obliczenia statyczne

Transkrypt

OBLICZENIA STATYCZNE
do projektu budynku magazynowego
w miejscowości Chrząstowo 8, gm. Nakło nad Notecią, dz. nr 28/28
1. KONSTRUKCJA DACHU
Zebranie obciążeń:



Obciążenia stałe
ciężar pokrycia dachu (płyta warstwowa Balextherm D z rdzeniem poliuretanowym PIR o gr. 10 cm,
REI30
qk = 0,13 kN/m2, γf=1,2
qo = 0,15 kN/m2
Obciążenia zmienne – obciążenie śniegiem, STREFA III
sk1 =0,96 kN/m2, γf=1,5
so1 = 1,44 kN/m2
Obciążenia zmienne – obciążenie wiatrem, STREFA I
Połać nawietrzna
pk1 = -0,35 kN/m2, γf=1,5
po1 = -0,52 kN/m2
Połać zawietrzna
pk1 = -0,16 kN/m2, γf=1,5
po1 = -0,24 kN/m2
1.1. Płatew dachowa z kształtownika Z 240x96x84x25x3 mm
Schemat statyczny:
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
6,000
H=72,000
Wymiarowanie:
Pręt nr 3
Zadanie: płatew
Przekrój: Z 240x96x84x25x3
Y
X
240,0
x
Wymiary przekroju:
h=240,0 s=96,0 c=25,0 g=3,0 t=3,0 r=8,0 ex=2,9
ey=-3,2
Charakterystyka geometryczna przekroju:
Jxg=1295,9 Jyg=90,1 A=13,30 ix=9,9 iy=2,6
Jw=20591,8 Jt=0,4 xs=-0,6 ys=-2,0 is=10,2.
Materiał: St4 (VX,VY,V,W) Wytrzymałość
fd=235 MPa dla g=3,0.
y
177,0
Siły przekrojowe:
xa = 6,000; xb = 0,000.
Obciążenia działające w płaszczyźnie układu: GS
Mx = 7,957 kNm,
Vy = -7,925 kN, N = 0,000 kN,
My = -2,801 kNm,
Vx = -2,789 kN.
Naprężenia w skrajnych włóknach: t = 183,2 MPa C = -188,7 MPa
Naprężenia:
xa = 6,000; xb = 0,000.
Naprężenia:
- normalne:
 = -2,8  = 186,0 MPa oc = 1,000
- ścinanie wzdłuż osi Y: Av = 0,00 cm2
 = $3.11$ MPa ov = 1,000
2
 = $3.14$ MPa ov = 1,000
- ścinanie wzdłuż osi X: Av = 0,00 cm
Warunki nośności:
ec =  / oc +  = 2,8 / 1,000 + 186,0 = 188,7 < 235 MPa
 ey =  / ov = $W5.2y$ MPa
 ex =  / ov = $W5.2x$ MPa
 2e  3  2e 
197,8 2 + 3×0,0 2 = 197,8 < 235 MPa
Długości wyboczeniowe pręta
- przy wyboczeniu w płaszczyźnie układu przyjęto podatności węzłów ustalone wg załącznika 1 normy:
a = 0,333
b = 0,333
węzły nieprzesuwne

 = 0,607
dla lo = 6,000
lw = 0,607×6,000 = 3,642 m
- przy wyboczeniu w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny układu:
a = 1,000
b = 1,000

 = 1,000
dla lo = 6,000
lw = 1,000×6,000 = 6,000 m
Siły krytyczne:
Nx 
 2 EJ 3,14²×205×1295,9 -2
10 = 1722,164 kN

3,902²
lw 2
Ny 
 2 EJ 3,14²×205×90,1 -2
10 = 55,327 kN

5,740²
lw 2
Dla przekroju niesymetrycznych siłę krytyczną przy wyboczeniu giętno-skrętnego ustalono na podstawie
odrębnej analizy i wynosi ona:
Nyz = 54,02 kN
Nośność przekroju na zginanie:
xa = 6,000; xb = 0,000
- względem osi X
MR =  Wc fd = 1,00093,823510-3 = 22,031 kNm
- względem osi Y
MR =  Wc fd = 1,00018,823510-3 = 4,415 kNm
Współczynnik zwichrzenia dla  L = 0,000 wynosi L = 1,000
Warunek nośności (54):
Mx
My
7,957
2,801
=
+
= 0,995 < 1
+
1,000×22,031
4,415
L MRx
MRy
Nośność przekroju na ścinanie
xa = 6,000; xb = 0,000.
- wzdłuż osi Y
VR = 0,58 AV fd = 0,58×8,6×235×10-1 = 97,926 kN
Vo = 0,3 VR = 29,378 kN
- wzdłuż osi X
VR = 0,58 AV fd = 0,58×7,5×235×10-1 = 85,374 kN
Vo = 0,3 VR = 25,612 kN
Warunki nośności:
- ścinanie wzdłuż osi Y:
- ścinanie wzdłuż osi X:
V = 7,925 < 97,926 = VR
V = 2,789 < 85,374 = VR
Nośność przekroju zginanego, w którym działa siła poprzeczna
xa = 6,000; xb = 0,000.
- dla zginania względem osi X
Vy = 7,925 < 29,378 = Vo
MR,V = MR = 22,031 kNm
- dla zginania względem osi Y:
Vx = 2,789 < 25,612 = Vo
MR,V = MR = 4,415 kNm
Mx
My
7,957 2,801


