obliczenia konstrukcyjne

Obliczenia konstrukcyjne
Budynek Ochotniczej Straży Pożarnej w Tolkmicku
Inwestor: Urząd Miasta i Gminy Tolkmicko
Opracował: inż. Bogusław Kwaśnicki
Obliczenia wykonano dla:
-
III strefy śniegowej
w/g
II strefy wiatrowej
w/g
Obciążenia stałe
w/g
Obciążenia zmienne
w/g
Obciążenia budowli
w/g
Posadowienie budowli w/g
Konstrukcje murowe
w/g
Konstrukcje drewniane w/g
Konstrukcje żelbetowe w/g
Posadowienie budowli w/g
PN – EN 1991-1-3
PN – 77/B – 02011
PN – 82/B – 02001
PN – 82/B – 02003
PN – 82/B – 02000
PN – 81/B – 03020
PN /B – 03002; 1999
PN/B – 03150; 2000
PN/B – 03264; 2002
PN-81/B – 03020
1. Obliczenie płyty żelbetowej stropodachu
1.1. Obciążenie stropodachu
Obc. char.
kN/m2
Współcz.
Obc. oblicz.
kN/m2
- stropodach płyta żelbetowa gr 15 cm
0,15 x 25,0 x 1,0
3,75
1,2
4,50
- styropian śr. 60 cm
0,60 × 0,45
0,27
1,3
0,35
- wylewka betonowa
0,05 x 21,0 x 1,0
1,05
1,3
1,37
- 2xpapa termozgrzewalna
2 x 0,05
0,10
1,3
0,13
-tynk od spodu
19,0 x 0,015
0,29
1,3
0,37
- obciążenie śniegiem
1,20 x 0,8 x 2,5
2,40
1,5
3.60
Razem
qk = 7,86 kN/m
qd = 10,32 kN/m
1.2. Obliczenie sił i momentów w stropodachu
MB = -0,1ql 2 = -0,1 x 10,32 x 4,682 = - 22,60 kNm
MAB = 0,08ql2 = 0,08 x 10,32 x 4,682 = 18,08 kNm
VL = 0,6ql = 0,6 x 10,32 x 4,68 = 28,98 kN
1.3. Wymiarowanie płyty stropodachowej
•
Przyjęto beton B – 20 , fcd = 10,6 MPa ,
stal AIII (34GS) , fyd = 350 MPa
Przyjęto przekrój b=100 cm , h=15 cm , cmin=20 mm , c=25 mm,
a1=12 x 0,5 +6 + 25 = 37 mm, d = 150- 37 = 113 mm
zbrojenie górne
M B , Sd
µ =
2
b × d × f cd
A1B =
•
•
=
M B , Sd
ς ×d × f
2260
= 0,167 → ς = 0,904
100 × 11,3 2 × 1,06
2260
= 6,32cm2
0,904 × 11,3 × 35
yd
Przyjęto zbrojenie 6 φ 12 (φ 12 co 15 cm) → A1B = 6,78 cm2
Przyjęto strzemiona φ 8 rozstaw co 20 cm
zbrojenie dolne
µ =
M B , Sd
b×d
A1B =
2
× f cd
M B , Sd
ς ×d × f
=
1808
= 0,134 → ς = 0,923
100 × 11,3 2 × 1,06
1808
= 4,95cm2
0,923 × 11,3 × 35
yd
•
•
Przyjęto zbrojenie 5 φ 12 (φ 12 co 20 cm) → A1B = 5,65 cm2
Przyjęto strzemiona φ 8 rozstaw co 20 cm
2. Obliczenie podciągu P-1
qk = 7,86 x 4,68 = 36,78 kN/m
qd = 10,32 x 4,68 = 48,30 kN/m
2.1. Obliczenie sił i momentów w podciągu
MB = -0,125ql 2 = -0,125 x 48,30 x 4,972 = - 149,13 kNm
MAB = 0,07ql2 = 0,07 x 48,30 x 4,972 = 83,51 kNm
VL = 0,625ql = 0,625 x 48,30 x 4,97 = 150,03 kN
VP= = 0,375ql = 0,375 x 48,30 x 4,97 = 90,02 kN
2.2. Wymiarowanie podciągu P-1
•
Przyjęto beton B – 20 , fcd = 10,6 MPa ,
