1a. Ogólna charakterystyka bud. halowego, podział hal:

Budowa: -Układy ryglowo-słupowe(przegubowe, jedno lub wielo), -Układ ramowy (słupy utwierdzone i rygle utwierdzone).

Podział hal ze względu na zastosowanie, transport poziomy: -Hale z transportem podpartym,hale z transportem podwieszonym, hale z transportem podpartym i podwieszonym, hale bez transportu,

z uwagi na obudowę hale dzielimy na: -ocieplone, -nieocieplone, -wiaty(zadaszenie bez ścian).

Ogólny podział hal

a)hale przemysłowe : hale produkcyjne, warsztatowe, zaplecze produkcyjne ale również kotłownie, maszynownie, stalownie, walcownie, -wyposażenie w stałe i ruchome urządzenia potrzebne w procesie technologicznym, -konstrukcja musi zapewnić wprowadzenie zmian technologicznych,

b) użyteczności publicznej :hale sportowe, handlowe, widowiskowe, -przeznaczone na stały lub czasowy pobyt ludzi, -ciekawa architektura jako akcent zabudowy miejskiej,

c) obsługowe : hale dworców,portów lotniczych,stacje obsługi pojazdów,

d) składowe: hale magazynowe związane z transportem itd. wyposażone w urządzenia transportowe związane z konstrukcją hali.

1b.Hale przemysłowe-ogólny opis, El. konstrukcyjne, rodzaje układów poprzecznych, dźwigary dachowe, płatwie, słupy:

O kształcie i wielkości hali decydują:- wymagania eksploatacyjne (projektując opieramy się o założenia technologiczne), - Względy techniczno-ekonomiczne wpływają na schemat statyczny (wybór konstrukcji), siatkę słupów, dobór odpowiednich elementów i ich przekroju, - Na wybór lokalizacji hali i jej konstrukcji mają wpływ wartości plastyczne i ekologiczne, - Głównym ustrojem nośnym jest płaski układ poprzeczny połączony z płatwiami w płaszczyźnie dachu, - Układy poprzeczne: a)słupowo-ryglowe, b)ramowe. Słupy(tak jak rygle):-pełnościenne, -kratowe,

Hale składają się z 6 części które muszą być niezmienne: -poziom terenu(powierzchnia gdzie nie są możliwe przemieszczenia), -Płaszczyzna dachu (stanowić musi sztywną tarczę,zapewniają to połaciowe stężenia płatwiowe), -dwie ściany podłużne (zapewniają statecznośc,stężenia ścienne pionowe), -dwie ściany boczne (zapewniają statecznośc, utwierdzenie słupa w fundamencie). Każdy układ poprzeczny jest statycznie niezmienny (geometrycznie niezmienny).

Dźwigary Dachowe (do 15m): -kratownice o pasach równoległych, stosowane w dachach jednospadowych lub o połaciach poziomych, -kratownice trójkątne dwuspadowe stosowane przy małych rozpiętościach (15m) i wymaganych dużych spadkach 2-35%, -kratownice dwutrapezowe (typu N), -Stężenia pionowe wiązarów nie może przekraczać 15m.

Płatwie dachowe: -Elementy ułożone na górnych pasach wiązarów pokryte są np.blachą , Rodzaje płatwi: -walcowane do 6m IPE,do 9m HEA, -ceowniki. Płatwie kratowe: 1/15-1/25l(rozpiętości),

Słupy ściskane osiowo: Głowica- zapewnienie oparcia elementu na słupie i umożliwienie osiowe przekazanie obciążenia na trzon słupa, Trzon- przekazuje obciążenie z głowicy na podstawę, Podstawa słupa - przekazuje obciążenie na fundament oraz odpowiednie zakotwienie słupa z fundamentem. a)Słupy zamocowane z fundamentem(u=2). b)Słupy zamocowane w fundamencie, górne podparte przegubowo(0,7), c)Słupy z przegubami stałymi u dołu i góry(1), d)Słupy sztywno zamocowane w fundamencie i w głowicy(0,5).