+
= 0,995 < 1
MRx , V MRy , V 22,031 4,415
Nośność środnika pod obciążeniem skupionym
xa = 0,000; xb = 6,000.
Przyjęto szerokość rozkładu obciążenia skupionego c = 100,0 mm. Dodatkowo przyjęto usztywnienie
środnika o rozstawie a1 = 6000,0 mm.
kc  ( 15  25
tf 215
co
)
 ( 15 + 25× 106,0 ) ×
240,0
hw
tw fd
3,0×215
= 24,909
3,0×235
kc  co / tw = 106,0 /3,0 = 35,333
Przyjęto kc= 24,909
Warunek dodatkowy:
kc > 20
215
 20×
fd
215
= 19,130
235
Siła nie może zmieniać położenie na pręcie.
Naprężenia ściskające w środniku wynoszą c= 178,6 MPa. Współczynnik redukcji nośności wynosi:
c = 1,25 - 0,5 c / fd = 1,25 - 0,5×178,6 / 235 = 0,870
Nośność środnika na siłę skupioną:
PR,c = kc tw2 c fd = 24,909×(3,0)2×0,870×235×10-3= 45,837 kN
Warunek nośności środnika:
P = 0,000 < 45,837 = PR,c
Stan graniczny użytkowania:
Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą:
amax = 3,9 mm
agr = l / 250 = 6000 / 250 = 24,0 mm
amax = 3,9 < 24,0 = agr
Ugięcia względem osi X liczone od cięciwy pręta wynoszą:
amax = 19,5 mm
agr = l / 250 = 6000 / 250 = 24,0 mm
amax = 19,5 < 24,0 = agr
Największe ugięcie wypadkowe wynosi:
a=
19,5 2 + 3,9 2 = 19,9
Przyjęto płatew dachową z kształtownika Z240x96x84x25x3120x120x5 co 2,65 m,
stal St4VX (S275JR).
1. 2 RAMA GŁÓWNA, L=18,00 m, co 6,0 m
Schemat statyczny:
34
2
43
1,929
3
3
1
2
4
9,077
9,077
3
2
6,220
V=8,149
H=18,154
Wymiarowanie:
Pręt nr 2
Zadanie: rama3
Przekrój:
Y
x
X
460,0
Wymiary przekroju:
h=460,0 g=8,0 s=240,0 t=12,0
Jxg=34433,7 Jyg=2766,7 A=92,48 ix=19,3 iy=5,5
Jw=1387266,0 Jt=35,3 is=20,1.
Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość fd=215
MPa dla g=12,0.
y
240,0
Siły przekrojowe:
xa = 0,000; xb = 9,280.
Mx = 195,921 kNm,
Vy = 69,482 kN, N = -46,968 kN,
Stateczność lokalna.
xa = 0,000; xb = 9,280.
Przekrój spełnia warunki przekroju klasy 4
Rozstaw poprzecznych usztywnień ścianki a = 9279,7 mm.
Warunek stateczności ścianki dla ścianki najbardziej narażonej na jej utratę (9):
C / p fd = 0,616 < 1
Przyjęto, że przekrój wymiarowany będzie w stanie krytycznym.
Współczynniki redukcji nośności przekroju:
- dla zginana względem osi X:
- dla ściskania:
x = p = 1,000
o = p = 0,818
Naprężenia:
xa = 0,000; xb = 9,280.
Naprężenia:
- normalne:
 = -5,1  = 130,9 MPa oc = 1,000
- ścinanie wzdłuż osi Y: Av = 34,88 cm2  = 19,9 MPa
ov = 1,000
Warunki nośności:
ec =  / oc +  = 5,1 / 1,000 + 130,9 = 135,9 < 215 MPa
 ey =  / ov = 19,9 / 1,000 = 19,9 < 124,7 = 0.58×215 MPa
 2e  3  2e 
135,9 2 + 3×0,0 2 = 135,9 < 215 MPa
Nośność elementów rozciąganych:
xa = 0,000; xb = 9,280.
Siała osiowa:
N = -46,968 kN
Pole powierzchni przekroju:
A = 92,48 cm2.
Nośność przekroju na rozciąganie:
NRt= A fd = 92,48×215×10-1 = 1988,320 kN.
N = 46,968 < 1988,320 = NRt
a = 0,546
b = 0,500
węzły przesuwne 
 = 1,499
lw = 1,499×9,280 = 13,910 m
a = 1,000
b = 1,000
lw = 1,000×9,280 = 9,280 m

