Biuro Komputerowego Wspomagania Projektowania

BIURO KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA
UL. SKRAJNA 12
45-232
http:// w w w . c a d s i s . c o m . p l
Oferuje program komputerowy RM-OBC do
sporządzania zestawień obciążeń jakimi
poddane są konstrukcje budowlane wg
PN, przeznaczony do użytkowania na
komputerach typu PC wyposażonych w system
WINDOWS.
OPOLE
TEL./FAX: 77 455 04 28
e-mail: c a d s i s @ c a d s i s . c o m . p l
Moduł RM-OBC współpracuje z programem RM-WIN w taki sposób, że
wartości obciążeń z pozycji zestawienia przygotowanego programem RMOBC mogą być pobierane w programie RM-WIN poprzez mechanizm dynamicznej wymiany danych DDE. Oznacza to, że zmiana wartości obciążenia w zestawieniu zostanie automatycznie uwzględniona podczas wykonywania obliczeń programem RM-WIN. Istnieje również możliwość korzystania z programu RM-OBC niezależnie od RM-WIN bez względu na to czy
jest on zainstalowany w systemie.
Program umożliwia utworzenie listy obciążeń przykładanych w modelu
obliczeniowy konstrukcji. Pozycje tej listy można grupować jeśli należą one
do jednego, wspólnego rodzaju obciążenia . W programie wyróżnionych
zostało pięć następujących rodzajów obciążeń: ciężar konstrukcji, obciążenia użytkowe, obciążenie śniegiem, obciążenie wiatrem i inne obciążenia.
Każdej grupie obciążeń można przypisać odpowiedni typ obciążenia tak
jak: typ stały, typ zmienny, typ wyjątkowy.
Lista obciążeń zestawienia może być automatycznie rozszerzona poprzez dołączenie pozycji z innego (wcześniej przygotowanego) zestawienia
obciążeń (związanego z innym zadaniem). Oprócz tego numeracja pozycji
zestawienia może być dostosowana do numeracji całej dokumentacji projektu przez odpowiednie jej dowiązanie.
W grupie obciążeń ciężarem konstrukcji podano ciężary następujących
materiałów konstrukcyjnych i elementów konstrukcji: drewno, metale, kamienie, cegła, zaprawy, betony, izolacje, ściany, pokrycia, wiązary, podłogi,
grunty niespoiste, grunty spoiste wraz z wartościami współczynników obciążenia.
CH AR AKT E RY ST Y K A PR O G R AM U
RM-OBC jest wyspecjalizowanym programem stanowiącym połączenie
bazy danych z arkuszem kalkulacyjnym. Baza danych programu w obecnej
wersji 1.x zawiera informacje wymagane do zestawiania obciążeń według
następujących norm polskich:
 PN-82/B-02000: Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości.
 PN-82/B-02001: Obciążenia budowli. Obciążenia stałe.
 PN-82/B-02003: Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe.
 PN-80/B-02010: Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie
śniegiem. z uwzględnieniem poprawki Az1:2006
 PN-80/B-02010: Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie
wiatrem.
Grupa obciążenia użytkowe zawiera dane dotyczące obciążeń: technologicznych rozłożonych, od ścianek działowych, skupionych, pionowych, poziomych, od zwierząt, rusztowań, montażowych,a także ciężary: materiałów
budowlanych sypkich, cieczy, materiałów opałowych, nawozów, produktów
rolnych i pasz, produktów żywnościowych, skór i tekstyliów, produktów
przemysłu górniczego, niektórych zwierząt, i innych materiałów oraz wartości współczynników: obciążeniowego, części długotrwałej obciążenia, dynamicznego, zmniejszającego, tarcia.
W grupie obciążeń śniegiem możliwe jest określenie obciążenia charakterystycznego śniegiem gruntu na podstawie strefy obciążenia śniegiem.
Wybór strefy może nastąpić automatycznie poprzez wskazanie dowolnego
miejsca na mapie Polski lub wybranie z bazy danych jednej z ok. 30 tys.
miejscowości w Polsce. Współczynnik kształtu dachu można określić dla
następujących typów dachów: dach jednospadowy, dach dwuspadowy,
dach wklęsły, dach pilasty, dach łukowy lub kopuła, dachy na różnych wysokościach, dach z przegrodą lub attyką.
W grupie obciążenie wiatrem określenie strefy obciążenia wiatrem i związanego z nim charakterystycznego parcia wiatru odbywa się podobnie jak
dla obciążenia śniegiem. Można również przyjąć szczególne warunki terenowe. Współczynnik ekspozycji określany jest na podstawie rodzaju terenu,