1c. Rodzaje stężeń dachowych i ściennych:

Dachowe Stężenia - Nazwa zależy od kierunku i płaszczyzny w której się znajduje.

Stężenia Pionowe Poprzeczne - przejmują siły wiatru na ściany szczytowe lub świetliki. -zapobiegają wyboczeniu górnego ściskanego pasa wiązara w płaszczyźnie dachu, -przenoszą siły od oddziaływania bocznego ściskanych górnych pasów wiązara, -powinny być stosowane na całej szerokości nawy, co najmniej w 2 skrajnych lub przedskrajnych polach po obu stronach dylatacji i tam gdzie występują pionowe ścienne.

Stężenia połaciowe podłużne: (usytuowane przy okapie), -tworzą z tężnikami poprzecznymi zamkniętą ramę w płaszczyźnie połaci dachowej, -stanowią podporę dla słupków ściany ryglowej, -przekazują obciążenia od parcia wiatru na słupy główne konstrukcji nośnej, -są podporami dla słupów przegubowych głównej konstrukcji nośnych, przenosząc poziome obciążenie na ukł. stężonego w kierunku poprzecznym hali, -Zabezpieczają od utraty stateczności górne pasy podciągów (gdy rozstaw słupów jest większy od rozstawu wiązara),

Dachowe Tężniki Pionowe - Głównym ich zadaniem jest zabezpieczenie poszczególnych dźwigarów dachowych przed skręceniem się, przechyleniem lub wywróceniem, zarówno podczas użytkowania budynku jak w czasie montażu stosujemy je w odstępach nie większej niż 15m. W przypadku hal z suwnicami zwiększamy sztywność dachu.

Stężenia ścienne w kierunku podłużnym: -zapewniają one stateczność w kierunku podłużnym. Jeżeli siły w stężeniach nie zostały dokładnie określone to przekrój stężenia można dobrać na podstawie maksymalnej smukłości λ=l/imin≤250. Stąd imin=l/250.

1d. Obciążenia działające na halę stalową:

Obciążania działające na dach: -Obc. Stałe, -Obc. Zmienne (śnieg,wiatr,suwnicami,wciągnikami), -obc. Wyjątkowe (obc . pyłem).

1e. Konstrukcja dachu: rodzaje pokryć, płatwie, wiązary, podciągi:

Rodzaje pokryć: - Pokrycia Nośne: -W oparciu blachy(fałdowe i trapezowe), -płyty warstwowe, oraz izolacja cieplna i przeciwwilgociowa

Wiązary: jednościenne (jedna płaszczyzna do 24m) oraz dwuścienne(dźwigar, jest sztywny w kierunku poprzecznym do 27m) ,

Płatwie dachowe: -Elementy jednoprzęsłowe lub wieloprzęsłowe do 6,7 m (wolnopodparte) ułożone na górnych pasach wiązarów pokryte są np. blachą ,

Rodzaje płatwi: -walcowane do 6m IPE, do 9m HEA, -ceowniki. Płatwie kratowe: 1/15-1/25l(rozpiętości), W przypadku dłuższych płatwi stosujemy przekroje ażurowe. Płatwie kratowe-h=1/15-1/25 L. Płatwie zetowe: zimno gięte.

Płatwie kratowe można projektować albo jako belki z podwieszeniem albo jako zwyczajne kratownice w których pręty wykonane są z kształtowników lub ze stali okrągłej. Stosując płatwie kratowe jako belki z podwieszeniem, otrzymamy siłę w cięgnie dla liczny przedziałów nie mniejszej od 6 linii wpływowej.

Podciąg-bud. główna belka stropowa, na której w kierunku prostopadłym są oparte inne belki stropowe. Może być stalowy lub żelbetowy. W przypadku konieczności usunięcia fragmentu ściany nośnej belki stropowe należy podeprzeć wykonstruowanym podciągiem. W budownictwie szkieletowym podciąg czasem nazywany jest ryglem.