dla lo = 9,280
 = 1,000
dla lo = 9,280
- dla wyboczenia skrętnego przyjęto współczynnik długości wyboczeniowej  = 1,000. Rozstaw stężeń
zabezpieczających przed obrotem lo = 9,280 m. Długość wyboczeniowa l = 9,280 m.
Siły krytyczne:
Nz 
1
20,1²
Nx 
 2 EJ 3,14²×205×34433,7 -2
10 = 3600,527 kN

13,910²
lw 2
Ny 
 2 EJ 3,14²×205×2766,7 -2
10 = 650,041 kN

9,280²
lw 2

1   2 EJ

 GJT  
2
2
is  l

10
( 3,14²×205×1,39E+06
9,280²
-2
) = 1512,221 kN
+ 80×35,3×10 2
Nośność przekroju na ściskanie
xa = 0,000; xb = 9,280
NRC =  A fd = 0,81892,521510-1 = 1626,446 kN
Określenie współczynników wyboczeniowych:
- dla Nx   1,15
NRC / Nx  1,15×
1626,446 / 3600,527 = 0,776
 Tab.11 b 
 = 0,795
- dla Ny   1,15 NRC / Ny  1,15×
1626,446 / 650,041 = 1,827
 Tab.11 c 
 = 0,251
- dla Nz   1,15 NRC / Nz  1,15×
1626,446 / 1512,221 = 1,193
 Tab.11 c 
 = 0,462
Przyjęto:
 =  min = 0,251
Warunek nośności pręta na ściskanie (39):
N
46,968

= 0,115 < 1
 NRc 0,251×1626,446
Zwichrzenie
Współrzędna punktu przyłożenia obciążenia ao = 0,00 cm. Różnica współrzędnych środka ścinania i
punktu przyłożenia siły as = 0,00 cm. Przyjęto następujące wartości parametrów zwichrzenia: A1 = 0,000,
A2 = 0,000, B = 0,000.
Ao = A1 by + A2 as = 0,000 ×0,00 + 0,000 ×0,00 = 0,000
Mcr   Ao Ny  ( Ao Ny ) 2  B 2 is 2 NyNz 
0,000×650,041 +
(0,000×650,041) 2 + 0,0002×0,201 2×650,041×1512,221 = 0,000
Przyjęto, że pręt jest zabezpieczony przed zwichrzeniem:  L = 0.
xa = 0,000; xb = 9,280
- względem osi X
MR =  Wc fd = 1,0001497,121510-3 = 321,881 kNm
Współczynnik zwichrzenia dla  L = 0,000 wynosi L = 1,000
N
 Mx = 46,968 + 195,921
= 0,638 < 1
N Rc L MRx 1626,446 1,000×321,881
Nośność (stateczność) pręta ściskanego i zginanego
Składnik poprawkowy:
Mx max = 195,921 kNm
x  1,25 x x 2
x = 1,000
x Mx max N
1,000×195,921 46,968
 1,25×0,563×1,136 2
×
= 0,021
222,622
1781,920
MRx
NRc
x = 0,021
My max = 0
Warunki nośności (58):
- dla wyboczenia względem osi X:
y = 0
N
x Mx max
46,968
1,000×195,921


+
= 0,927 < 0,979 = 1 - 0,021
0,563×1781,920 1,000×222,622
x NRc
L MRx
- dla wyboczenia względem osi Y:
N
x Mx max
46,968
1,000×195,921


+
= 0,993 < 1,000 = 1 - 0,000
0,233×1781,920 1,000×222,622
y NRc
L MRx
xa = 0,000; xb = 9,280.
- wzdłuż osi Y
VR = 0,58 pv AV fd = 0,58×1,000×34,9×215×10-1 = 434,954 kN
Vo = 0,3 VR = 130,486 kN
Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y:
V = 69,482 < 434,954 = VR
xa = 0,000; xb = 9,280.
Vy = 69,482 < 130,486 = Vo
MR,V = MR = 321,881 kNm
N
Mx

