetowych prostokątnych.
Przyjęte zbrojenie w słupach, oznaczone jako As1 jest ułożone przy krawędzi zewnętrznej i As2
przy krawędzi wewnętrznej (podsuwnicowej) słupa oraz prowadzone są przez całą jego długość. As1 i
As2 odpowiednio do zmiany kierunku siły poziomej H przenoszą naprężenia ściskające i/lub
Strona 73
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów zespolonych w pełni obetonowanych
rozciągające w słupie. Przy dużych wymiarach przekroju i odległościach między zbrojeniem głównym
As1 i As2 należy zastosować zbrojenie konstrukcyjne z prętów #10.
Na etapie wymiarowania słupy były dostosowane do wymagań przeciwpożarowych, według
obowiązujących norm projektowych, poprzez spełnienie warunków dotyczących:
− minimalnej szerokości w przekroju poprzecznym słupa,
− minimalnej otuliny zbrojenia, liczonej od krawędzi słupa do środka ciężkości zbrojenia głównego.
Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych środków ogniochronnych.
2.6. Weryfikacja słupów zespolonych w pełni obetonowanych
Rys. 53: Schemat konstrukcji słupa zespolonego w pełni obetonowanego z rdzeniem blachownicowym i krótkim
wspornikiem żelbetowym.
Ciężar
profilu
stal.
[kg/m]
Stopień
zbrojenia
ρ [%]
Średnica
i rozstaw
strzemion
Przem.
UX
[cm]
Wytężenie
przekr.
FX [kN]
MY [kNm]
22#16
[44,23]
1,81
Ø8 co
320 mm
2,12
0,31
299,9795
432,0651
187,683
34#20
[106,81]
3,54
Ø8 co
400 mm
2,12
0,48
449,9541
880,9268
HEB
650
224,591
38#18
[96,70]
2,86
Ø8 co
360 mm
2,10
0,51
599,9265
1329,8325
450x900
HEB
800
262,285
40#18
[101,79]
3,10
Ø8 co
360 mm
2,12
0,52
749,8682
1780,4064
450x1000
HEB
900
291,340
44#14
[67,73]
1,84
Ø8 co
280 mm
2,12
0,55
899,8494
2228,6681
Przyp.
obc.
Weryf.
część
Wymiary
przekroju
[mm]
Profil
1
Słup
450x650
HEB
450
171,192
2
Słup
450x800
HEB
500
3
Słup
450x900
4
Słup
5
Słup
Zbrojenie
– całość
[cm2]
Maksymalne siły
w podporze słupa
Tab. 34: Tabela zestawcza słupów zespolonych w pełni obetonowanych.
Strona 74
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów zespolonych częściowo obetonowanych
Zbrojenie oznaczone w Tab. 34 jako zbrojenie całościowe przekroju słupa, należy
równomiernie i symetrycznie rozmieścić wzdłuż dwóch równoległych sobie krawędzi słupa (wzdłuż
słabszej osi przekroju). Natomiast w przypadku dużych wymiarów przekroju poprzecznego i
odległościach między zbrojeniem należy zastosować zbrojenie konstrukcyjne z prętów #10.
Na etapie wymiarowania słupy były dostosowane do wymagań przeciwpożarowych, według
obowiązujących norm projektowych, poprzez spełnienie warunków dotyczących:
− minimalnych wymiarów przekroju poprzecznego,
− minimalnej otuliny betonowej przekroju stalowego,
− minimalnej otuliny zbrojenia, liczonej od krawędzi słupa do środka ciężkości zbrojenia głównego.
Nie ma potrzeby stosować dodatkowych środków ogniochronnych, ponieważ beton w słupach
zespolonych w pełni obetonowanych pełni funkcję izolacji termicznej w czasie pożaru.
2.7. Weryfikacja słupów zespolonych częściowo obetonowanych
Rys. 54: Schemat konstrukcji słupa zespolonego częściowo obetonowanego z krótkim wspornikiem stalowym.
Przyp.
obc.
Weryf.
część
Słup
1
Profil /
wymiary
przekroju
[mm]
Blachownica:
bf =400,0
hw =520,0
tf =15,0
tw =10,0
(obwód)
Ciężar
profilu
stal.
[kg/m]
172,00
135,02
Pole
prof. st.
[cm2]
Wspornik
HEB 200
78,10
(1,15m)
61,33
Słup
Blachownica:
bf =400,0
hw =630,0
tf =20,0
tw =15,0
254,50
199,78
Wspornik
HEB 240
81,60
(1,38m)
83,24
Słup
Blachownica:
bf =400,0
hw =710,0
tf =25,0
tw =20,0
342,00
268,47
HEB 280
131,00
(1,62m)
2
3
Wspornik
102,87
Zbrojenie –
całość
[cm2]
St.zbrojenia
ρ [%]
Śred.
i rozst.
Strzem.
Przem
UX
[cm]
18#25
[88,36]
5,00
Ø8 co
400 mm
2,11
Wytężenie
przekroju
Maksymalne siły
w podporze słupa
FX [kN]
MY [kNm]
299,9616
433,8361
449,9116
883,6193
599,8620
1333,2305
0,29
0,79
22#25
[107,99]
5,23
Ø8 co
400 mm
0,35
2,12
0,96
22#25
[107,99]
4,80
Ø8 co
400 mm
0,37
2,06
0,99
Strona 75
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja słupów zespolonych częściowo obetonowanych
Blachownica:
bf =400,0
hw =750,0
tf =30,0
tw =25,0
427,50
Wspornik
HEB 320
161,00
(1,77m)
126,43
Słup
Blachownica:
bf =400,0
hw =780,0
tf =35,0
tw =30,0
514,00
403,49
HEB 360
135,00
(1,85m)
Słup
4
5
Wspornik
335,59
24#25
[117,81]
5,20
Ø8 co
400 mm
0,38
2,07
749,7959
1783,7874
899,7228
2234,5604
0,94
24#25
[117,81]
5,23
Ø8 co
400 mm
0,39
2,10
142,14
0,95
Tab. 35: Tabela zestawcza słupów zespolonych częściowo obetonowanych.
Zastosowane zostały strzemiona dwucięte konstrukcyjne oplatające pręty zbrojeniowe,
przechodzące przez środnik o średnicy i rozstawie podanym w Tab. 35 oznaczone jako zbrojenie
całościowe przekroju słupa, które należy równomiernie i symetrycznie rozmieścić po obu stronach
rdzenia stalowego wzdłuż dłuższych krawędzi przekroju poprzecznego słupa . Zaprojektowano krótkie
wsporniki z profili stalowych walcowanych (podobnie jak w słupach stalowych walcowanych),
spawane do rdzenia stalowego przekroju poprzecznego z zachowaniem warunków konstrukcyjnych
dla spoin.
Przypadek
obciążenia
1
2
3
4
2
Wymiary
półki
400x15
400x20
400x25
400x30
400x35
U/A [m-1]
(obwód/pole przekroju)
71,67
55,00
45,00
38,33
33,57
Grubość izolacji
[mm]
2,27
2,27
2,27
2,27
2,27
Powierzchnia izolacji
[m2/mb]
0,860
0,880
0,900
0,920
0,940
temperatury krytycznej 500°C dla poszczególnych półek słupów zespolonych częściowo
obetonowanych.
W Tab. 36 dla powierzchni izolacji uwzględniono, że na 1,0 mb słupa występują 2 półki.
Przyjęto minimalną grubość izolacji dla wszystkich przypadków (jak dla zakresu wartości +/, =
68 ÷ 80).
Aby spełnić warunki przeciwpożarowe w słupach zespolonych częściowo obetonowanych
konieczne było zastosowanie profili stalowych blachownicowych dwuteowych bisymetrycznych.
Dzięki ich wykorzystaniu możliwe było uzyskanie półek szerokości większej niż 300 mm, których taki
wymiar nie występuje w żadnym z dostępnych gotowych profili stalowych walcowanych
dwuteowych. Projektując słupy spełniono następujące warunki przeciwpożarowe dotyczące:
− minimalnego stosunku grubości środnika i półki kształtownika stalowego,
− minimalnych wymiarów przekroju porzecznego słupa dla odpowiedniego poziomu obciążenia
ogniowego,
− minimalnej odległości osiowej prętów zbrojenia od kształtownika stalowego i krawędzi przekroju
porzecznego słupa,
− minimalnego stopnia zbrojenia.