stal AIII (34GS) , fyd = 350 MPa
Przyjęto przekrój b=30 cm , h=50 cm , cmin=20 mm , c=25 mm,
a1=20 x 0,5 +8 + 25 = 43 mm, d = 500- 43 = 457 mm
zbrojenie górne
M B , Sd
µ =
2
b × d × f cd
A1B =
M B , Sd
ς ×d × f
=
14913
= 0,225 → ς = 0,867
30 × 45,7 2 × 1,06
14913
= 10,75cm2
0,867 × 45,7 × 35
yd
•
•
Przyjęto zbrojenie 4 φ 20 → A1B = 12,57 cm2
Przyjęto strzemiona φ 8 rozstaw co 20 cm
zbrojenie dolne
µ =
M B , Sd
b×d
A1B =
•
•
2
× f cd
M B , Sd
ς ×d × f
8351
= 0,126 → ς = 0,927
30 × 45,7 2 × 1,06
=
8351
= 5,63cm2
0,927 × 45,7 × 35
yd
Przyjęto zbrojenie 2 φ 20 → A1B = 6,28 cm2
Przyjęto strzemiona φ 8 rozstaw co 20 cm
Strefa ścinania przy podporze skrajnej
k = 1,6-d >1,0
k = 1,6 – 0,457 = 1,143
ρL =
AsL
bw × d
=
0,000628
= 0,00458 < 0,01
0,30 × 0,457
V Rd1 = 0,35k fctd (1,2+40ρL) bw d = 0,35 x 1,143 x 0,87 (1,2 + 40 x 0,00458 ) 0,30 x 0,457
= 0,066 MN = 66,0 kN
a w1 =
90,02 − 66,0
= 0,50 m
48,30
VSdd = 90,02 – 48,3 (0,457 + 0,5x 0,24) = 62,15 kN < VRd1 = 66,0 kN
v = 0,6(1-fck/250) =0,6(1 – 16/250) = 0,5616
V Rd2 = 0,5 v f cd bw z = 0,5 x 0,5616 x 10,6 x 0,30 x 0,457 = 0,408MN = 408,0 kN
Strefa ścinania przy podporze pośredniej
ρL =
AsL
bw × d
=
0,001257
= 0,00917 < 0,01
0,30 × 0,457
V Rd1 = 0,35k fctd (1,2+40ρL) bw d = 0,35 x 1,143 x 0,87 (1,2 + 40 x 0,00917 ) 0,30 x 0,457
= 0,0748 MN = 74,8 kN
a w2 =
150,03 − 74,8
= 1,56 m
48,30
VSdd = 150,03– 48,3 (0,457 + 0,5x 0,24) = 122,16 kN > VRd1 = 74,8 kN
Asw1 = 1,01 cm2
=
kt =
A
sw1
× f ywd1
Vsd d
s1
0,000101 × 210
= 0,284
0,0748
=
=0,4
s1 = 0,9 x 45,7 x 0,4 = 16,5 cm
0,9d
Przyjęto strzemiona co 15 cm
kc = 2,81
VRd2 = 0,9 kc bw d = 0,9 x 2,81 x 0,30 x 0,457 = 0,3467 MN = 346,7 kN
V Rd2 = 0,5 v f cd bw z = 0,5 x 0,5616 x 10,6 x 0,30 x 0,457 = 0,408MN = 408,0 kN> VL=
150,03kN
3. Obliczenie podciągu P-2
qk = 7,86 x 4,68 = 36,78 kN/m
qd = 10,32 x 4,68 = 48,30 kN/m
3.1. Obliczenie sił i momentów w podciągu
MAB = 0,125ql2 = 0,125 x 48,30 x 4,202 = 106,5 kNm
VL = 0,5ql = 0,5 x 48,30 x 4,2 = 101,4 kN
3.2. Wymiarowanie podciągu P-2
zbrojenie dolne
µ =
M B , Sd
b×d
A1B =
•
2
=
× f cd
M B , Sd
ς ×d × f
10650
= 0,160 → ς = 0,906
30 × 45,7 2 × 1,06
10650
= 7,35cm2
0,906 × 45,7 × 35
yd
Przyjęto zbrojenie 3 φ 20 → A1B = 9,43 cm2
Strefa ścinania przy podporze
ρL =
AsL
bw × d
=
0,000943
= 0,0069 < 0,01
0,30 × 0,457
V Rd1 = 0,35k fctd (1,2+40ρL) bw d = 0,35 x 1,143 x 0,87 (1,2 + 40 x 0,0069 ) 0,30 x 0,457 =
0,0704 MN = 70,4 kN
a w1 =
101,4 − 70,4
= 0,64 m
48,30