 46,968 + 195,921 = 0,638 < 1
N Rc MRx , V 1626,446 321,881
Nośność przekroju na ścinanie z uwzględnieniem siły osiowej:
xa = 0,000, xb = 9,280.
- dla ścinania wzdłuż osi Y:
V = 69,482 < 434,772 = 434,954×
 VR
1 - ( 46,968 / 1626,446 ) 2
2
1   N NRc  VR , N
xa = 0,000; xb = 9,280.
kc  ( 15  25
tf 215
co
)
 ( 15 + 25× 124,0 ) ×
436,0
hw
tw fd
12,0×215
= 27,079
8,0×215
kc  co / tw = 124,0 /8,0 = 15,500
Warunek dodatkowy:
kc  20
215
 20×
fd
215
= 20,000
215
Siła może zmieniać położenie na pręcie.
c = 1,25 - 0,5 c / fd = 1,25 - 0,5×129,1 / 215 = 0,950
PR,c = kc tw2 c fd = 15,500×(8,0)2×0,950×215×10-3= 202,558 kN
P = 0,000 < 202,558 = PR,c
Złożony stan środnika
xa = 0,000; xb = 9,280.
Siły przekrojowe przypadające na środnik i nośności środnika:
Nw
= -17,715
NRw
= 613,110
kN
Mw
= 31,439
MRw
= 54,494
kNm
V
= 69,482
VR
= 434,954
kN
P
= 0,000
PRc
= 202,558
kN
Przyjęto, że zastosowane zostaną żebra w miejscu występowania siły skupionej (P = 0).
Współczynnik niestateczności ścianki wynosi: p = 1,000.
(
Nw
Mw
P 2
Nw
Mw P
V


)  3 p (

)
 ( )2 
NRw MRw PRc
NRw MRw PRc VR
(
17,715 31,439
0,000 2
17,715 31,439 0,000
69,482 2
+
+
) - 3×1,000×(
+
)
+ (
) = 0,393 < 1
613,110 54,494 202,558
613,110 54,494 202,558
434,954
Ugięcia względem osi Y liczone od cięciwy pręta wynoszą:
amax = 7,5 mm
agr = l / 250 = 9280 / 250 = 37,1 mm
amax = 7,5 < 37,1 = agr
Pręt nr 1
Zadanie: rama3
Przekrój:
Y
Wymiary przekroju:
x
X
380,0
h=380,0 g=8,0 s=240,0 t=12,0
Jxg=22515,8 Jyg=2766,3 A=86,08 ix=16,2 iy=5,7
Jw=936050,7 Jt=33,9 is=17,1.
Materiał: St3S (X,Y,V,W) Wytrzymałość
fd=215MPa dla g=12,0.
y
240,0
Siły przekrojowe:
xa = 6,220; xb = -0,000.
Mx = 195,921kNm,
Vy = -31,499kN, N = -77,728kN,
Naprężenia w skrajnych włóknach: t = 122,5 MPaC = -139,3 MPa
Stateczność lokalna.
xa = 6,220; xb = -0,000.
Przekrój spełnia warunki przekroju klasy 4
Rozstaw poprzecznych usztywnień ścianki a = 6220,0 mm.
Warunek stateczności ścianki dla ścianki najbardziej narażonej na jej utratę (9):
C / pfd = 0,632 < 1
Przyjęto, że przekrój wymiarowany będzie w stanie krytycznym.
Współczynniki redukcji nośności przekroju:
- dla zginana względem osi X:
x = p = 1,000
- dla ściskania:
o = p = 0,818
Naprężenia:
xa = 6,220; xb = -0,000.
Naprężenia:
- normalne:
 = -8,4  = 130,9 MPa oc = 1,000
- ścinanie wzdłuż osi Y: Av = 34,88 cm2  = 9,0 MPa
ov = 1,000
Warunki nośności:
ec =  / oc +  = 8,4 / 1,000 + 130,9 = 139,3 < 215 MPa
ey =  / ov = 9,0 / 1,000 = 9,0 < 124,7 = 0.58×215 MPa
 2e  3  2e 
139,3 2 + 3×0,0 2 = 139,3 < 215 MPa
Nośność elementów rozciąganych:
xa = 0,000; xb = 6,220.
Siała osiowa:
N = -82,523 kN
Pole powierzchni przekroju:
A = 86,08 cm2.
Nośność przekroju na rozciąganie:
NRt= Afd = 86,08×215×10-1 = 1850,720 kN.
N = 82,523 < 1850,720 = NRt
a = 1,000
b = 0,624
węzły przesuwne 
 = 2,777
dla lo = 6,220
lw = 2,777×6,220 = 17,273 m
a = 1,000
b = 1,000
lw = 1,000×6,220 = 6,220 m

 = 1,000
dla lo = 6,220
- dla wyboczenia skrętnego przyjęto współczynnik długości wyboczeniowej  = 1,000. Rozstaw stężeń
zabezpieczających przed obrotem lo = 6,220 m. Długość wyboczeniowa l = 6,220 m.
Siły krytyczne:
Nx 
 2 EJ 3,14²×205×22515,8 -2
10 = 1526,895 kN