Strona 76
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów stalowych walcowanych
Nie ma potrzeby stosować środków ogniochronnych na całej konstrukcji słupa, ponieważ
wszystkie normowe warunki przeciwpożarowe zostały spełnione, lecz tylko na nieosłoniętych
elementach stalowych (półkach) słupa zespolonego, które są najbardziej narażone na wysokie
temperatury wywołane pożarem. Do tego celu wykorzystano farbę pęczniejącą jednoskładnikową
Sika Unitherm Steel S.
2.8. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów stalowych walcowanych
2.8.1. Zestawienie elementów konstrukcyjnych wraz z schematami połączeń
Przyp.
obc.
Schemat krótkiego wspornika ze wzmocnieniem
Profil
stalowy
wspornika
HEB
200
1
HEB
240
2
Blacha
dolna
[mm]
wd = 200,0
(szer. bl.)
tfd = 6,0
(gr. półki)
hd = 200,0
(wys. bl.)
twd = 6,0
(gr. środn.)
ld = 300,0
(dł. bl.)
α=33,7°
(kąt nachyl.)
wd = 240,0
(szer. bl.)
tfd = 8,0
(gr. półki)
hd = 250,0
(wys. bl.)
twd = 8,0
(gr. środn.)
ld = 350,0
(dł. bl.)
α=35,5°
(kąt nachyl.)
Żebra słupa
[mm]
hsu = 734,0
(wys. żebra)
bsu = 141,0
(szer. żebra)
thu = 15,0
(gr. żebra)
hsu = 928,0
(wys. żebra)
bsu = 141,0
(szer. żebra)
thu = 15,0
(gr. żebra)
Wytężenie
przekr.
0,85
0,86
Tab. 37: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych połączenia krótkiego wspornika stalowego z słupem
stalowym walcowanym.
Krótki wspornik stalowy należy zaprojektować o 20,0 cm dłuższy niż to wynika z odległości
przyłożenia sił od oddziaływań suwnicy do osi słupa (1,20 m), ponieważ belka podsuwnicowa
znajdująca się na wsporniku musi mieć miejsce, na którym może się swobodnie oprzeć.
-1
Przyp.
obc.
Weryfikowana
część
Wspornik
Profil
U/A [m ]
(obwód/pole
przekroju)
Gr. izolacji
[mm]
HEB 200
147,25
38,0
1
dla całej części słupa
[mm]
Powierzchnia
izolacji
2
[m /mb]
1,15
47,0
Bl. środnika
200x300x6
340,00
46,0
1,14*
Strona 77
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów żelbetowych prostokątnych
2
Bl. półki
200x361x6
338,87
46,0
Żebra słupa
141x734x15
136,06
36,0
Żebra belki
96x170x9
233,99
43,0
Wspornik
HEB 240
130,19
36,0
Bl. środnika
250x350x8
255,71
44,0
Bl. półki
240x430x8
254,65
44,0
Żebra słupa
141x928x15
135,49
36,0
Żebra belki
115x206x10
209,71
42,0
1,38
44,0
1,55*
*Wartości podane w m2 (nie m2/mb).
temperatury krytycznej 500°C dla poszczególnych elementów konstrukcyjnych krótkiego wspornika
stalowego dla słupów stalowych walcowanych.
Wymagana minimalna grubość warstwy ogniochronnej dla konstrukcji wspornika wraz z
połączeniem i żebrami została przyjęta jako największa wartość z wyznaczonych grubości warstw dla
poszczególnych części słupa.
2.9. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów żelbetowych prostokątnych
Przyp.
obc.
Szerokość
[mm]
Wymiary
Wysięg
[mm]
Zbrojenie
Wysokość
[mm]
As,main
As,link,h
As,lint,v
As,add
As,cons
[cm ]
[cm ]
[cm ]
[cm ]
[cm ]
2
2
2
2
2
Stopień
zbrojenia
ρ [%]
2#14
6Ø6
7Ø6
2#14
4#10
2#12
0,40
[1,70]
[3,39]
[3,08]
[3,14]
[5,34]
2#20
12Ø6
7Ø6
2#20
4#10
2
500
900
750
2#18
0,74
[3,39]
[3,96]
[6,28]
[3,14]
[11,37]
2#25
10Ø8
6Ø8
2#25
4#10
3
550
850
700
2#22
0,79
[5,03]
[6,03]
[9,82]
[3,14]
[17,42]
2#28
14Ø8
7Ø8
2#28
4#10
4
600
800
650
2#28
1,03
[7,04]
[7,04]
[12,32]
[3,14]
[24,63]
2#28
12Ø10
6Ø10
2#32
4#10
5
650
775
600
4#25
1,31
[9,42]
[9,42]
[16,08]
[3,14]
[31,95]
Tab. 39: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych połączenia krótkiego wspornika żelbetowego z słupem
żelbetowym.
1
400
975
800
Krótkie wsporniki żelbetowe zostały w każdym przypadku zaprojektowane metodą belkową,
ponieważ warunki obliczeniowe i konstrukcyjne wykluczyły metodę kratownicową ST.
Na całej długości górnej krawędzi wspornika należy umieścić kątownik LN 130x65x12, do którego
należy przyspawać dochodzące zbrojenie główne As,main oraz zbrojenie konstrukcyjne As,cons. Spoiny
należy dobrać z warunków konstrukcyjnych dla spoin. Zastosowane zostało zbrojenie dodatkowe
ukośne As,add w postaci zapętlonego pręta. Wspornik należy zazbroić strzemionami pionowymi
Strona 78
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych w pełni obetonowanych
czterociętymi As,link,v oraz poziomymi dwuciętymi As,link,h. Strzemiona pionowe należy układać w
identyczny sposób jak w belce, tzn. od krawędzi słupa do miejsca przyłożenia siły. Krótki wspornik
żelbetowy należy zaprojektować o 23,0 cm dłuższy niż to wynika z odległości przyłożenia sił od
oddziaływań suwnicy do osi słupa (1,20 m), ponieważ belka podsuwnicowa znajdująca się na
wsporniku musi mieć miejsce, na którym może się swobodnie oprzeć. W stopniu zbrojenia przekroju
nie zostały uwzględnione strzemiona.
Na etapie wymiarowania krótkie wsporniki były dostosowane do wymagań
przeciwpożarowych jak dla belek żelbetowych, według obowiązujących norm projektowych, poprzez
spełnienie warunków dotyczących:
− minimalnej szerokości belki w przekroju poprzecznym,
− minimalnej otuliny zbrojenia, liczonej od krawędzi słupa do środka ciężkości zbrojenia głównego,
− minimalnej grubości środnika.
Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych środków ogniochronnych.
2.10. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych w pełni
obetonowanych
Przyp.
obc.
Szerokość
[mm]
Wymiary
Wysięg
[mm]
Zbrojenie
Wysokość
[mm]
As,main
As,link,h
As,lint,v
As,add
As,cons
[cm ]
[cm ]
[cm ]
[cm ]
[cm ]
2
2
2
2
2
Stopień
zbrojenia
ρ [%]
2#14
6Ø6
7Ø6
2#14
4#10
2#12
0,29
[1,70]
[3,39]
[3,08]
[3,14]
[5,34]
2#20
11Ø6
7Ø6
2#20
4#10
2
450
1000
850
2#16
0,52
[3,11]
[3,39]
[6,28]
[3,14]
[10,30]
2#18
17Ø6
10Ø6
2#25
4#10
3
450
950
800
3#22
0,82
[4,81]
[5,65]
[9,82]
[3,14]
[16,49]
2#18
13Ø8
7Ø8
2#28
4#10
4
450
950
800
3#25
1,12
[6,53]
[7,04]
[12,32]
[3,14]
[24,72]
2#14
17Ø8
9Ø8
2#32
4#10
5
450
900
750
5#25
1,39
[8,55]
[9,05]
[16,08]
[3,14]
[27,62]
Tab. 40: Tabela zestawcza elementów konstrukcyjnych połączenia krótkiego wspornika żelbetowego z słupem
zespolonym w pełni obetonowanym.