1f. Sposoby doświetlenia hal - ukształtowanie dachu, świetliki:

Doświetlenie: Przy małych halach - okna ze ścian. Przy halach wielonawowych - dach pilastry (szedowym). W halach dwu- i więcej nawowych z podporami pośrednimi otrzymujemy dachy siodłowe albo też poprzez zaprojektowanie wyższego punktu podparcia w osi środkowej - dachy szedowe. Podział Świetlików: -pionowe, -poziome. Ze względu na usytuowanie świetlików: -kalenicowe (wzdłuż osi podłużnej hali), -gąsienicowe (poprzeczne do osi podłużnej hali).

1g. Ściany Osłonowe: Słupki, rygle, elementy osłonowe:

Słupki oporowe i słupki do których przymocowuje się stężenie pionowe zaleca się dawać o przekroju krzyżowym, gdyż maja większa sztywność niż słupki o przekroju teowym. Rygle(dźwigary dachowe): z uwagi na układ prętów i kształt połaci dachowe dzielimy na: -kratownice o pasach równoległych, (w dachach jednospadowych lub o połaci spadowej). H=(1/8-1/12)L, L=rozpiętość połaci, H=wysokość połaci, L≤36m. -Kratownice trójkątne dwuspadowe, (małe rozpiętości i duże spadki dachowe), >20%-35%,L≤15m, - kratownice dwutrapezowe, (do rozpiętości 36m).Typ W z słupkami, spadek zależy od rodzaju pokrycia dachowego. Typ N i W.

Ściany osłonowe w budynkach o konstrukcji szkieletowej stalowej wykonuje się najczęściej na konstrukcjach wsporczych z rusztu (układ słupków i rygli) stalowych. Do rusztu montuje się: -płyty z blach stalowych z rdzeniem z materiałów izolacyjnych (wełna mineralna, styropian, poliuretan),- blachy stalowe profilowane lub kasety stalowe i blachy stalowe z wypełnieniem przestrzeni między blachami materiałem izolacyjnym,- fasady aluminiowo-szklane.

2a. Zasady obliczeń elementów osiowo ściskanych (tok obliczeń z podstawowymi wzorami i objaśnieniami):

2a. Zasada obliczeń elementów osiowo ściskanych:

W przypadku prętów osiowo ściskanych można pominąć zginanie wywołane ciężarem własnym jeśli iloczyn smukłości względnej pręta w płaszczyźnie pionowej i rzutu poziomego jego długości nie przekracza 6m, smukłość pręta λ≤250. Nośność obliczeniowa przekroju przy osiowym ściskaniu: Nrc jest obliczana wzoru: Nrc=Ψ*A*fd, współczynnik redukcyjny, dla przekrojów klasy 1,2,3 przyjmujemy Ψ=1, a dla klasy 4przyjmuje się wg tabeli z normy. Nrc= nośność obliczeniowa przekroju na ściskanie,A=pole przekroju,fd=wytrzymałośc obliczeniowa stali.

Nośnosc (stateczność) elementów ściskanych osiowo należy sprawdzac wg wzoru: N/Φ*Nrc≤1, Nrc= nośność obliczeniowa przekroju na ściskanie, Φ=współczynnik wyboczeniowy.

2b.Konstrukcja Słupów osiowo obciążonych pojedynczych i złożonych: trzon, podstawa, głowica, przewiązki, skratowanie, kotwy:

Słupy ściskane osiowo: Głowica- zapewnienie oparcia elementu na słupie i umożliwienie osiowe przekazanie obciążenia na trzon słupa, Trzon- przekazuje obciążenie z głowicy na podstawę, Podstawa słupa - przekazuje obciążenie na fundament oraz odpowiednie zakotwienie słupa z fundamentem. a)Słupy zamocowane z fundamentem(u=2). b)Słupy zamocowane w fundamencie, górne podparte przegubowo(0,7), c)Słupy z przegubami stałymi u dołu i góry(1), d)Słupy sztywno zamocowane w fundamencie i w głowicy(0,5).