17,273²
lw 2
Ny 
 2 EJ 3,14²×205×2766,3 -2
10 = 1446,689 kN

6,220²
lw 2

1   2 EJ
Nz  2 

GJ
T 
is  l 2

1
17,1²
10
( 3,14²×205×936050,7
6,220²
-2
) = 2590,863 kN
+ 80×33,9×10 2
Nośność przekroju na ściskanie
xa = 0,000; xb = 6,220
NRC= A fd = 0,96286,121510-1 = 1780,393 kN
Określenie współczynników wyboczeniowych:
- dla Nx   1,15
NRC / Nx  1,15×
1780,393 / 1526,895 = 1,247
 Tab.11 b 
 = 0,500
- dla Ny   1,15 NRC / Ny  1,15×
1780,393 / 1446,689 = 1,281
 Tab.11 c 
 = 0,422
- dla Nz   1,15 NRC / Nz  1,15×
1780,393 / 2590,863 = 0,953
 Tab.11 c 
 = 0,588
Przyjęto:
=  min= 0,422
Warunek nośności pręta na ściskanie (39):
N
82,523

= 0,110 < 1
 NRc 0,422×1780,393
Zwichrzenie
Współrzędna punktu przyłożenia obciążenia ao = 0,00 cm. Różnica współrzędnych środka ścinania i
punktu przyłożenia siły as = -0,00 cm. Przyjęto następujące wartości parametrów zwichrzenia: A1 = 0,000,
A2 = 0,000, B = 0,000.
Ao = A1by + A2 as = 0,000 ×0,00 + 0,000 ×-0,00 = 0,000
Mcr   Ao Ny  ( Ao Ny ) 2  B 2 is 2 NyNz 
0,000×1446,689 +
(0,000×1446,689) 2 + 0,000 2×0,171 2×1446,689×2590,863 = 0,000
Przyjęto, że pręt jest zabezpieczony przed zwichrzeniem:  L = 0.
xa = 6,220; xb = -0,000
- względem osi X
MR = Wcfd = 1,0001497,121510-3 = 321,881 kNm
Współczynnik zwichrzenia dla  L = 0,000 wynosi L= 1,000
N
 Mx = 77,728 + 195,921
= 0,656 < 1
N Rc L MRx 1626,446 1,000×321,881
Nośność (stateczność) pręta ściskanego i zginanego
Składnik poprawkowy:
Mx max = 195,921 kNm
x  1,25 x x 2
x = 1,000
x Mx max N
1,000×195,921 82,523
 1,25×0,500×1,247 2
×
= 0,035
254,784
1780,393
MRx
NRc
x = 0,035
My max = 0
Warunki nośności (58):
- dla wyboczenia względem osi X:
y = 0
N
x Mx max
82,523
1,000×195,921


+
= 0,862 < 0,965 = 1 - 0,035
0,500×1780,393 1,000×254,784
x NRc
L MRx
- dla wyboczenia względem osi Y:
N
x Mx max
82,523
1,000×195,921


+
= 0,879 < 1,000 = 1 - 0,000
0,422×1780,393 1,000×254,784
y NRc
L MRx
xa = 0,000; xb = 6,220.
- wzdłuż osi Y
VR= 0,58 pvAVfd = 0,58×1,000×28,5×215×10-1 = 355,146 kN
Vo= 0,3 VR= 106,544 kN
Warunek nośności dla ścinania wzdłuż osi Y:
V = 31,499 < 355,146 = VR
xa = 6,220; xb = -0,000.
Vy = 31,499 < 130,486 = Vo
MR,V = MR = 321,881 kNm
N
Mx

 77,728 + 195,921 = 0,656 < 1
N Rc MRx , V 1626,446 321,881
Nośność przekroju na ścinanie z uwzględnieniem siły osiowej:
xa = 6,220, xb = -0,000.
- dla ścinania wzdłuż osi Y:
V = 31,499 < 434,457 = 434,954×
 VR
1 - ( 77,728 / 1626,446 ) 2
2
1   N NRc  VR , N
xa = 0,000; xb = 6,220.
kc  ( 15  25
tf 215
co
)
 ( 15 + 25× 124,0 ) ×
356,0
hw
tw fd
12,0×215
= 29,036
8,0×215
kcco/ tw = 124,0 /8,0 = 15,500
Warunek dodatkowy:
kc 20
215
 20×
fd
215
= 20,000
215
Siła może zmieniać położenie na pręcie.
c = 1,25 - 0,5 c / fd = 1,25 - 0,5×9,6 / 215 = 1,000
PR,c = kc tw2cfd = 15,500×(8,0)2×1,000×215×10-3= 213,280 kN
P = 0,000 < 213,280 = PR,c
Złożony stan środnika
xa = 6,220; xb = -0,000.
Siły przekrojowe przypadające na środnik i nośności środnika:
Nw
= -29,316
NRw
= 613,110
kN
Mw
= 31,439
MRw
= 54,494
kNm
V
= -31,499
VR
= 434,954
kN
P
= 0,000
PRc
= 200,909
kN
Przyjęto, że zastosowane zostaną żebra w miejscu występowania siły skupionej (P = 0).
Współczynnik niestateczności ścianki wynosi: p= 1,000.
(
(
Nw
Mw
P 2
Nw
Mw P
V