1
450
1075
900
Krótkie wsporniki żelbetowe zostały zaprojektowane i zwymiarowane w ten sam sposób jak
w słupach żelbetowych. Zmianie uległy ilości i średnice zbrojenia, wymiary przekrojów poprzecznych
oraz sposób kotwienia prętów zbrojeniowych górnych As,main.
Pręty zbrojeniowe zewnętrzne As,main (o mniejszej średnicy niż pozostałe) należy kotwić w
słupie żelbetowym przeciągając je aż do zbrojenia zewnętrznego, natomiast pozostałe spawać do
rdzenia stalowego. Spoiny należy dobrać z warunków konstrukcyjnych dla spoin. Strzemionami
poziomymi należy objąć słup zespolony i znajdujące się w nim zbrojenie główne.
Strona 79
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych częściowo obetonowanych
Zabezpieczenia przeciwpożarowe zostały uwzględnione i wykonane w ten sam sposób jak dla
krótkich wsporników w słupach żelbetowych.
2.11. Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych częściowo
obetonowanych
2.11.1. Zestawienie elementów konstrukcyjnych wraz z schematami połączeń
Przyp.
obc.
1
2
3
Schemat krótkiego wspornika ze wzmocnieniem
Profil
stalowy
wspornika
HEB
200
HEB
240
HEB
280
Blacha
dolna
[mm]
Żebra
wspornika
[mm]
Wytężenie
przekr.
wd = 200,0
(szer. bl.)
tfd = 9,0
(gr. półki)
hd = 260,0
(wys. bl.)
twd = 9,0
(gr. środn.)
ld = 350,0
(dł. bl.)
α=41,6°
(kąt nachyl.)
wd = 240,0
(szer. bl.)
tfd = 10,0
(gr. półki)
hd = 320,0
(wys. bl.)
twd = 10,0
(gr. środn.)
ld = 400,0
(dł. bl.)
α=38,7°
(kąt nachyl.)
wd = 280,0
(szer. bl.)
tfd = 10,0
(gr. półki)
hd = 370,0
(wys. bl.)
twd = 10,0
(gr. środn.)
ld = 450,0
(dł. bl.)
α=39,4°
(kąt nachyl.)
hsu = 170,0
(wys. żebra)
bsu = 95,5
(szer. żebra)
thu = 9,0
(gr. żebra)
hsu = 206,0
(wys. żebra)
bsu = 115,0
(szer. żebra)
thu = 10,0
(gr. żebra)
hsu = 244,0
(wys. żebra)
bsu = 134,8
(szer. żebra)
thu = 10,0
(gr. żebra)
0,98
0,98
0,99
Strona 80
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Weryfikacja krótkich wsporników dla słupów zespolonych częściowo obetonowanych
HEB
320
4
HEB
360
5
wd = 300,0
(szer. bl.)
tfd = 11,0
(gr. półki)
hd = 350,0
(wys. bl.)
twd = 11,0
(gr. środn.)
ld = 450,0
(dł. bl.)
α=37,9°
(kąt nachyl.)
wd = 300,0
(szer. bl.)
tfd = 12,0
(gr. półki)
hd = 400,0
(wys. bl.)
twd = 12,0
(gr. środn.)
ld = 480,0
(dł. bl.)
α=39,8°
(kąt nachyl.)
hsu = 279,0
(wys. żebra)
bsu = 144,3
(szer. żebra)
thu = 11,0
(gr. żebra)
hsu = 315,0
(wys. żebra)
bsu = 143,8
(szer. żebra)
thu = 12,0
(gr. żebra)
0,96
0,98
zespolonym częściowo obetonowanym.
Krótki wspornik stalowy należy zaprojektować o 20,0 cm dłuższy niż to wynika z odległości
przyłożenia sił od oddziaływań suwnicy do osi słupa (1,20 m), ponieważ belka podsuwnicowa
znajdująca się na wsporniku musi mieć miejsce, na którym może się swobodnie oprzeć.
-1
Przyp.
obc.
Profil
U/A [m ]
(obwód/pole
przekroju)
Gr. izolacji
[mm]
Wspornik
HEB 200
147,25
38,0
Bl. środnika
260x350x9
227,94
43,0
Bl. półki
200x436x9
226,81
43,0
Żebra belki
96x170x9
233,99
43,0
Wspornik
HEB 240
130,19
36,0
Bl. środnika
320x400x10
205,00
42,0
Bl. półki
240x512x10
203,91
42,0
Żebra belki
115x206x10
209,71
42,0
Wspornik
HEB 280
123,66
36,0
Bl. środnika
370x450x10
204,44
42,0
Bl. półki
280x583x10
203,43
42,0
Żebra belki
135x244x10
208,20
42,0
Weryfikowana
część
1
dla całej części słupa
[mm]
Powierzchnia
izolacji
2
[m /mb]
1,15
43,0
2
0,43*
1,38
42,0
0,61*
1,62
42,0
3
0,81*
Strona 81
CZĘŚĆ ANALITYCZNA – Zestawienie cen wykonania słupów
Wspornik
HEB 320
109,94
33,0
Bl. środnika
350x450x11
186,26
41,0
Bl. półki
300x570x11
185,33
41,0
Żebra belki
144x279x11
188,99
41,0
Wspornik
HEB 360
102,21
33,0
Bl. środnika
400x480x12
170,83
39,0
Bl. półki
300x625x12
169,87
39,0
Żebra belki
144x315x12
173,02
39,0
4
1,77
41,0
5
0,84*
1,85
39,0
0,96*
*Wartości podane w m2 (nie m2/mb).
zespolonym częściowo obetonowanym.
Wymagana minimalna grubość warstwy ogniochronnej dla konstrukcji wspornika wraz z
połączeniem i żebrami została przyjęta jako największa wartość z wyznaczonych grubości warstw dla
poszczególnych części słupa. W odróżnieniu od wsporników słupów stalowych walcowanych, nie
zostały zaprojektowane żebra wewnętrzne w słupie, ponieważ w jego środkowej części (pomiędzy
półkami i środnikiem) znajduje się zbrojenie i wypełniony jest betonem.
2.12. Zestawienie cen wykonania słupów
2.12.1. Założenia wyjściowe
Kosztorys inwestorski został sporządzony zgodnie z [N1], a w szczególności:
− Kosztorys inwestorki opracowano metodą kalkulacji uproszczonej w cenach bez podatku VAT.
− Podstawę do sporządzenia kosztorysu inwestorskiego stanowiły: dokumentacja projektowa,
specyfikacja techniczna wykonania i odbioru, [niniejsze] założenia do kosztorysowania oraz ceny
jednostkowe robót podstawowych.
− Zgodnie z zaleceniem [N1] ceny jednostkowe robót ustalone zostały w pierwszej kolejności na
podstawie danych rynkowych oraz powszechnie stosowanych aktualnych publikacji i cenników.
Nie stosowano kalkulacji szczegółowych (R+M+S+narzuty+zysk).
Zgodnie z [N1] ceny jednostkowe robót podstawowych ujmują koszty wyliczone na jednostkę
przedmiarową robót podstawowych, łącznie: koszty bezpośredniej robocizny (R), materiałów (M),
sprzętu (S) oraz kosztów pośrednich w zysku.
Wykaz źródeł:
− Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 18 maja 2004 r. w sprawie określenia metod i
podstaw sporządzania kosztorysu inwestorskiego, obliczania planowanych kosztów prac
projektowych oraz planowanych kosztów robót budowlanych określonych w programie
funkcjonalno-użytkowym. (Dz.U. 2004 nr 130, poz. 1389).
− Publikacje elektroniczne ABC eBistyp Wolters Kluwer S.A. (2015), Baza cenowa online. Protokół
dostępu: http://www.e-bistyp.pl [25.09.2015].