Trzon Słupa: a)Pełnościenne (jednogałęziowe), b)Wielogałęziowe. Dobór Przekroju: - zachowanie jednakowej sztywności w płaszczyźnie osi głównej przekroju, -rozmieszczenie materiału jak najdalej od środka ciężkości, -pracochłonność wykonania, -łatwość ochrony przed korozją. Przewiązki-łączą gałęzie. Dobór Przewiązki-Umieszcza się regularnie przyjmowane nieparzystą liczbę przedziałów (parzystą liczbę przewiązek). Odstęp przewiązek i1<60imin. Trzony Wielogałęziowe: W trzonach słupów o przekroju złożonych wymagane jest zakładanie poziomych przepon (blachy lub skratowania krzyżowe) w odstępach nie przekraczających 4m, w celu zapewnienia niezmienności kształtu przekroju poprzecznego słupa.

Podstawy Słupów: Konstrukcja podstawy słupa musi być zgodna ze schematu statycznym przyjętym w obliczeniach. Zakotwienie Słupów: -śruby fajkowe (przenoszą obciążenia dzięki przyczepności do betonu lub przez zakotwienie haka w czasie montażu, -śruby płytkowe (przenoszą obciążenia przez docisk płytki oporowej do betonu), -śruby młotkowe (przenoszą obciążenie przez docisk młotka do belki kotwiącej zamocowanej w fundamencie), -śruby rozporowe (przenoszą obciążenie przez tarcie i docisk do betonu), -kotwy wklejane.

Podział Zakotwień ze względu na rodzaj montażu: -osadzone przed montażem (podczas betonowania fundamentu lub uprzednio wykonanych studzienką z ujęciem śrub płytkowych lub fajkowych), - Osadzanie podczas montażu w uprzednio wykonanych studzienkach.

3a. Zasady obliczeń elementów mimośrodowo ściskanych:

Obliczenie elementów ściskanych mimośrodowych (ściskanie i zginanie):

-Elementy pełnościenne o stałym przekroju, dowolnej klasy, obciążenie: N,Mx(względem osi największej bezwzględnej),My(względem osi najmniejszej bezwładności). N/Φi*Nrc+βx*Mxmax/Φα*Mrx+βy*Mymax/Mry≤1-▲i. i=x lub y, ▲= Współczynnik poprawkowy, Nrc= nośność obliczeniowa przekroju na ściskanie, Mrx,y= nośność obliczeniowa na zginanie,

βx,βy= współczynnik korekcyjny.

a) Pręt o węzłach poprzecznych, wzajemnie nieprzesuwnych obciążony elementami w węzłach podporowych: βMmax=0,55*M1+0,45*M2 (moment podstawiamy z jego znakiem), β≥0,4. Pręty o węzłach wzajemnie przesuwnych i nieprzesuwnych.

b) Pręty o węzłach wzajemnie przesuwnych( u>1) jednostronnie lub dwustronnie utwierdzonych: β*Mmax=M1*0,15*m2, β≤1 dla wspornika przyjmujemy 1,

c) Pręt podparty dwustronni, przegubowo (u=1) obciążony poprzecznie między węzłami i ewentualnie momentami w węzłach podporowych: β*Mmax=MaxM {0,4l0≤z≤0,6l0}, β≥0,4,

d) Gdy nie możemy przypasować konstrukcji do żadnego z przypadków to β*Mmax=Mmax.

3b. Kształtowanie trzonów, głowic, podstaw, zakotwienie słupów w fundamentach:

Kształtowanie trzonu zależy od: -wysokości słupa, -sposobu podparcia krańców, -wartości sił pionowych i momentów zginających, -stosunku M/N, -od płaszczyzny działania momentu.

Głowice słupów: -Jeśli oparcie przegubowe to tak jak osiowo ściskany, -jeśli połączenie sztywne to układ ramowy, -jeśli mamy duży moment i siłę osiową to tak jak w podkładzie (dodatkowe zakotwienie słupa w fundamencie).