)  3 p (

)
 ( )2 
NRw MRw PRc
NRw MRw PRc VR
29,316 31,439
0,000 2
29,316 31,439 0,000
31,499 2
+
+
) - 3×1,000×(
+
)
+ (
) = 0,396 < 1
613,110 54,494 200,909
613,110 54,494 200,909
434,954
Ugięciawzględemosi Y liczoneodcięciwyprętawynoszą:
amax = 6,9 mm
agr = l / 250 = 6220 / 250 = 24,9 mm
amax = 6,9 < 24,9 = agr
Przyjęto ramę główną o rozpiętości L = 18,00 m, słupa i rygla zmienny, stal 18G2A (S355JR).
2 FUNDAMENTY
Na podstawie Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Przestrzennej z dnia
25.04.2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych,
projektowany obiekt zaliczono do pierwszej kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego, dla którego
wystarcza jakościowe określenie właściwości gruntów.
Dokumentacja geotechniczna określająca warunki posadowienia projektowanego budynku magazynowego
na działce nr 28/28 w Chrząstowie, gm. Nakło nad Notecią została opracowana przez Pracownię
Geologiczną „Gruntownia”, ul. Hallera 5/7, 85-795 Bydgoszcz i stanowi załącznik do dokumentacji. W
miejscu projektowanego budynku magazynowego, na podstawie powyższych badań geologicznych,
stwierdzono następujące warunki geotechniczne: do 1,00 m poniżej poziomu gruntu występują gliny
piaszczyste, o stopniu plastyczności IL =0,40. Woda nawiercona na głębokości 2,5-3,3 m.
FUNDAMENT 1. STOPA PROSTOKĄTNA
Nazwa fundamentu: stopa prostokątna
Skala 1 : 50
z [m]
Stan istniejący
Projekt
0,00
0,16
0
x
0,40
z
1,16
1
Gp
Gp
2,00
2
x
1,50
y
2,00
1. Podłoże gruntowe
1.1. Teren
Istniejący względny poziom terenu: zt = 0,16 m,
Projektowany względny poziom terenu: ztp = 0,00 m.
1.2. Warstwy gruntu
Lp.
Poziom stropu
1
[m]
0,16
Grubość warstwy
[m]
nieokreśl.
2. Konstrukcja na fundamencie
Typ konstrukcji: słup prostokątny
Wymiary słupa: b = 0,48 m, l = 0,44 m,
Nazwa gruntu
Glina piaszczysta
Poz. wody grunt.
[m]
brak wody
Współrzędne osi słupa: x0 = 0,00 m,
y0 = 0,00 m,
Kąt obrotu układu lokalnego względem globalnego:  = 0,000.
3. Obciążenie od konstrukcji
Względny poziom przyłożenia obciążenia: zobc = 0,76 m.
Lista obciążeń:
Lp
Rodzaj
N
Hx
Hy
Mx
My
obciążenia*
[kN]
[kN]
[kN]
[kNm]
[kNm]