− Kontrakty WKS (2008), Wytwórnia Konstrukcji Stalowych EXBUD-SKANSKA S.A. w Kielcach, Baza
cen z dnia 6.03.2008r. (Informacja udostępniona z archiwum Chodor-Projekt Sp. z o.o.).
Strona 82
−
−
Kontrakty POLIMEX-Mostostal (2008), Baza cen z dnia 6.03.2008r. (Informacja udostępniona z
archiwum Chodor-Projekt Sp. z o.o.).
Kontrakty Huta Ostrowiec (2008), Baza cen z dnia 6.03.2008r. (Informacja udostępniona z
archiwum Chodor-Projekt Sp. z o.o.).
2.12.2. Przyjęte ceny
Zestawienie przyjętych cen rynkowych jednostkowych
materiałów i robót podstawowych
Jedn.
miary
Cena
Wykonanie słupów podsuwnicowych stalowych i belek (krótkich wsporników)
zł/kg
6,50
Wykonanie słupów i belek (krótkich wsporników) żelbetowych prostokątnych
zł/m
700,00
2
150,00
Wykonanie zabezpieczenia p-poż. z zaprawy ogniochronnej w systemie
THERMOSPRAY Ex (warstwa o gr. 10 mm)
Wykonanie zabezpieczenia p-poż z farbą ogniochronną pęczniejącą w systemie Sika
3
m
2
zł/m
350,00
Tab. 43: Zestawienie przyjętych cen.
1) Wykonanie słupów podsuwnicowych stalowych i belek (krótkich wsporników) zawiera koszty:
− materiałów (kształtowników stalowych, blach, spoin),
− robocizny na warsztacie (wytworzenie),
− zabezpieczenia antykorozyjnego opisanego w pkt. 2.1.4.,
− transportu elementów konstrukcji,
− montażu.
2) Wykonanie słupów i belek (krótkich wsporników) żelbetowych prostokątnych zawiera koszty:
− materiałów (betonu, zbrojenia),
− wykonania deskowania,
− robocizny na budowie (zalania konstrukcji betonem, zagęszczenia i pielęgnacji betonu),
− transportu elementów i materiałów konstrukcyjnych.
3) Wykonanie zabezpieczenia p-poż. z zaprawy ogniochronnej w systemie THERMOSPRAY Ex
(warstwa o gr. 10 mm) zawiera koszty materiałów i wykonania opisanych w pkt. 2.1.5.
4) Wykonanie zabezpieczenia p-poż z farbą ogniochronną pęczniejącą w systemie Sika zawiera
koszty materiałów i wykonania opisanych w pkt. 2.1.5.
Strona 83
2.12.3. Zestawienie cen wykonania słupów i poszczególnych ich elementów
Słup stalowy walcowany
Rodz.
słupa
Nr
1
2
Słup stalowy pełnościenny
1
2
3
4
5
Słup stalowy skratowany
1
2
3
4
Słup żelbetowy prostokątny
5
1
2
3
4
5
Element
Słup
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro słupa
Żebro belki
Słup
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro słupa
Żebro belki
Cz. górna
Pas zewn.
Pas pods.
Środnik
Cz. górna
Pas zewn.
Pas pods.
Środnik
Cz. górna
Pas zewn.
Pas pods.
Środnik
Cz. górna
Pas zewn.
Pas pods.
Środnik
Cz. górna
Pas zewn.
Pas pods.
Środnik
Cz. górna
Pas
Słupek
Krzyżulec
Cz. górna
Pas
Słupek
Krzyżulec
Cz. górna
Pas
Słupek
Krzyżulec
Cz. górna
Pas
Słupek
Krzyżulec
Cz. górna
Pas
Słupek
Krzyżulec
Słup
Wspornik
Słup
Wspornik
Słup
Wspornik
Słup
Wspornik
Słup
Wspornik
Profil
HEB 800
HEB 200
bl. 200x300x6
bl. 200x361x6
bl. 141x734x15
bl. 96x170x9
HEB 1000
HEB 240
bl. 250x350x8
bl. 240x430x8
bl. 141x928x15
bl. 115x206x10
2CE 220
CE 220
IPE 220
bl. 1159x8500x12
2CE 270
CE 270
IPE 270
bl. 1148x8500x12
2CE 300
CE 300
IPE 300
bl. 1140x8500x14
2CE 360
CE 360
IPE 360
bl. 1130x8500x16
2CE 400
CE 400
IPE 400
bl. 1125x8500x23
HEAA 180
HEAA 180
LR 60x8
LR 75x8
HEAA 220
HEAA 220
LR 90x8
LR 100x8
HEAA 260
HEAA 260
LR 100x12
LR 120x10
HEAA 300
HEAA 300
LR 120x12
LR 130x12
HEAA 340
HEAA 340
LR 150x10
LR 150x12
400x850
400x800
500x1000
500x750
550x1100
550x700
600x1200
600x650
650x1250
650x600
Ilość
[szt.]
Dł.
[m]
Ciężar
całkowity
[kg]
Pow.
całk.
[m2]
1
1
1
1
4
4
1
1
1
1
4
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
12
10
1
2
12
10
1
2
12
10
1
2
12
10
1
2
12
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
12,000
1,000
0,300
0,361
0,734
0,170
12,000
0,900
0,350
0,430
0,928
0,206
3,500
8,500
8,500
8,500
3,500
8,500
8,500
8,500
3,500
8,500
8,500
8,500
3,500
8,500
8,500
8,500
3,500
8,500
8,500
8,500
3,500
8,500
1,200
2,081
3,500
8,500
1,200
2,081
3,500
8,500
1,200
2,081
3,500
8,500
1,200
2,081
3,500
8,500
1,200
2,081
12,000
0,975
12,000
0,900
12,000
0,850
12,000
0,800
12,000
0,775
3147,420
61,331
2,827
3,402
48,764
4,614
3769,356
74,916
5,497
6,483
61,653
7,442
146,769
178,220
222,938
928,345
193,494
234,957
306,383
919,539
222,628
270,334
359,108
1065,314
293,538
356,439
485,265
1206,822
338,065
410,5075
564,026
1727,132
100,401
487,662
102,110
186,291
141,439
686,987
157,176
253,299
192,311
934,082
256,694
379,137
244,370
1186,940
310,968
490,263
276,224
1341,657
331,330
568,696
10205,568
780,425
15008,184
844,210
18159,900
818,571
21611,784
780,426
24388,296
756,037
35,230
1,150
0,127
0,149
0,916
0,143
37,320
1,242
0,181
0,213
1,158
0,206
2,688
6,707
7,208
19,907
3,220
8,016
8,849
19,720
3,500
8,713
9,852
19,618
4,060
10,107
11,501
19,482
4,410
10,974
12,470
19,516
3,563
17,306
3,355
6,077
4,365
21,199
5,054
8,116
5,159
25,058
5,616
9,760
5,968
28,985
6,754
10,571
6,220
30,209
8,438
12,195
30,000
2,340
36,000
2,250
39,600
2,125
43,200
2,000
45,600
1,938
Gr.
Cena
Cena
Objętość
Cena
izolacji izolacji wykonania
całk.
całkowita
p-poż.
całkowita
i
mat.
