Podstawa słupa

2. Określenie minimalnej powierzchni podstawy.

gdzie:

N

j,Ed

– obliczeniowa siła ściskająca w podstawie słupa (z uwzględnieniem

ciężaru własnego słupa):

w którym:

N

Ed

– obliczeniowa siła ściskająca (zadana w temacie projektu) [N],

H – wysokość słupa [m],

m – masa przekroju sprawdzanego profilu [kg/m],

9,81 – przyspieszenie ziemskie [m/s

2

],

1,35 – współczynnik częściowy dla oddziaływań stałych w kombinacji SGN.

Wskazówka przy wyborze typu blachy czołowej (modelu obliczeniowego):
A

c0

≥ 0,95∙h∙b

f

podstawa o „dużym wysięgu”,

A

c0

< 0,95∙h∙b

f

podstawa o „małym wysięgu”.

jd

Ed

j

c

f

N

A

,

0



35

,

1

81

,

9

,











m

H

N

N

Ed

Ed

j

Rozkład naprężeń dociskowych na szerokości
króćca teowego dla „małego wysięgu” blachy.

l

eff

l

eff

b

eff

b

eff

c

c

c

c

c



c



c



c

Rozkład naprężeń dociskowych na szerokości

króćca teowego dla „dużego wysięgu” blachy.

l

eff

l

eff

b

eff

b

eff

c

c

c

c

c



c



c



c

3. Nośność podstawy słupa przy ściskaniu.

,gdzie:

F

C,Rd

– obliczeniowa nośność przy ściskaniu króćca teowego:

Na nośność podstawy słupa sumują się nośności króćców teowych:
1)

lewego pasa

2)

prawego pasa

3)

środnika





Rd

C

Rd

j

F

N

,

,

eff

eff

jd

eff

jd

Rd

C

l

b

f

A

f

F











,

Wysięg strefy docisku:

,gdzie:

t

p

– grubość blachy podstawy,

f

y

– granica plastyczności stali płyty podstawy,

γ

M0

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa; γ

M0

= 1.

Wysięg strefy docisku zależy od grubości blachy, której początkowo nie znamy.
Ścieżka obliczeń 1:
• Założenie t

p ,

• Obliczenie c,
• Sprawdzenie nośności.
Ścieżka obliczeń 2:
• Wyznaczenie parametrów geometrycznych strefy docisku,
• Wyznaczenie t

p ,

• Sprawdzenie nośności.

0

3

M

jd

y

p

f

f

t

c









3.1 Nośność podstawy przy „małym wysięgu” blachy.



 

 











w

f

f

f

jd

Rd

j

t

c

t

c

h

t

c

t

b

f

N



















2

2

2

2

2

2

,

3.2. Nośność podstawy przy „dużym wysięgu” blachy.







 











w

f

f

jd

Rd

j

t

c

t

c

h

t

c

c

b

f

N



















2

2

2

2

2

2

,

Pola docisku króćców teowych zachodzących na siebie.

duży wysięg blachy

mały wysięg blachy

3.3. Wstępne wyznaczenie strefy docisku

, c > 0, gdzie:

A

AC

B

B

c

2

4

2









Stała

Krótki wysięg

blachy

Duży wysięg blachy

Nie zachodzące na

siebie

króćce teowe

Nie zachodzące na

siebie

króćce teowe

Przewidywane

zachodzenie

na siebie króćców

teowych

A

2

2

2

B

-(b - t

w

+ h)

+(2b - t

w

+ h)

+(b + h)

C

+(N

j,Ed

/2f

jd

) -

(2b·t

f

+ 4t

f

2

+

0,5h·t

w

- t

f

·t

w

)

+(b·t

f

+ 0,5h·t

w

-

t

f

·t

w

)-

(N

j,Ed

/2f

jd

)

+(b·h)/2 -

(N

j,Ed

/2f

jd

)

Sprawdzenie zachodzenia na siebie poszczególnych stref

docisku króćców teowych

Przypadek1
Jeżeli przy krótkim wysięgu, wartość „c” przekracza połowę wysokości środnika,

to należy przyjąć model z dużym wysięgiem.

Przypadek 2
Jeżeli przy dużym wysięgu, „c” przekracza połowę wysokości środnika, to

należy ponownie przeliczyć „c” zgodnie z ostatnią kolumną podanej tabeli.

Nośność podstawy wynosi wtedy:



 







c

h

c

b

f

N

jd

Rd

j

2

2

,















f

t

h

c

2

5

.

0





3.4. Wyznaczenie minimalnej grubości blachy podstawy.

Z przekształcenia wzoru

otrzymujemy:

Przyjmujemy grubość blachy zaokrągloną do typowych grubości blach:
12 (minimum), 14, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 28, 30, 32, 36, 40mm

Dla obliczonego c należy sprawdzić nachodzenie na siebie króćców ściskanych

0

3

M

jd

y

p

f

f

t

c









y

M

jd

p

f

f

c

t

0

min

,

3











0

3

M

jd

y

p

f

f

t

c









3.5. Wyznaczenie rzeczywistego wysięgu strefy docisku

dla przyjętej grubości blachy podstawy t

p

.





f

t

h

c

2

5

.

0





3.6. Sprawdzenie warunku nośności podstawy.

,gdzie:

N

j,Rd

– obliczeniowa nośność podstawy słupa wyznaczona dla rzeczywistego

wysięgu strefy docisku

• Przypadek małego wysięgu

b

p

≥ b + 2t

f

h

p

≥ h + 2t

f

• Przypadek dużego wysięgu

b

p

≥ b + 2c

h

p

≥ h + 2c

Rd

j

Ed

j

N

N

,

,



3.7. Wyznaczenie wymiarów blachy podstawy.

4. Spoiny łączące profil z blachą podstawy.

• Trzon słupa łączymy z blachą poziomą spoinami pachwinowymi.
• Spoiny muszą przenieść:

– 25% wartości obciążenia, gdy zapewnimy pełne przyleganie trzonu słupa

do blachy poziomej poprzez odpowiednią obróbkę mechaniczną (75%
obciążenia przenosi się przez docisk trzonu do blachy),

– 100% wartości obciążenia w pozostałych przypadkach.

• Warunek konstrukcyjny na dobór grubości spoiny pachwinowej:

0.2t

max



a



0.7t

min

oraz a



3mm

t

max

– grubość grubszego z łączonych elementów,

t

min

– grubość cieńszego z łączonych elementów.

Uwaga: warunek konstrukcyjny należy wykonać dla spoiny łączącej środnik

słupa z blachą poziomą oraz dla spoiny łączącej półki słupa z blachą poziomą.

Zaleca się projektować spoiny o tej samej grubości.

4.1. Przyjęcie grubości spoin.

4.2. Wyznaczenie pola powierzchni spoin.

A

w

= ∑a l

eff

Uwaga:
Łączne pole spoin nie uwzględnia
odcinków na czołach grubości
pasów oraz pomijając zaokrąglenia.

4.3. Wyznaczenie naprężeń normalnych w spoinie.

w

Ed

j

A

N

,





oraz

(4.1)

gdzie:

f

u

– nominalna wytrzymałość na rozciąganie słabszej z łączonych części,

γ

M2

– współczynnik częściowy dla nośności spoin; γ

M2

= 1,25,

β

w

– współczynnik korelacji wg Tablicy 4.1 zależny od gatunku stali.

Uwaga: Blachę podstawy projektujemy z gatunku stali przyjętego dla profilu
słupa.

2















0



II



4.5. Sprawdzenie nośności spoiny pachwinowej.





2

2

2

2

3

M

w

u

II

f























2

9

,

0

M

u

f