[]
1
D
82,5
-31,5
0,0
0,00
0,00
1,20
2
D
19,8
-6,0
0,0
0,00
0,00
1,20
*
D – obciążenia stałe, zmienne długotrwałe,
D+K - obciążenia stałe, zmienne długotrwałe i krótkotrwałe.
4. Materiał
Rodzaj materiału: żelbet
Klasa betonu: B20, nazwa stali: St3S-b,
Średnica prętów zbrojeniowych:
na kierunku x: dx = 12,0 mm, na kierunku y: dy = 12,0 mm,
Kierunek zbrojenia głównego: x,
Grubość otuliny: 5,0 cm.
W warunku na przebicie nie uwzględniać strzemion.
5. Wymiary fundamentu
Względny poziom posadowienia: zf = 1,16 m
Kształt fundamentu: prosty
Wymiary podstawy: Bx = 2,00 m, By = 1,50 m,
Wysokość: H = 0,40 m,
Mimośrody: Ex = 0,00 m, Ey = 0,00 m.
6. Stan graniczny I
6.1. Zestawienie wyników analizy nośności i mimośrodów
Nr obc.
* 1
2
Rodzaj obciążenia
D
D
Poziom [m]
1,16
1,16
Wsp. nośności
0,23
Wsp. mimośr.
0,26
0,09
0,09
6.2. Analiza stanu granicznego I dla obciążenia nr 1
Wymiary podstawy fundamentu rzeczywistego: Bx = 2,00 m, By = 1,50 m.
Względny poziom posadowienia: H = 1,16 m.
Rodzaj obciążenia: D,
Zestawienie obciążeń:
Obciążenia zewnętrzne od konstrukcji:
siła pionowa: N = 82,50 kN, mimośrody wzgl. podst. fund. Ex = 0,00 m, Ey = 0,00 m,
siła pozioma: Hx = -31,50 kN, mimośród względem podstawy fund. Ez = 0,40 m,
siła pozioma: Hy = 0,00 kN, mimośród względem podstawy fund. Ez = 0,40 m,
moment: Mx = 0,00 kNm, moment: My = 0,00 kNm.
Ciężar własny fundamentu, gruntu, posadzek, obciążenia posadzek:
siła pionowa: G = 84,77 kN/m, momenty: MGx = 0,00 kNm/m, MGy = 0,00 kNm/m.
Uwaga: Przy sprawdzaniu położenia wypadkowej alternatywnie brano pod uwagę obciążenia
obliczeniowe wyznaczone przy zastosowaniu dolnych współczynników obciążenia.
Sprawdzenie położenia wypadkowej obciążenia względem podstawy fundamentu
Obciążenie pionowe:
Nr = N + G = 82,50 + 84,77 | 61,42 = 167,27 | 143,92 kN.
Momenty względem środka podstawy:
Mrx = N·Ey  Hy·Ez + Mx + MGx = 82,50·0,00 - 0,00·0,40 + 0,00 + (0,00) | 0,00 = 0,00 | 0,00 kNm.
Mry = N·Ex + Hx·Ez + My + MGy = -82,50·0,00 + (-31,50)·0,40 + 0,00 + (0,00) | 0,00 = -12,60 | 12,60 kNm.
Mimośrody sił względem środka podstawy:
erx = |Mry/Nr| = 12,60/143,92 = 0,09 m,
ery = |Mrx/Nr| = 0,00/143,92 = 0,00 m.
erx/Bx + ery/By = 0,044 + 0,000 = 0,044 m < 0,167.
Wniosek: Warunek położenia wypadkowej jest spełniony.
Sprawdzenie warunku granicznej nośności fundamentu rzeczywistego
Zredukowane wymiary podstawy fundamentu:
Bx = Bx  2·erx = 2,00 - 2·0,08 = 1,85 m, By = By  2·ery = 1,50 - 2·0,00 = 1,50 m.
Obciążenie podłoża obok ławy (min. średnia gęstość dla pola 1):
średnia gęstość obliczeniowa: D(r) = 1,89 t/m3,
minimalna wysokość: Dmin = 1,16 m,
obciążenie: D(r)·g·Dmin = 1,89·9,81·1,16 = 21,51 kPa.
Współczynniki nośności podłoża:
obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego: u(r) = u(n)·m = 16,30·0,90 = 14,670,
spójność: cu(r) = cu(n)·m = 25,02 kPa,
NB = 0,55 NC = 10,77, ND = 3,82.
Wpływ odchylenia wypadkowej obciążenia od pionu:
tg x = |Hx|/Nr = 31,50/167,27 = 0,19, tg x/tg u(r) = 0,1883/0,2618 = 0,719,
iBx = 0,39, iCx = 0,59, iDx = 0,69.
tg y = |Hy|/Nr = 0,00/167,27 = 0,00, tg y/tg u(r) = 0,0000/0,2618 = 0,000,
iBy = 1,00, iCy = 1,00, iDy = 1,00.
Ciężar objętościowy gruntu pod ławą fundamentową:
B(n)·m·g = 2,10·0,90·9,81 = 18,54 kN/m3.
Współczynniki kształtu:
mB = 1  0,25·By/Bx = 0,80, mC = 1 + 0,3·By/Bx = 1,24, mD = 1 + 1,5·By/Bx = 2,22