[m3]
[zł]
[mm]
[zł]
[zł]
0,40080 30,0 15853,50 20458,23
0,00781
810,75
398,65
0,00036
89,54
18,38
38849,75
0,00043 47,0
105,05
22,11
0,00621
645,78
316,97
0,00044
100,82
29,99
0,48000 26,0 14554,80 24500,81
0,00954
819,72
486,95
0,00070
119,46
35,73
42049,56
0,00083 44,0
140,58
42,14
0,00783
764,28
400,74
0,00095
135,96
48,37
0,01869
1895,04
954,00
0,02270
4728,44
1158,43
47,0
35335,32
0,02839
5081,64
1449,10
0,11818
14034,44
6034,24
0,02464
2173,50
1257,71
0,02992
5410,80
1527,22
45,0
37621,80
0,03902
5973,08
1991,49
0,11709
13311,00
5977,00
0,02835
2362,50
1447,08
0,03443
5881,28
1757,17
45,0
40599,02
0,04573
6650,10
2334,20
0,13567
13242,15
6924,54
0,03738
2618,70
1908,00
0,04539
6519,02
2316,85
43,0
44345,17
0,06180
7418,15
3154,22
0,15368
12565,89
7844,34
0,04305
2844,45
2197,42
0,05228
7078,23
2668,30
43,0
50311,90
0,07183
8043,15
3666,17
0,21998
12587,82 11226,36
0,01279
2351,58
652,61
0,06210
11421,96
3169,80
44,0
25695,68
0,01300
2214,30
663,72
0,02372
4010,82
1210,89
0,01801
2880,90
919,35
0,08748
13991,34
4465,42
44,0
33617,30
0,02002
3335,64
1021,64
0,03226
5356,56
1646,44
0,02449
3250,17
1250,02
0,11895
15786,54
6071,53
42,0
40178,05
0,03269
3538,08
1668,51
0,04828
6148,80
2464,39
0,03112
3670,32
1588,41
0,15115
17825,78
7715,11
41,0
46662,49
0,03960
4153,71
2021,29
0,06243
6501,17
3186,71
0,03518
3825,30
1795,46
0,17085
18578,54
8720,77
41,0
51459,53
0,04219
5189,37
2153,65
0,07242
7499,93
3696,52
4,08000
2856,00
3074,40
0,31200
218,40
6,00000
4200,00
4436,25
0,33750
236,25
7,26000
5082,00
5311,08
0,32725
229,08
8,64000
6048,00
6266,40
0,31200
218,40
9,75000
6825,00
7036,58
0,30225
211,58
Strona 84
Słup zespolony w pełni obetonowany
Słup – beton
1 Rdzeń - stal
Wspornik
Słup – beton
2 Rdzeń - stal
Wspornik
Słup – beton
3 Rdzeń - stal
Wspornik
Słup – beton
4 Rdzeń - stal
Wspornik
Słup – beton
5 Rdzeń - stal
Wspornik
Słup – beton
Rdzeń - stal
1
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro belki
Słup – beton
Rdzeń – stal
Słup zespolony częściowo obetonowany
2
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro belki
Słup – beton
Rdzeń - stal
3
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro belki
Słup – beton
Rdzeń – stal
4
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro belki
Słup – beton
Rdzeń - stal
5
Wspornik
Bl. środnika
Bl. półki
Żebro belki
450x650
HEB 450
450x900
450x800
HEB 500
450x850
450x900
HEB 650
450x800
450x900
HEB 800
450x800
450x1000
HEB 900
450x750
400x520
Blachownica:
bf =400,0
hw =520,0
tf =15,0
tw =10,0
HEB 200
bl. 260x350x9
bl. 200x436x9
bl. 96x170x9
400x630
Blachownica:
bf =400,0
hw =630,0
tf =20,0
tw =15,0
HEB 240
bl. 320x400x10
bl. 240x512x10
bl. 115x206x10
400x710
Blachownica:
bf =400,0
hw =710,0
tf =25,0
tw =20,0
HEB 280
bl. 370x450x10
bl. 280x583x10
bl. 135x244x10
400x750
Blachownica:
bf =400,0
hw =750,0
tf =30,0
tw =25,0
HEB 320
bl. 350x450x11
bl. 300x570x11
bl. 144x279x11
450x780
Blachownica:
bf =400,0
hw =780,0
tf =35,0
tw =30,0
HEB 360
bl. 400x480x12
bl. 300x625x12
bl. 144x315x12
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
12,000 6725,484 26,400
12,000 2054,304 24,360
1,075 1089,031 2,903
12,000 8553,696 30,000
12,000 2252,196 25,44
1,000
956,772 2,600
12,000 9461,532 32,400
12,000 2695,092 29,04
0,950
855,466 2,375
12,000 9009,204 32,400
12,000 3147,420 32,520
0,950
855,466 2,375
12,000 10011,288 34,800
12,000 3496,080 34,920
0,900
759,789 2,160
12,000 4622,580 22,080
3,24840
0,26160
0,43538
4,03320
0,28680
0,38250
4,51680
0,34320
0,34200
4,45920
0,40080
0,34200
4,95480
0,44520
0,30375
2,28960
-
1
12,000
0,20640
2,27
1620,828 32,160
-
3612,00
2273,88
13352,98
304,77
2823,24
14639,27
267,75
3161,76
17518,10
239,40
3121,44
20458,23
239,40
3468,36
22724,52
212,63
1602,72
15931,63
17730,26
20919,26
23819,07
26405,51
10535,38
17196,40
1
1
1
4
1
0,880
0,350
0,436
0,170
12,000
53,971 1,012
6,432 0,188
6,163 0,182
4,614 0,143
5165,868 24,720
0,007
0,001
0,001
0,001
2,71860
1
12,000
2398,260 34,920
0,30540
1
1
1
4
1
0,770
0,400
0,512
0,206
12,000
64,095 1,063
10,052 0,264
9,650 0,256
7,442 0,206
5301,840 26,640
0,008
0,001
0,001
0,001
2,99760
1
12,000
3222,804 36,960
0,41040
1
1
1
4
1
0,690
0,450
0,583
0,244
12,000
70,982 1,118
13,075 0,342
12,819 0,338
10,347 0,283
4976,400 27,600
0,009
0,002
0,002
0,001
3,08700
1
12,000
4028,508 38,040
0,51300
1
1
1
4
1
0,650
0,450
0,570
0,279
12,000
82,180 1,151
13,605 0,325
14,771 0,355
13,882 0,346
5692,116 29,520
0,010
0,002
0,002
0,002
3,59520
1
12,000
4843,632 38,880
0,61680
-
652,74
121,26
117,39
92,24
-
350,81
41,81
40,06
29,99
1903,02
2,27
3696,00
15588,69
-
669,69
166,32
161,28
129,78
-
416,62
65,34
62,73
48,37
2098,32
2,27
3780,00
20948,23
-
704,34
215,46
212,94
178,29
-
461,38
84,99
83,32
67,26
2160,90
2,27
3864,00
26185,30
-
707,87
199,88
218,33
212,79
-
534,17
88,43
96,01
90,23
2516,64
2,27
3948,00
31483,61
43,0
22907,83
42,0
28834,53
42,0
34357,90
41,0
40225,35
1
1
1
4
0,620
0,480
0,625
0,315
88,124
18,093
17,669
17,098
1,147
0,396
0,390
0,393
0,011
0,002
0,002
0,002
39,0
671,00
231,66
228,15
229,91
572,81
117,60
114,85
111,14
Tab. 44: Tabela zestawcza cen wykonania słupów i poszczególnych jego części.
Strona 85
WYNIKI ANALIZ I WNIOSKI – Graficzne zestawienie wyników przeprowadzonych analiz i obliczeń
3. WYNIKI ANALIZ I WNIOSKI
3.1. Graficzne zestawienie wyników przeprowadzonych analiz i obliczeń
55 000 zł
50 000 zł
Cena wykonania słupa
45 000 zł
Słup stalowy
pełnościenny
40 000 zł
35 000 zł
30 000 zł
25 000 zł
Słup żelbetowy
prostokątny
20 000 zł
15 000 zł
Słup zespolony w pełni
obetonowany
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
1
2
3
4
Weryfikowany przypadek obciążenia słupa
5
Słup zespolony
częściowo obetonowany
Wykres 1: Wykres przedstawiający zależność pomiędzy ceną słupów, a poszczególnymi przypadkami ich
obciążenia.
25 000 zł
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
Słup - stal
Wspornik - stal
Przypadek 1
Połączenie - stal
Izolacje
ogniochronne
Przypadek 2
Wykres 2: Zestawienie cen elementów słupów stalowych walcowanych.
Strona 86
35 000 zł
30 000 zł
25 000 zł
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
Słup - stal
Przypadek 1
Przypadek 2
Izolacje ogniochronne
Przypadek 3
Przypadek 4
Przypadek 5
Wykres 3: Zestawienie cen elementów słupów stalowych pełnościennych.
35 000 zł
30 000 zł
25 000 zł
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
Słup - stal
Przypadek 1
Przypadek 2
Izolacje ogniochronne
Przypadek 3
Przypadek 4
Przypadek 5
Wykres 4: Zestawienie cen elementów słupów stalowych skratowanych.