Styki słupów (trzonów): a)Styki warsztatowe- dominują połączenia spawane,(technologiczne, konstrukcyjne), b)styki montażowe-występują połączenia śrubowe: zwykłe, pasowane, cierne(sprężone),

Podstawy Słupów: Konstrukcja podstawy słupa musi być zgodna ze schematu statycznym przyjętym w obliczeniach, Zakotwienie Słupów: -śruby fajkowe (przenoszą obciążenia dzięki przyczepności do betonu lub przez zakotwienie haka w czasie montażu, -śruby płytkowe (przenoszą obciążenia przez docisk płytki oporowej do betonu), -śruby młotkowe (przenoszą obciążenie przez docisk młotka do belki kotwiącej zamocowanej w fundamencie), -śruby rozporowe (przenoszą obciążenie przez tarcie i docisk do betonu), -kotwy wklejane.

Podział Zakotwień ze względu na rodzaj montażu: -osadzone przed montażem (podczas betonowania fundamentu lub uprzednio wykonanych studzienką z ujęciem śrub płytkowych lub fajkowych), - Osadzanie podczas montażu w uprzednio wykonanych studzienkach.

3c. Styki trzonów słupów - warsztatowe i montażowe:

Styki słupów (trzonów): a)Styki warsztatowe- dominują połączenia spawane,(technologiczne, konstrukcyjne), b)styki montażowe-występują połączenia śrubowe: zwykłe, pasowane, cierne(sprężone)

4a. Zasady obliczeń elementów jedno i dwukierunkowo zginanych:

Nośnośc obliczeniowa przekroju przy jednokierunkowym zginaniu: Mr jest określana: a)Dla przekrojów 1 i 2, Mr=αp*W*fd. αp= obliczeniowy współczynnik rezerwy plastycznej przekroju przy zginaniu, W=wskaźnik wytrzymałości przekroju przy zginaniu sprężystym, b)dla przekrojów klasy (Ψ=1) i 4 (Ψ<1), Mr=Ψ*W*fd. Ψ= współczynnik redukcyjny. c)W przypadku pojedynczych ceowników walcowanych, zginanych w płaszczyźnie środnika lub do niego równoległej, wpływ drugorzędnego skręcania można uwzględniać w sposób przybliżony, Mr,red=W*fd*[0,85-{V/Vr*etw/btf)²],V=siła poprzeczna, Vr= nośnośc obliczeniowa, e= mimośród obciążenia poprzecznego, tw=grubośc srodnika, b,tf= szerokośc i średnia grubość półki.

Nośność (stateczność) elementów jednokierunkowych zginanych należy sprawdzać wg wzoru: M/ΦL*Mr≤1,Mr=nośnośc obliczeniowa przekroju przy zginaniu, ΦL=współczynnik zwichrzenia.

Nośnośc elementów dwukierunkowo zginanych sprawdzamy wg wzoru: N/Nrt+Mx/Φt*Mrx+My/Mry≤1. Mr,v=nośnośc obliczeniowa przekroju przy zginaniu ze scinaniem.

Nośnośc (statecznośc) elementów dwukierunkowo zginanych wg wzoru: Stateczność elementów o przekroju co najmniej monosymetrycznym ściskanych i zginanych jednokierunkowo lub dwukierunkowo należy sprawdzać wg wzoru: N/Φ*Nrc+βx*Mx,max/ΦL*Mrx+βy*My,max/Mry≤1-▲i

4b. Układy belek, zasady rozmieszczenia belek stropowych, kształtowanie belek:

Belki podparte na podciągach nazywamy żebrami. Belki oparte na podporach to belki główne lub podciągi. W konstrukcji rozróżniam układy belek: a) równoległy (rys), dla ciężkich przekryć przy dużym rozstawie, b) Układ belek stropowych, belek poprzecznych lub podłużnych opierających się na ścianach lub słupach (rys).

Rozmieszczenie belek stropowych zależy od rozpiętości i wzajemnej odległości belek, materiału stropu, obciążenia i warunków ekonomicznych. W zależności od wymiarów budynku mogą być różne rozwiązania. Na ogół należy poprzez próby ustalić najkorzystniejsze pod względem ekonomicznym rozmieszczenie belek w stropie.

