,
AS-Projektowanie kratownic ...AS-Projektowanie kratownic dachowych, Budownictwo - studia, I stopień, III rok, Konstrukcje metalowe
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych SN027a-PL-EU Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych Ten dokument zajmuje się kilkoma specjalnymi przypadkami, jakie mogą występować podczas projektowania kratownic dachowych. Np. jak traktować brak osiowego przekazywania się sił w połączeniach, przyłoŜenie obciąŜeń nie w węzłach konstrukcji, obciąŜenia zmiennoznakowe, itp. Spis treści 1. Wprowadzenie .................................................................................................................. 2 2. Projektowanie pasa górnego ........................................................................................... 2 l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s . 3. Projektowanie pasa dolnego ............................................................................................ 5 4. Projektowanie prętów skratowania.............................................................................. 10 5. Mimośrody ...................................................................................................................... 10 6. Węzły podporowe kratownicy i styki montaŜowe ....................................................... 12 7. Literatura ........................................................................................................................ 13 o 6 a 0 Strona 1 Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych SN027a-PL-EU 1. Wprowadzenie l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s . W tradycyjnej analizie przyjmuje się, Ŝe obciąŜenia przyłoŜone są do węzłów kratownicy, a wszystkie węzły kratownicy są traktowane jak przeguby. ChociaŜ załoŜenie to nie jest do końca prawdziwe, gdyŜ pasy górny i dolny są elementami ciągłymi, a pręty skratowania są zazwyczaj łączone z pasami za pomocą spawania, to jednak siły osiowe w prętach kratownicy są wyznaczane przy załoŜeniu, Ŝe węzły kraty są połączeniami przegubowymi. W sytuacji, gdy pas górny kratownicy jest wykonany z kształtowników charakteryzujących się duŜą wysokością, a wysokość kratownicy jest stosunkowo niewielka, powinno się uwzględniać wpływ momentów zginających, spowodowanych uwzględnieniem w obliczeniach ciągłości pasa kratownicy. NaleŜy jednak zaznaczyć, Ŝe obliczenia uwzględniające ten fakt są w praktyce inŜynierskiej dość rzadko stosowane. Wpływ momentów zginających jest uwzględniany w inny sposób, co zostało przedstawione w prezentowanym przykładzie. Ten dokument dotyczy swobodnie podpartych kratownic dachowych Rys. 2.1. Biorąc pod uwagę załoŜenia przedstawione w poprzednim paragrafie obliczenia statyczne kratownic są zagadnieniem nieskomplikowanym i nie są przedmiotem rozwaŜań w tym dokumencie. NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe obliczenia te mogą się skomplikować, gdy: ¦ Przekrycie dachowe jest zamocowane bezpośrednio do pasa kratownicy lub jeśli w przypadku stosowania płatwi są one zamocowane nie tylko w węzłach kratownicy, ale i pomiędzy nimi, co powoduje pojawienie się momentów zginających w pasie górnym. ¦ Na skutek mimośrodowego połączenia pasów z prętami skratowania, mogą się pojawić dodatkowe momenty zginające, co powinno być uwzględnione podczas obliczeń. ¦ W przypadku dachów charakteryzujących się małym kątem pochylenia połaci, jako jeden z przypadków obciąŜenia wiatrem, moŜe pojawić się obciąŜenie ssaniem wiatru, co powoduje pojawienie się sił ściskających w pasie dolnym kratownicy i konieczność jego projektowania z uwzględnieniem wyboczenia. 2. Projektowanie pasa górnego 2.1 Wprowadzenie o 6 a 0 W przypadku, gdy obciąŜenia przyłoŜone są do węzłów, w pasie górnym kratownicy pojawiają się tylko siły osiowe. Gdy w górnym pasie pojawiają się siły ściskające, wyboczenie tego pasa w płaszczyźnie kratownicy jak i z płaszczyzny kratownicy powinno być brane pod uwagę, o ile pas nie jest zabezpieczony przed wyboczeniem w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kraty. Zgodnie z Annex BB of EN 1993- 1-1 [1], długość wyboczeniowa w płaszczyźnie kratownicy jest równa odległości pomiędzy węzłami w tym pasie. Długość wyboczeniowa z płaszczyzny kratownicy, równa się natomiast rozstawowi płatwi. JeŜeli pas górny kratownicy jest elementem wielogałęziowym, powinien być projektowany zgodnie z zaleceniami zawartymi w Strona 2 Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych SN027a-PL-EU §6.4 of EN1993-1-1 z uwagi na wyboczenie w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kratownicy. PowyŜsze stwierdzenie, Ŝe długość wyboczeniowa z płaszczyzny kratownicy jest równa rozstawowi płatwi, wymaga aby płatwie stanowiły podparcie w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kraty, co znaczy, Ŝe uniemoŜliwia się ich przemieszczanie w tym kierunku. Oznacza to, Ŝe płatwie powinny być usztywnione stęŜeniami w płaszczyźnie dachu i pionowymi tęŜnikami w ścianach. MoŜliwe jest takŜe wykorzystanie pokrycia dachowego, jeŜeli jego sztywność jest wystarczająca