7 000 zł
6 000 zł
5 000 zł
4 000 zł
3 000 zł
2 000 zł
1 000 zł
0 zł
Słup - żelbet
Przypadek 1
Przypadek 2
Wspornik - żelbet
Przypadek 3
Przypadek 4
Przypadek 5
Wykres 5: Zestawienie cen elementów słupów żelbetowych prostokątnych.
Strona 87
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
Słup - żelbet
Przypadek 1
Przypadek 2
Rdzeń - stal
Przypadek 3
Wspornik - żelbet
Przypadek 4
Przypadek 5
Wykres 6: Zestawienie cen elementów słupów zespolonych w pełni obetonowanych.
30 000 zł
25 000 zł
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
Słup - żelbet
Przypadek 1
Rdzeń - stal
Przypadek 2
Wspornik stal
Przypadek 3
Połączenie Izolacje
stal
ogniochronne
Przypadek 4
Przypadek 5
Wykres 7: Zestawienie cen elementów słupów zespolonych w pełni obetonowanych.
Strona 88
1
Wytężenie przekroju słupa
0,9
0,8
Słup stalowy
pełnościenny
0,7
0,6
Słup żelbetowy
prostokątny
0,5
Słup zespolony w pełni
obetonowany
0,4
Słup zespolony
częściowo obetonowany
0,3
1
2
3
4
Weryfikowany przypadek obciążenia
5
Wykres 8: Wykres przedstawiający zależność pomiędzy wytężeniem słupów, a poszczególnymi przypadkami ich
obciążenia, przy maksymalnym dopuszczalnym możliwym przemieszczeniu węzłów.
55 000 zł
50 000 zł
Cena wykonania słupa
45 000 zł
40 000 zł
35 000 zł
30 000 zł
25 000 zł
20 000 zł
15 000 zł
10 000 zł
5 000 zł
0 zł
0,85
1,00
1,15
1,30
1,45
1,60
1,75
1,90
2,05
2,20
2,35
Mimośród statyczny dla różnych przypadków obciążenia e=M/N [m]
2,50
Wykres 9: Wykres przedstawiający zależność pomiędzy ceną słupów, a mimośrodem statycznym wyrażającym
się stosunkiem momentu podporowego do siły osiowej w podporze słupa dla poszczególnych
przypadków obciążenia.
Strona 89
WYNIKI ANALIZ I WNIOSKI – Wnioski
3.2. Wnioski
3.2.1. Wniosek generalny
Przeprowadzono wielokryterialne analizy optymalizacyjne słupów mimośrodowo ściskanych
z warunku poszukiwania minimum funkcji celu, zdefiniowanej jako całkowity koszt słupów,
wykonanych w trzech podstawowych technologiach: stalowej, żelbetowej i zespolonej. Różnicowano
przy tym udział zginania i ściskania słupów przy ustalonym schemacie statycznym słupa schodkowego
utwierdzonego w fundamencie, obciążonego na wsporniku w sposób typowy dla oddziaływań
suwnicą natorową. Porównując ceny wykonania różnych rodzajów słupów, stwierdzono, że
praktycznie w całym badanym zakresie przypadków obciążeń – najmniejsze koszty uzyskuje się dla
słupów o konstrukcji żelbetowej. Podsuwnicowe słupy stalowe są najmniej opłacalne. Natomiast
słupy zespolone stalowo-betonowe są lepsze od słupów stalowych, ale gorsze od żelbetowych.
Analizy techniczno-ekonomiczne były prowadzone przy założeniu odporności ogniowej słupów R120.
Na przypadek braku wymagań odporności ogniowej należy przeprowadzić odrębne analizy, które są
możliwe w opracowanych na użytek pracy skryptach obliczeniowych.
3.2.2. Wnioski szczegółowe
1. Ceny wykonania słupów żelbetowych w stosunku do wartości przyłożonych sił wahają się od 3 do
7 tys. złotych co jest niezwykle korzystnym rozwiązaniem w porównaniu do słupów stalowych,
których cena wykonania przekracza 25 tys. zł za szt. i wraz ze wzrostem obciążenia rośnie nawet
do ponad 50 tys. zł za szt. – to jest ponad od ok. 5 do 10 krotnie więcej, niż cena wykonania
słupów żelbetowych w zależności od wartości obciążeń.
2. Kolejną zaletą słupów żelbetowych jest to, że w prawie identycznym koszcie wykonania można
zaprojektować słup na obciążenie do 3 razy większe niż wyjściowe.
3. Najmniej efektywne okazały się słupy stalowe walcowane, które mogły być zaprojektowane z
przyczyn konstrukcyjnych – związanych z brakiem większych kształtowników walcowanych na
rynku niż HEB 1000, tylko dla pierwszych dwóch przypadków obciążenia. Ich koszt wykonania jest
największy ze wszystkich słupów dla pierwszych dwóch analizowanych przypadków.
4. Ceny słupów stalowych pełnościennych i skratowanych utrzymują się mniej więcej na tym samym
poziomie dopiero od przypadku 3, w którym siły działające na słup są 3 razy większe niż w
przypadku 1. W pierwszych dwóch przypadkach koszt wykonania słupa skratowanego jest niższy
średnio o ok. 6 tys. zł od słupa pełnościennego.
5. Koszty wykonania słupów zespolonych (w pełni i częściowo obetonowanych) rosną współmiernie
– prawie liniowo, w stosunku do działania na nie coraz większych obciążeń.
6. Wszystkie słupy zaprojektowano na klasę wytrzymałości ogniowej R120, co przełożyło się na
zwiększenie użytych materiałów w konstrukcji słupów. Nieznacząco jednak wpłynęło to na słupy
żelbetowe i zespolone w pełni obetonowane, gdyż w każdym przypadku wystarczająca okazała
się wartość minimalna otuliny zbrojenia wynikająca z przyjętej klasy ekspozycji.
7. W słupach stalowych walcowanych, pełnościennych i skratowanych aby uzyskać wymaganą
wytrzymałość konstrukcji w pożarze (120 min) konieczne jest zastosowanie systemów
ogniochronnych typu THERMOSPRAY Ex lub innych równoważnych. Masę izolacyjną należy
nakładać na konstrukcję słupów, połączenia i krótkie wsporniki stalowe metodą natryskową pod
dużym ciśnieniem, tworząc warstwę o odpowiedniej, dobranej wcześniej grubości z tabel
producentów dla temperatury krytycznej wynoszącej 500°C.
Strona 90
WYNIKI ANALIZ I WNIOSKI – Wnioski
8. Wymiary konstrukcji słupów zespolonych częściowo obetonowanych podczas projektowania były
dobierane pod klasę odporności ogniowej R120 – dlatego konieczne było zastosowanie
blachownic, których wymiary pozwoliły spełnić wymogi przeciwpożarowe (półka musiała mieć
szerokość minimum 400 mm). W tym rodzaju konstrukcji słupów półki blachownic nie są pokryte
betonem, przez co są słabo chronione przed działaniem wysokiej temperatury. Z tego powodu
został zastosowany system farb pęczniejących ogniochronnych Sika lub innych równoważnych,
do pokrycia nieosłoniętych elementów metalowych, co przy niewielkich wymiarach słupa (przy
małych obciążeniach) znacząco wpłynęło na koszt jego wykonania - zwiększając go. Przy dużych
obciążeniach koszt ten jest nieznaczny w stosunku do ceny rdzenia stalowego – maksymalna
różnica wyniosła ok. 25 tys. zł, a minimalna ok. 5 tys. zł.
9. Zauważalny jest również fakt, że w słupach stalowych walcowanych przy dobieraniu większych
profili wymagana grubość warstwy ogniochronnej malała, a co za tym idzie, jej ilość i koszt.
10. W projektowaniu i konstruowaniu słupów dużą rolę odgrywała nie ich nośność, a
przemieszczenia węzłów, które nie mogły przekroczyć dopuszczalnych wartości. W wielu
przypadkach nośność przekroju, a szczególnie w słupach żelbetowych prostokątnych i
zespolonych w pełni obetonowanych była w dużym stopniu zachowana.