wpływu ukształtowania terenu oraz wysokości od podstawy budowli.
Współczynnik aerodynamiczny można określić dla następujących rodzajów
budowli (w nawiasie podano liczbę dostępnych podrodzajów): budynki i
przegrody, dachy (5), hale przemysłowe, wiaty (2), galerie i łączniki, budowle walcowe, budowle kuliste, ustroje kratowe (4), płyty i ściany (3), elementy budowli (5).
Na podstawie wartości okresu drgań własnych i logarytmicznego dekrementu tłumienia automatycznie określane jest czy budowla jest podatna na
dynamiczne działanie wiatru. Wartość współczynnika działania porywów
wiatru jest określana automatycznie.
W grupie obciążeń innych istnieje możliwość podania dowolnego obciążenia według dowolnego wzoru wpisanego przez użytkownika a także podanie związanych z tym obciążeniem wartości współczynników: dynamicznego, obciążeniowych części długotrwałej obciążenia zmiennego (dla obciążeń zmiennych).
Zebranie i przetworzenie danych z norm obciążeniowych w jednym programie w znaczny sposób ułatwia projektantowi przygotowanie zestawienia
obciążeń. Dodatkowo funkcje arkusza kalkulacyjnego zaimplementowane
w RM-OBC pozwalają na sumowanie obciążeń z poszczególnych warstw,
przeliczanie z wartości charakterystycznych na obliczeniowe oraz wykonywanie dowolnych operacji algebraicznych na wartościach obciążeń w celu
na przykład zbierania obciążeń z różnych obszarów.
W przypadku grup obciążeń śniegiem i wiatrem dane dotyczące geometrii budowli oraz rozkładów obciążeń ilustrowane są graficznie. Dzięki temu
zmniejsza się ryzyko wprowadzenia błędnych danych.
Program automatycznie generuje raport z zestawienia obciążeń w wersji
pełnej i skróconej. W wersji skróconej podane są jedynie pozycje obciążeń
oraz ich wartości charakterystyczne i obliczeniowe. Wersja pełna zawiera
szczegóły obliczeń oraz rysunki. Raporty można przeglądać w oknie podglądu raportu, zapisywać na dysk w formacie RTF (Rich Text Format) oraz
tekstowym (bez rysunków), eksportować do programu MS Word, a także
przenosić przez schowek do innych programów akceptujących format RTF.
Przykład dokumentu
1. Ciężary stropów
Rodzaj: ciężar
Typ: stałe
1.1. Ciężar stropu
Charakterystyczna wartość obciążenia:
Qk = 4,39 kN/m2.
Obliczeniowe wartości obciążenia:
Qo1 = 5,33 kN/m2,
Qo2 = 3,85 kN/m2,
Składniki obciążenia:
Deski przybijane do legarów o grubości 30 mm
Qk = 0,330 kN/m2 = 0,33 kN/m2.
Qo1 = 0,36 kN/m2,
Qo2 = 0,30 kN/m2,
Gładź cementowa 3 cm
Qk = 21,0 kN/m3 · 3 cm = 0,63 kN/m2.
Qo1 = 0,82 kN/m2,
Qo2 = 0,50 kN/m2,
Papa na lepiku
Qk = 11,0 kN/m3 · 9 mm = 0,10 kN/m2.
Qo1 = 0,12 kN/m2,
Qo2 = 0,08 kN/m2,
Płyta żelbetowa 12 cm
Qk = 25,0 kN/m3 · 0,12 m = 3,00 kN/m2.
Qo1 = 3,60 kN/m2,
Qo2 = 2,70 kN/m2,
Tynk cementowo-wapienny
Qk = 22,0 kN/m3 · 1,5 cm = 0,33 kN/m2.
Qo1 = 0,43 kN/m2,
Qo2 = 0,26 kN/m2,
2. Obciążenia użytkowe
Rodzaj: użytkowe
Typ: zmienne
2.1. Obciążenie użytkowe w pokojach
Charakterystyczna wartość obciążenia:
Qk = 0,5 kN/m2 = 0,50 kN.
Obliczeniowa wartość obciążenia:
Qo = 0,60 kN,
5
5
6,5
15
8
C
5,0
C4L
f1 = 1,21,
f2 = 0,88.
f1 = 1,10,
f2 = 0,90.
f1 = 1,30,
f2 = 0,80.
f1 = 1,20,
f2 = 0,80.
f1 = 1,20,
f2 = 0,90.
5,0
C3L
C3P
C4P
Charakterystyczna wartość obciążenia śniegiem:
Qk = 2,4 kN/m2 · 2,65 = 6,36 kN/m2.
Obliczeniowa wartość obciążenia śniegiem:
Qo = 8,90 kN/m2,
f = 1,40.
4. Obciążenie wiatrem
Rodzaj: wiatr
Typ: zmienne
4.1. Obciążenie wiatrem dachu
Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru qk = 0,25 kN/m2 przyjęto jak dla strefy I .
Współczynnik ekspozycji Ce = 1,22 przyjęto jak dla terenu A i wysokości nad poziomem gruntu z = 15,00 m. Ze względu na położenie na skarpie lub wzniesieniu o
nachyleniu ponad 1/3 wysokość z zwiększono o z = 6,25 m, które jest różnicą
między rzeczywistym a umownym poziomem gruntu. Ponieważ H/L  2 przyjęto
stały po wysokości rozkład współczynnika eksozycji C e o wartości jak dla punktu
najwyższego.
5
21,25
20
15
f1 = 1,30,
f2 = 0,80.
10
6,25
z
zo
0
10