VSdd = 101,4– 48,3 (0,457 + 0,5x 0,24) = 73,53 kN > VRd1 = 70,4 kN
Asw1 = 1,01 cm2
=
kt =
A
sw1
× f ywd1
Vsd d
s1
=
=0,3
0,000101 × 210
= 0,301
0,0704
s1 = 0,9 x 45,7 x 0,3 = 12,3 cm
0,9d
Przyjęto strzemiona co 12 cm
kc = 3,00
VRd2 = 0,9 kc bw d = 0,9 x 3,00 x 0,30 x 0,457 = 0,3702 MN = 370,2 kN >VL = 101,4 kN
4. Obliczenie stopy fundamentowej S-1
4.1. Zestawienie obciążeń
- nacisk od słupa
105,03 x 2
-ciężar własny słupa
4,50 x 0,30 x 0,30 x 24,0 x 1,1
- ciężar własny stopy
1,2 x 1,2 x 1,00 x 24,0 x 1,1
N=
210,06 kN
10,69kN
38,02 kN
258,77 kN
4.2. Nacisk stopy fundamentowej na grunt
Przyjęto stopę 150 x 150 cm
qrs =
N
258,77
=
= 179,7 kPa = 0,180 MPa
B × l 1,2 × 1,2
4.3. Odpór jednostkowy podłoża
W poziomie posadowienia występują grunty w postaci piasków drobnych jednorodnych
zaliczanych do pierwszej kategorii geotechnicznej (Id = 0,35)
Z tabeli odczytano
ρ (n) = ρ D(n) = 1,90 t/m3 ; ρ D(r) = 1,90 x 0,9 =1,71 t/m3
Φu(n) = 29,45 0 ; Φu(r) = 29,45 x 09 =26,5 0
ND = 12,52 ; NB = 4,31
(Cu = 0 ;
B
= 1)
L
Odpór charakterystyczny wynosi
qf = 2,5 ND x Dmin x ρD(r) x g + 0,75 N B x B x ρB(r) = 2,5 x 12,52 x 1,0 x 1,71 x 10 + 0,75 x
4,31 x 1,2 x 1,71 x 10 = 535,23 + 66,33 = 601,56 kN/m2
= 0,601 MPa
Odpór obliczeniowy gruntu
m = 0,9 x 0,9 = 0,81
qf = 0,75 x qf(r) x m = 0,75 x 0,601 x 0,81 = 0,365 MP > qrs = 0,180 MP
Nacisk na podłoże nie został przekroczony
5. Obliczenie ławy fundamentowej
5.1. Zestawienie obciążeń
- nacisk od stropodachu
48,30 kN/m
-ciężar własny ściany
4,50 x 0,28 x 19,0 x 1,3
31,12kN/m
- ciężar własny ławy
1,2 x 24,0 x 1,1
31,68 kN/m
N = 111,10 kN/m
5.2. Nacisk ławy fundamentowej na grunt
Przyjęto ławy 120 x 100 cm
qrs =
N
111,10
=
= 92,6 kPa = 0,093 MPa
B × l 1,2 × 1,0
5.3. Odpór jednostkowy podłoża
W poziomie posadowienia występują grunty w postaci piasków drobnych jednorodnych
zaliczanych do pierwszej kategorii geotechnicznej (Id = 0,35)
Z tabeli odczytano
ρ (n) = ρ D(n) = 1,90 t/m3 ; ρ D(r) = 1,90 x 0,9 =1,71 t/m3
Φu(n) = 29,45 0 ; Φu(r) = 29,45 x 09 =26,5 0
ND = 12,52 ; NB = 4,31
(Cu = 0 ;
B
= 0)
L
Odpór charakterystyczny wynosi
qf = 1,0 ND x Dmin x ρD(r) x g + 1,0 N B x B x ρB(r) =1,0 x 12,52 x 1,0 x 1,71 x 10 + 1,0 x 4,31
x 1,2 x 1,71 x 10 = 214,09 + 88,44 = 302,53 kN/m = 0,302 MPa
Odpór obliczeniowy gruntu
m = 0,9 x 0,9 = 0,81
qf = 0,75 x qf(r) x m = 0,75 x 0,302 x 0,81 = 0,183 MP > qrs = 0,093 MP
Nacisk na podłoże nie został przekroczony
Obliczeń dokonał:
Sprawdził :
Sierpień 2011 r.