11. Wytężenie w słupach zespolonych w pełni obetonowanych – szczególnie dla 1 i 2 przypadku
obciążenia, waha się od 30 do 50% przy zachowaniu maksymalnych dopuszczalnych
przemieszczeń konstrukcji, natomiast w słupach żelbetowych prostokątnych mieści się w
przedziale od 60 do 70% niezależnie od wartości działającego obciążenia.
12. Słupy stalowe walcowane, pełnościenne i zespolone częściowo obetonowane osiągają
maksymalne dopuszczalne przemieszczenia węzłów na poziomie od ok. 90 do 100% wytężenia
przekroju.
13. Wytężenie słupów stalowych pełnościennych przy niewielkich obciążeniach i maksymalnych
dopuszczalnych przemieszczeniach węzłów utrzymuje się na takim samym poziomie co inne słupy
wykonane ze stali. Jednak gdy obciążenie zwiększy się trzykrotnie, wytężenie przekroju
gwałtownie maleje, aż do ok. 75% i o doborze profilu słupa decydują jego maksymalne
dopuszczalne przemieszczenia węzłów.
14. Analizując wykres 9 można zauważyć ze słupy stalowe pełnościenne i skratowane są najmniej
odporne na zginanie. Mimośród statyczny występuje w nich już od wartości ok. 0,90 m, gdzie dla
pozostałych słupów zaczyna się dopiero od 1,45 m.
15. Ze wszystkich analizowanych słupów najbardziej odporne na działanie sił zginających okazały się
słupy żelbetowe, których nośność, przemieszczenia węzłów i koszty wykonania utrzymują się
prawie na jednakowym poziomie przy wzroście wartości mimośrodu statycznego. Na niedużo
gorszym poziomie utrzymują się słupy zespolone w pełni obetonowane, których cena utrzymuje
się na jednakowym poziomie w pierwszych przypadkach obciążenia. Gdy jednak obciążenia
przekroczą trzykrotnie wartości obciążeń z przypadku 1, ceny słupów zespolonych zaczynają
rosnąć coraz bardziej w górę.
Strona 91
LITERATURA
LITERATURA:
Książki i artykuły
[1] A. Biegus, Stalowe budynki halowe., Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2003, 2004
[2] W. Kucharczuk, S. Labocha, Hale o konstrukcji stalowej. Poradnik projektanta., Polskie
Wydawnictwo Techniczne, Wydanie I, 2012.
[3] Z. Kurzawa, Stalowe konstrukcje prętowe obciążone statycznie i dynamicznie: Elementy
konstrukcji hal przemysłowych oraz obiektów użyteczności publicznej. Część 1., Wydawnictwo
Politechniki Poznańskiej, 2010.
[4] T. Krzyśpiak, Konstrukcje stalowe hal., Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1976.
[5] J. Żmuda, Konstrukcje wsporcze dźwignic., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013.
[6] Z. Kurzawa, Stalowe konstrukcje prętowe. Część I: Hale przemysłowe oraz obiekty użyteczności
publicznej., Wydanie II poprawione i uzupełnione, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej,
Poznań 2012.
[7] Z. Wasiukiewicz, M. Wolski, Systemy budownictwa przemysłowego: P-70 system konstrukcyjnomontażowy żelbetowych prefabrykowanych hal przemysłowych., Wydawnictwo Arkady, 1976.
[8] Z. Kowal, Wybrane działy z konstrukcji metalowych. Cz. 1 i 2., Wydanie 3 poprawione i
uzupełnione, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1979.
[9] W. Włodarczyk, Konstrukcje stalowe. Część 1: Podstawy projektowania., Wydawnictwo Szkolne i
Pedagogiczne, 1997.
[10] K. Rykulak, Konstrukcje stalowe. Podstawy i elementy., Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne,
Wrocław 2001.
[11] J. Żmuda, Podstawy projektowania konstrukcji metalowych., Wydanie drugie poprawione i
uzupełnione, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1996.
[12] M. Łubiński, A. Filipowicz, W. Żółtkowski, Konstrukcje metalowe. Część 1: Podstawy
projektowania., Wydanie drugie zmienione, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2000, 2003, 2005,
2006, 2007, 2008.
[13] A. Łapko, B. Ch. Jensen, Podstawy projektowania i algorytmy obliczeń konstrukcji żelbetowych.,
Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2005.
[14] M. Knauff, Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2., Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2012.
[15] J. Kobiak, W. Stachurski, Konstrukcje żelbetowe. Tom 3., Wydanie piąte znowelizowane,
[16] W. Starosolski, Konstrukcje żelbetowe według PN-B-03264:2002 i Eurokodu 2. Tom III.,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
[17] J. Kobiak, W. Stachurski, Konstrukcje żelbetowe. Tom 1., Wydanie piąte znormalizowane,
[18] W. Kucharczuk, S. Labocha, Konstrukcje zespolone stalowo-betonowe budynków., Wydawnictwo
Arkady, Warszawa 2007.
[19] Praca zbiorowa pod kierunkiem: M. Giżejowskiego, J. Ziółko, Budownictwo ogólne. Tom 5:
stalowe konstrukcje budynków projektowanie według eurokodów z przykładami obliczeń.,
[20] A. Biegus, Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych według Eurokodu 4.
Wykłady., Politechnika Wrocławska, Wrocław 2012.
Strona 92
LITERATURA
[21] G. Gremza, Konstrukcje zespolone stalowo-betonowe., Seminarium PZITB, Gliwice 4 listopada
2010.
[22] A. Biegus, Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodu 3. Bezpieczeństwo pożarowe
konstrukcji stalowych. Wykłady., Politechnika Wrocławska, Wrocław 2013.
[23] Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowania (Dziennik Ustaw Nr 75 z
2002, poz. 690, z późniejszymi zmianami).
[24] M. Knauff, A. Golubińska, P. Knyziak, Tablice i wzory do projektowania konstrukcji żelbetowych z
przykładami obliczeń., Wydanie drugie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.
[25] A. Baj, A. Łapko, Obliczeniowa ocena nośności elementów konstrukcji zespolonych stalowobetonowych w warunkach obciążeń pożarowych w ujęciu PN-EN 1994-1-2:2008.,Budownictwo i
Inżynieria Środowiska, ISSN: 2081-3279, 2(2011).
[26] Dział Doradztwa Technicznego GÓRAŻDŻE CEMENT S.A., Informator - Beton wg normy PN-EN
206-1:2003 „Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.” i PN-B-06265:2004
„Krajowe uzupełnienia PN-EN 206-1:2003.”.
[27] Access Steel, Schemat Blokowy: Projektowanie słupów zespolonych. SF006a-PL-EU, 2010.
[28] T. Urban, Przykłady projektowania żelbetowych wsporników. Zeszyt 2., Wydawnictwo
Politechniki Łódzkiej, Łódź 2011.
[29] Kozłowski A., Konstrukcje stalowe. Przykłady obliczeń według PN-EN 1993-1. Część pierwsza.
Wybrane elementy i połączenia., Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2009.
[30] W. Derkowski, P. Sokal, S. Kańka, T, Stryszewska, Kablobetonowe belki podsuwnicowe po 50
latach eksploatacji., Przegląd Budowlany, R. 85, nr 4, str. 28-32, Zarząd Główny Polskiego
Związku Inżynierów i Techników Budownictwa, 2014.
[31] Goczek J., Supeł Ł., Gajdzicki M., Przykłady obliczeń konstrukcji stalowych., Politechnika Łódzka,
2010.
[32] W. Kucharczuk, Stalowe hale i budynki wielokondygnacyjne. Wydawnictwo Politechniki
Częstochowskiej, Częstochowa 2004.
[33] J. Ziółko, G. Orlik, Montaż konstrukcji stalowych., Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1980.
[34] J. Augustyn, E. Śledziewski, Technologiczność konstrukcji stalowych., Wydawnictwo Arkady,
Warszawa 1980.
[35] W. Bogucki, M. Żyburtowicz, Tablice do projektowania konstrukcji metalowych. Wydanie siódme
znowelizowane i uzupełnione., Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2006, 2007.