4 x 10
Współczynnik działania porywów wiatru  = 2,29 przyjęto jak do obliczeń budowli podatnych na dynamiczne działanie wiatru (logarytmiczny dekrement tłumienia
 = 0,10; okres drgań własnych T = 1,50 s).
Wartość współczynnika działania porywów wiatru obliczono ze wzoru:
f = 1,20,
d = 0,35.
3. Obciążenie śniegiem
Rodzaj: śnieg
Typ: zmienne
  1 
r
k b  k r  = 2,29,
Ce
gdzie współczynnik szczytowej wartości obciążenia dla n = 1/T = 0,667 Hz
wynosi:
0,577


2 ln 600  n     = 3,63,

4

  2 ln 600  n  
3.1. Śnieg na dachu z prawej strony
Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu qk = 0,70 kN/m2 przyjęto jak dla
strefy I.
Współczynnik kształtu C = 0,8·(60-45)/30 = 0,40 jak dla dachu jednospadowego.
r = 0,08 jest współczynnikiem chropowatości dla terenu A,
Ce = 1,219 oznacza współczynnik ekspozycji dla całkowitej wysokości budowli,
współczynnik oddziaływania turbulentnego o częstościach pozarezonansowych (o okresie różnym od okresu drgań własnych budowli) jest równy:
2
k b  A  ln H   B  ln H  C = 1,264, ze współczynnikami:
0,042
H
= 0,667, A   28,8    1 = -0,0021,
L

  1,29
B
C  2,29  0,12   
2,65    0,24 = -0,3322,
24,5    3,48 = 2,1785,

45°
C
współczynnik oddziaływania turbulentnego o częstościach rezonansowych z
częstościami drgań własnych budowli przyjmuje wartość:
C1
Charakterystyczna wartość obciążenia śniegiem:
Qk = 0,7 kN/m2 · 0,8 · ( 60 - 45 ) / 30 = 0,28 kN/m2.
Obliczeniowa wartość obciążenia śniegiem:
Qo = 0,39 kN/m2,
f = 1,40.
3.2. Śnieg na dachu z lewej strony
Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu qk = 0,70 kN/m2 przyjęto jak dla
strefy I.
Współczynnik kształtu C = 0,80 jak dla dachu łukowego lub kopuły (schemat obciążenia wg wariantu I).
1
6,5
C
kr 
2  K L  K O
= 0,676,

przy współczynniku zmniejszającym
KL 


3
1
1

= 0,118,
8n H
10  n  L
1
1
3  Vk  C e
Vk  C e
i współczynniku energii porywów wiatru
KO 
x2
1  x 
4
2 3
= 0,091,
x
dla
Współczynnik aerodynamiczny C w przypadku obliczania obciążenia wiatrem
płaszcza na południku  = 15° od kierunku wiatru dla budowli walcowej równy
jest C = Cz - Cw = 0,86, gdzie: Cz = 0,86 jest współczynnikiem ciśnienia zewnętrznego, Cw = 0,00 jest współczynnikiem ciśnienia wewnętrznego.
C1
Charakterystyczna wartość obciążenia śniegiem:
Qk = 0,7 kN/m2 · 0,8 = 0,56 kN/m2.
Obliczeniowa wartość obciążenia śniegiem:
Qo = 0,78 kN/m2,
f = 1,40.
3.3. Śnieg na dachu w środku
Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu qk = 2,40 kN/m2 przyjęto jak dla
strefy IV (H = 800 m n.p.m).
Współczynnik kształtu C = 2,65 jak dla dachów na różnych wysokościach (dach z
lewej strony wg Poz. 3.2., dach z prawej strony wg Poz. 3.1.).
1200  n
= 36,233.
Vk C e
Wiatr
Cz
10
1
5
15
Wiatr