Odpór graniczny podłoża:
QfNBx = BxBy(mC·NC·cu(r)·iCx + mD·ND·D(r)·g·Dmin·iDx + mB·NB·B(r)·g·Bx·iBx) = 911,92 kN.
QfNBy = BxBy(mC·NC·cu(r)·iCy + mD·ND·D(r)·g·Dmin·iDy + mB·NB·B(r)·g·By·iBy) = 1468,72 kN.
Sprawdzenie warunku obliczeniowego:
Nr = 167,27 kN < m·min(QfNBx,QfNBy) = 0,81·911,92 = 738,66 kN.
Wniosek: warunek nośności jest spełniony.
7. Wymiarowanie fundamentu
7.1. Zestawienie wyników sprawdzenia stopy na przebicie
Nr obc.
Przekrój
* 1
1
2
1
Siła tnąca
Nośność betonu
V [kN]
22
Vr [kN]
235
5
235
Nośność strzemion
Vs [kN]
-
7.2. Sprawdzenie stopy na przebicie dla obciążenia nr 1
Obciążenia zewnętrzne od konstrukcji zredukowane do środka podstawy stopy:
siła pionowa: Nr = 83 kN,
momenty: Mxr = 0,00 kNm, Myr = -12,60 kNm.
Mimośrody siły względem środka podstawy:
exr = |Myr/Nr| = 0,15 m, eyr = |Mxr/Nr| = 0,00 m.
e
d
N
c
A-A
q1
qc
y
A
A
b
x
B
q2
Przebicie stopy w przekroju 1:
Siła ścinająca: VSd = Ac q·dA = 22 kN.
Nośność betonu na ścinanie: VRd = (b+d)·d·fctd = (0,44+0,34)·0,34·870 = 235 kN.
VSd = 22 kN < VRd = 235 kN.
Wniosek: warunek na przebicie jest spełniony.
7.3. Zestawienie wyników sprawdzenia stopy na zginanie
Nr obc.
* 1
2
Kierunek
Przekrój
Moment zginający
Nośność przekroju
M [kNm]
19
Mr [kNm]
44
x
1
y
1
10
57
x
1
4
44
y
1
2
57
Uwaga: Momenty zginające wyznaczono metodą wsporników prostokątnych.
7.4. Sprawdzenie stopy na zginanie dla obciążenia nr 1 na kierunku x
e
d
N
s
A-A
q1
y
A
x
B
A
qs
b
q2
Zginanie stopy w przekroju 1:
Moment zginający:
MSd = (2·q2 + qs)·B·s2/6 = (2·40+30)·1,50·0,69/6 = 19 kNm.
Konieczna powierzchnia przekroju zbrojenia: As = 2,9 cm2.
Przyjęta powierzchnia przekroju zbrojenia: ARs = 6,8 cm2.
As = 2,9 cm2 < ARs = 6,8 cm2.
Wniosek: warunek na zginanie jest spełniony.
7.5. Sprawdzenie stopy na zginanie dla obciążenia nr 1 na kierunku y
d
N
s
A-A
qs
q2
y
B
A
b
A
q1
x
Zginanie stopy w przekroju 1:
Moment zginający:
MSd = (2·q1 + qs)·B·s2/6 = (2·28+28)·2,00·0,36/6 = 10 kNm.
Konieczna powierzchnia przekroju zbrojenia: As = 1,6 cm2.
Przyjęta powierzchnia przekroju zbrojenia: ARs = 9,0 cm2.
As = 1,6 cm2 < ARs = 9,0 cm2.
Wniosek: warunek na zginanie jest spełniony.
Przyjęto stopy fundamentowe St-1 200x150cm i wysokości 40 cm. Stopy fundamentowe żelbetowe,
wg rysunku rzutu fundamentów, wykonane z betonu B20. Stopy fundamentowe zbrojone krzyżowo
prętami dołem 12co 20 cm, stal A-III /34GS/. Otulenie zbrojenia 5,0 cm. Stopy fundamentowe
wykonać na warstwie chudego betonu B 10, o grubości 10cm.
Przyjęto stopy fundamentowe St-2 100x100cm i wysokości 40 cm. Stopy fundamentowe żelbetowe,
wg rysunku rzutu fundamentów, wykonane z betonu B20. Stopy fundamentowe zbrojone krzyżowo
prętami dołem 12co 20 cm, stal A-III /34GS/. Otulenie zbrojenia 5,0 cm. Stopy fundamentowe
wykonać na warstwie chudego betonu B 10, o grubości 10cm.
...............................................
(opracował)

obliczenia statyczne

Transkrypt

Podobne dokumenty

załącznik1RAMA STALOWA

wiata obliczenia druk!

dodatkowe sprawdzenie nośności przekrojów ramy z uwagi na

Tablice naprężeń dopuszczalnych niektórych gatunków staliw i żeliw

DANE Szkic wiązara Geometria ustroju: Kąt

Przekrój blachownicowy

Nº 2

Kalkulator Elementów Żelbetowych - Wydruk_KEZ_2_1

Przykład pełnej notki obliczeniowej wg EN 1993-1-8