[36] J. Bródka, M. Broniewicz, Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodów., Polskie
Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów 2013.
[37] S. Pałkowski, Konstrukcje Stalowe. Wybrane zagadnienia obliczania i projektowania.,
Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010.
[38] P. Smardz, Wyznaczanie odporności ogniowej elementów konstrukcji wg. Eurokodów.
Źródła internetowe
[W1]
[W2]
[W3]
[W4]
[W5]
[W6]
Źródło: http://www.pekabex.pl; Dostępność: 25.04.2015.
Źródło: http://www.ofertymaszyn.com; Dostępność: 25.04.2015.
Źródło: http://www.commercecon.pl; Dostępność: 25.04.2015.
Źródło: http://www.ocmer.com.pl; Dostępność: 25.04.2015.
Źródło: http://comcomzone.pl; Dostępność: 25.04.2015.
Autor: Andrew Broadfoot; Źródło: http://www.pgal.com; Dostępność: 25.04.2015.
Strona 93
LITERATURA
[W7]
[W8]
[W9]
[W10]
[W11]
[W12]
[W13]
[W14]
[W15]
[W16]
[W17]
[W18]
[W19]
[W20]
[W21]
[W22]
[W23]
[W24]
[W25]
[W26]
[W27]
[W28]
[W29]
[W30]
[W31]
[W32]
[W33]
Oferta handlowa firmy Stalkowent Sp. z o. o.; Źródło:
http://www.stalkowent.pl/dzwignice_wciagniki_el.html; Dostępność: 25.04.2015.
Oferta handlowa firmy GH INTERTECH Sp. z o. o.; Źródło: http://www.ghsa.pl/suwnicepomostowe-podwieszane.html; Dostępność: 25.04.2015.
Oferta handlowa firmy GH INTERTECH Sp. z o. o.; Źródło:
http://www.ghsa.pl/jednodzwigarowe.html; Dostępność: 26.04.2015.
Oferta handlowa firmy GH INTERTECH Sp. z o. o.; Źródło:
http://www.ghsa.pl/dwudzwigarowe.html; Dostępność: 26.04.2015.
Oferta handlowa firmy DEMAG Terex Material Handling Sp. z o. o.; Źródło:
http://www.demagcranes.pl/cms/site/pl/lang/pl/page77044.html; Dostępność: 26.04.2015.
Źródło: www.demagcranes.pl; Dostępność: 28.04.2015.
Katalog produktów firmy P. P. H. Gralbet Sp. z o. o.; Źródło:
http://www.gralbet.com.pl/pdf/elementy_komunikacji.pdf; Dostępność: 28.04.2015.
Źródło: http://www.polonex.pl; Dostępność: 12.05.2015.
Źródło: http://www.pekabex.pl; Dostępność 12.05.2015.
Źródło: http://www.konar.eu; Dostępność: 12.05.2015.
ArcelorMittal, Peiner, Träger, Corus, Przewodnik Jednokondygnacyjne konstrukcje stalowe.
Część 6: Projekt wykonawczy słupów złożonych., Źródło:
http://sections.arcelormittal.com/fileadmin/redaction/4-Library/4SBE/PL/SSB06_Projekt_wykonawczy_slupow_zlozonych.pdf; Dostępność: 12.05.2015.
Źródło: http://pl.rolstal-hale.pl; Dostępność: 13.05.2015.
Źródło: http://www.llentab.pl; Dostępność: 13.05.2015.
Źródło: http://www.tequm.com; Dostępność: 19.05.2015.
Źródło: http://precon.com.pl; Dostępność: 19.05.2015.
Źródło: http://4eastcounty.org; Dostępność: 20.05.2015.
Źródło: http://commons.wikimedia.org; Dostępność: 21.05.2015.
Źródło: http://www.cnp.com.pl; Dostępność: 21.05.2015.
Źródło: http://fr.slideshare.net/bibaarchitecte/structure-metallique-amar1; Dostępność:
21.05.2015.
Źródło: http://www.archiexpo.com; Dostępność: 21.05.2015.
Źródło: http://www.infosteel.be; Dostępność: 21.05.2015.
Źródło: http://www.fontdarquitectura.com; Dostępność: 21.05.2015.
Część 7: Inżynieria pożarowa., Źródło:
http://sections.arcelormittal.com/fileadmin/redaction/4-Library/4SBE/PL/SSB07_Inzynieria_pozarowa.pdf; Dostępność: 25.05.2015.
Część 1: Poradnik architekta., Źródło:
http://sections.arcelormittal.com/fileadmin/redaction/4-Library/4SBE/PL/SSB01_Poradnik_architekta.pdf; Dostępność: 25.05.2015.
Źródło: http://www.knauf.pl; Dostępność: 25.05.2015.
ArcelorMittal, Peiner, Träger, Corus, Przewodnik Wielokondygnacyjne konstrukcje stalowe.
Część 6: Inżynieria pożarowa., Źródło:
http://sections.arcelormittal.com/fileadmin/redaction/4-Library/4SBE/PL/MSB06_Inzynieria_pozarowa.pdf; Dostępność: 26.05.2015.
Źródło: http://k-bausysteme.pl; Dostępność: 26.05.2015.
Strona 94
LITERATURA
[W34]
[W35]
[W36]
[W37]
Źródło: www.pamarpszczyna.pl; Dostępność: 26.05.2015.
Źródło: http://budownictwopolskie.pl; Dostępność: 26.05.2015.
Źródło: www.promattop.pl; Dostępność: 27.05.2015.
Instytut Techniki Budowlanej, Aprobata techniczna ITB AT-15-2543/2010., Źródło:
http://www.albau.com.pl/aprobaty/2543_N1_2010.pdf; Dostępność: 23.09.2015.
[W38] Instytut Techniki Budowlanej, Aprobata techniczna ITB AT-15-8500/2011., Źródło:
http://pol.sika.com/dms/getdocument.get/b1108a60-b9fc-3def-acc9-d579c757bdf4/AT-158500_2010%20Sika%20Unitherm%20Steel%20S_itb_2010.pdf; Dostępność: 23.09.2015.
Normy i wytyczne do projektowania
[N1]
[N2]
[N3]
[N4]
[N5]
[N6]
[N7]
[N8]
[N9]
[N10]
[N11]
[N12]
[N13]
[N14]
[N15]
[N16]
[N17]
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 18 maja 2004 r. w sprawie określenia metod i
podstaw sporządzania kosztorysu inwestorskiego, obliczania planowanych kosztów prac
projektowych oraz planowanych kosztów robót budowlanych określonych w programie
funkcjonalno-użytkowym. (Dz.U. 2004 nr 130, poz. 1389).
PN-EN 1990:2004, Eurokod 0: Podstawy projektowania konstrukcji.
PN-EN 1991-1-1:2004, Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania
ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.
PN-EN 1991-1-2:2006: Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-2: Oddziaływania
ogólne. Oddziaływania na konstrukcję w warunkach pożaru.
ogólne – Obciążenie śniegiem.
ogólne – Oddziaływania wiatru.
PN-EN 1991-3:2009: Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 3: Oddziaływania
wywołane dźwignicami i maszynami.
PN-EN 1992-1-1:2008: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły
ogólne i reguły dla budynków.
PN-EN 1992-1-2:2008: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-2:
Projektowanie z uwagi na warunki pożarowe.
PN-EN 1993-1-1:2006: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły
ogólne i reguły dla budynków.
PN-EN 1993-1-2:2007: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-2: Reguły
ogólne – Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe.
PN-EN 1993-1-5:2008: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-5:
Blachownice.
PN-EN 1993-1-8:2006: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8:
Projektowanie węzłów.
PN-EN 1993-6:2009: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 6: Konstrukcje
wsporcze dźwignic.
PN-EN 1994-1-1:2008: Eurokod 4: Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowobetonowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dal budynków.
PN-EN 1994-1-2:2008: Eurokod 4: Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowobetonowych. Część 1-2: Reguły ogólne. Projektowanie z uwagi na warunki pożarowe.
PN-EN 206-1:2003: Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.
Strona 95

PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

Transkrypt

Podobne dokumenty