Konstrukcje stalowe

Zagadnienia

Etapy projektowania konstrukcji

stalowych

Stan graniczny nośności
Stan graniczny użytkowania
Oddziaływania
Modelowanie własności

odkształceniowych stali

Przykład zestawienia obciążeń
Normowe kombinacje obciążeń

Metoda stanów granicznych

R

M

M 

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

Kształtowa

nie

To wybór rodzaju, kształtu i wstępnych wymiarów
konstrukcji oraz jej elementów, a także rodzaju materiałów i
połączeń.
Podstawę stanowi znajomość zasad kształtowania
konstrukcji, doświadczenie, „erudycja inżynierska”

Na tym etapie projektowania
inicjatywę przejmują
inżynierowie architekci

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

Analiza

statyczna

Polega na wyznaczeniu rozkładów i wartości sił
wewnętrznych (momentów zginających, sił poprzecznych
lub podłużnych w elementach konstrukcji dla
najniekorzystniejszych układów obciążenia
zewnętrznego.

Podstawę stanowi schemat
statyczny i znajomość zasad
mechaniki budowli

Konstrukcje stalowe

Etapy projektowania konstrukcji stalowych

Wymiarowanie

Ma na celu ustalenie wymiarów poprzecznych przekrojów
elementów konstrukcji tak aby spełnione były warunki
nośności i sztywności.

Podstawę stanowi
znajomość zasad mechaniki
budowli i wytrzymałości
materiałów

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

Stan graniczny

Stan, w którym konstrukcja lub jej element zagraża
bezpieczeństwu bądź przestaje spełniać określone
wymagania użytkowe.

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

Stan graniczny

nośności

 Zniszczenie najbardziej wytężonych przekrojów
elementów konstrukcji.

R

M

M 

R

M

M 

M – największy moment zginający belkę, od jej ciężaru
własnego i obciążenia

użytkowego,

M

R

– nośność przekroju belki, która zależy od wymiarów

tego przekroju i

wytrzymałości materiału.

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

 Utrata stateczności części lub całości konstrukcji.

kr

N

N

kr

N

N 

N – siła ściskająca słup,
N

kr

– siła krytyczna zależna od smukłości słupa i sposobu

zamocowania jego

końców (dla obciążeń

większych od siły krytycznej słup traci stateczność).

Konstrukcje stalowe

Metoda stanów granicznych

Stan graniczny

użytkowania

 Nadmierne przemieszczenia, np. ugięcia konstrukcji
pogarszające komfort użytkowania.

dop

a

a 

a

– maksymalne ugięcie belki (strzałka ugięcia),

a

dop

– ugięcie dopuszczalne ze względu na funkcję

konstrukcji.

a

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

Obciążenia stałe

np. ciężar elementów konstrukcyjnych, warstw
izolacyjnych i wykończeniowych, przegród budowlanych i
stałych elementów wyposażenia.

to obciążenia,
których wartość,
kierunek i
położenie
pozostają
niezmienne w
czasie
użytkowania
budowli

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

Obciążenia

zmienne

np. obciążenia stropów w pomieszczeniach mieszkalnych,
magazynowych lub przemysłowych.

to obciążenia,
które mogą
zmieniać wartość,
kierunek lub
położenie w czasie
użytkowania
budowli

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

Wartości charakterystyczne

obciążeń

Są określone w normach obciążeń (tzw. wartości
normowe) lub są ustalane przez projektanta, np. na
podstawie wymiarów elementów i ciężarów
objętościowych poszczególnych materiałów bądź według
danych producenta.

Wartości charakterystyczne obciążeń uwzględnia się przy
sprawdzaniu stanu granicznego użytkowania

Konstrukcje stalowe

Obciążenia

Wartości obliczeniowe

obciążeń

Uwzględniają różnice w stosunku do wartości
charakterystycznych spowodowane np. niedokładnościami
wykonawczymi.

Wartości obliczeniowe obciążeń uwzględnia się przy
sprawdzaniu stanu granicznego nośności

Konstrukcje stalowe

Modelowanie własności odkształceniowych stali

R

e

– granica plastyczności,

f

y

– nominalna wartość granicy

plastyczności,
E – moduł Younga.

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Zestawić
obciążenia
stałe i zmienne
na jednostkę
długości
(1 m) stalowej
belki stropu
Kleina.

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Rzut stropu wraz
z obszarem
obciążenia
przypadającego
na belkę
pośrednią

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Przekrój stropu Kleina
wraz z zaznaczonymi
warstwami

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

PN-EN 1990:2004, Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji,
PN-EN 1991-1-1:2004, Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje.

Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar

własny, obciążenie użytkowe

w budynkach.

Konstrukcje stalowe

Zestawienie obciążeń (przykład)

Normowe kombinacje obciążeń
(SGN)

kN/m

3

,

10

4

,

2

7

,

0

5

,

1

79

,

5

35

,

1

0

)

1

(

















k

p

k

g

d

p

g

q







kN/m

2

,

10

4

,

2

5

,

1

79

,

5

35

,

1

85

,

0

)

2

(

















k

p

k

g

d

p

g

q







g

= 1,35, współczynnik częściowy dla obciążeń stałych,

uwzględniający niepewność modelu obliczeniowego i odchyłki od
wymiarów,



p

= 1,5, współczynnik częściowy dla obciążeń zmiennych,

uwzględniający niepewność modelu obliczeniowego oraz
możliwość niekorzystnych odchyłek wartości obciążenia od
wartości reprezentatywnych,



0

= 0,7, współczynnik dla wartości kombinacyjnej oddziaływania

zmiennego,



= 0,85, współczynnik redukcyjny dla niekorzystnych obciążeń

stałych.

Konstrukcje stalowe

Wykład dotyczył następujących
zagadnień

Etapy projektowania konstrukcji

stalowych

Stan graniczny nośności
Stan graniczny użytkowania
Oddziaływania
Modelowanie własności

odkształceniowych stali

Przykład zestawienia obciążeń
Normowe kombinacje obciążeń

Koniec

R

M

M 