do pracy jako przepona i spełnia wymagania odnośnie przekrojów klasy 1 lub 2 zgodnie z EN 1993-1-3 [2]. W SS050 przykłady stabilizacji kratownic zostały przedstawione i wyjaśnione. l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s . JeŜeli pokrycie dachowe jest ułoŜone bezpośrednio na pasie kratownicy (np. arkusze blachy fałdowej ułoŜone bezpośrednio na pasach górnych dźwigarów, tzw. dachy bezpłatwiowe), sprawdzenie nośności pasa ze względu na wyboczenie z płaszczyzny kratownicy moŜe być pominięte, przy spełnieniu wymagań zawartych w EN 1993-1-3 [2]. W idealnym przypadku, gdy na dźwigarze dachowym płatwie zamocowane są w węzłach pasa górnego, tylko nośność elementów obciąŜonych siłami osiowymi powinna być sprawdzona. Taka sytuacja nie zawsze ma miejsce. W przypadku dachów bezpłatwiowych, w których arkusze pokrycia dachowego opierają się bezpośrednio na pasach dźwigarów, pas górny jest nie tylko ściskany, ale równieŜ zginany. Ten sposób obciąŜenia pokazano na Rys. 2.1. Rys. 2.1 Przykładowy dźwigar dachowy, w którym pokrycie dachowe przekazuje obciąŜenie w sposób ciągły bezpośrednio na pas górny. W tym przypadku pas górny dźwigara powinien być traktowany jak belka ciągła obciąŜona momentami zginającymi i siłą osiową. Uproszczony schemat obliczeniowy pokazano na poniŜszym rysunku. Podczas projektowania kratownic mogą z róŜnych powodów wystąpić mimośrody w węzłach pomiędzy pasami i prętami skratowania (Rys. 5.1). Powoduje to powstanie momentów zginających w prętach kratownicy, które naleŜy uwzględniać w trakcie wymiarowania elementów. Zostało to opisane w Rozdziale 5. o 6 a 0 2.2 Przykład schematyczny kratownicy której pas górny jest obciąŜony obciąŜeniem ciągłym Pod uwagę wzięto kratownicę dachową (Rys. 2.1) obciąŜoną obciąŜeniem ciągłym. W celu uproszczenia wzięto pod uwagę tylko środkowy segment kratownicy (Rys. 2.2). Strona 3 Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych SN027a-PL-EU q N N a Rys. 2.2 Segment kratownicy wzięty pod uwagę w rozpatrywanym przykładzie. l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s . Pas górny kratownicy moŜe być traktowany jako belka ciągła obciąŜona siłami ściskającymi na końcach (Rys. 2.3). Jest to oczywiście pewne uproszczenie, a dokładniejsze wyniki obliczeń moŜna otrzymać przy wykorzystaniu obliczeń komputerowych. q × cos a N N q × sin a l Rys. 2.3 Pas górny kratownicy traktowany jako belka obciąŜona siłami ściskającymi na końcach. Biorąc pod uwagę uproszczenie pokazane na Rys. 2.3, wyznaczono rozkład momentów zginających Rys. 2.4. o 6 a 0 Strona 4 Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych SN027a-PL-EU q × cos 12 a × l 2 M = q × cos 24 × l 2 M = Rys. 2.4 Rozkład momentów zginających pomiędzy węzłami pasa górnego kratownicy. l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s . Pas górny powinien być sprawdzony biorąc pod uwagę obciąŜenie siłą ściskającą i momentem zginającym. W tym przypadku, gdy pokrycie dachowe jest zamocowane do górnego pasa kratownicy, jako jego usztywnienie ze względu na wyboczenie w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kratownicy, kształtownik powinien być sprawdzony ze względu na wyboczenie w płaszczyźnie kratownicy, zgodnie z to §6.3 of EN 1993-1-1 [1]. Zaleca się, aby arkusze pokrycia dachowego naleŜały do 1 lub drugiej klasy przekrojów, zgodnie z EN 1993-1-3 [2]. JeŜeli blacha pokrycia zalicza się do klasy 3, nie usztywnia pasa dźwigara w wystarczający sposób. W tym przypadku naleŜy sprawdzić nośność pasa na wyboczenie w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kratownicy. Przedstawiony powyŜej model obliczeniowy, stosuje się równieŜ w przypadku płatwi zamocowanych pomiędzy węzłami pasa górnego kratownicy. W fazie koncepcyjnej projektu, gdy nie znamy dokładnej lokalizacji płatwi, wartość momentu zginającego moŜe być wyznaczona według wzoru wL 2 /6, gdzie L jest odległością pomiędzy węzłami pasa górnego kratownicy, w jest sumą sił skupionych działających na odcinku pomiędzy w/w węzłami, podzieloną przez rozstaw płatwi. 3. Projektowanie pasa dolnego W przypadku, gdy na dźwigar dachowy działa obciąŜenie stałe i zmienne, pas dolny dźwigara jest rozciągany i powinien być wymiarowany ze względu na siły rozciągające. NaleŜy jednak brać pod uwagę fakt, Ŝe z róŜnych powodów mogą wystąpić mimośrody w połączeniach pomiędzy pasem dolnym a prętami skratowania. W tym przypadku naleŜy uwzględnić wpływ pojawiających się momentów zginających na nośność elementów. Zagadnie to zostało opisane w Rozdziale 5. o 6 a 0 W przypadku obciąŜenia wiatrem, bierze się zazwyczaj pod uwagę parcie wiatru, jednak w przypadku dachów o niewielkim kącie nachylenia połaci dachowej, moŜe wystąpić obciąŜenie ssaniem wiatru, a takŜe ciśnienie wewnętrzne co powinno być przeanalizowane w trakcie projektowania kratownicy. Część prętów kratownicy moŜe mieć niewystarczającą nośność, gdy zostanie obciąŜona siłami ściskającymi. Gdy pas dolny kratownicy zostanie obciąŜony siłami ściskającymi, naleŜy brać pod uwagę Strona 5 a [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
Podobne
|