Kształtowanie Belek-Walcowanie jest obecnie najbardziej rozpowszechnioną metodą kształtowania wyrobów walcowych przez walcowanie materiał staje się bardziej jednorodny, a ponadto zyskuje na wytrzymałości. Stal odlewa się w duże bloki zwane wlewkami. Gdy tylko wlewki wystarczająco stężeją, wyjmuje się je z wlewnic i poddaje przeróbce przez wstępne kucie i walcowanie, i w miarę potrzeby przecina się na odpowiednie kawałki, w ten sposób otrzymuje się z wlewków otrzymuje się tzw. Kęsy o rozmaitych wielkościach zależnie od przeznaczenia. Z kolei kęsy przepuszcza się między odpowiednio ukształtowanymi (kalibrowanymi) walcami, nadając półfabrykatom nadany kształt. Poszczególne typy kształtowników walcuje się w różnych wielkościach.

4c. Połączenie belek z belkami i słupami-śrubowe i spawane, sztywne i przegubowe:

Połączenie belek: -śrubowe(zwykłe, sprężone[cierne lub doczołowe], -spawane (na spoiny pachwinowe lub czołowe, -nitowane

4d. Oparcia belek na podporach: RYSUNEK

5 Blachownice

Blachownice są stosowane jako belki stropów i pomostów silnie obciążonych (są belkami cienkościennymi o dużych wysokościach i małych grubościach-są narażone na utratę stateczności ogólnej-zwichrzenie i stateczności miejscowej). Mogą być belkami jedno- i wieloprzęsłowymi.

Blachownice mogą być wykonane z jednego lub dwóch rożnych gatunków stali. W tym drugim rozwiązaniu stosuje się w pasach stal o zwiększonej wytrzymałości (np. 18G2A), a w środniku — stal niestopową (np. St3S). Belki takie są nazywane hybrydowymi

5a. Zasady Kształtowania optymalnego przekroju poprzecznego:

Polega na ustaleniu optymal­nych wymiarów środnika i pasów, aby zużycie materiału było jak najmniejsze, przy jednoczes­nym zachowaniu warunków wytrzymałości, sta­teczności i sztywności dźwigara.

Orientacyjna wyso­kość jednoprzęsłowej blachownicy spawanej h — (1/10-1/16) l, a w blachownicy wieloprzęsłowej h = (1/12-1/20)l, gdzie l -rozpiętość obliczeniowa belki.

Najmniejszą grubość środnika ( b. chroniona przed atmosf.) się g = 6 mm, a w belkach nie-chronionych g = 7 mm. Szerokość pasów blachownicy przyjmuje się s = h/4, gdzie h — wysokość środnika . Połączenie pasów blachownicy ze środnikiem wykonuje się najczęściej za pomocą spoin pachwinowych ciągłych grubości nie mniejszej niż 3 mm. Pasy i środniki łączy się w stykach warsztatowych za pomocą spoin czołowych

Najmniejszą grubość środnika blachownicy chronionej przed wpły­wami atmosferycznymi przyjmuje się g = 6 mm, a w belkach nie-chronionych g = 7 mm. Szerokość pasów blachownicy przyjmuje się orientacyjnie jako s = h/4, gdzie h -wysokość środnika . Połączenie pasów blachownicy ze środnikiem wykonuje się najczęściej za pomocą spoin pachwinowych ciągłych grubości nie mniejszej niż 3 mm. Pasy i środniki łączy się w stykach warsztatowych za pomocą spoin czołowych

Przekrój blachownicy jednoprzęsłowej można dostosować do wykresu momentów zginających zmieniających się wzdłuż jej osi podłużnej, stosując pasy o zmiennej grubości lub szerokości.

(w odróżnieniu od belek o stałym przekroju pasów). Miejsca zmiany przekroju wyznacza się odpowiednio do wykresu momentów zginających, nakładając nań wykres schodkowy największych momentów przenoszonych przez poszczególne przekroje blachownicy o przekroju zmiennym

5b. Kształtowanie blachownic na długości-zasadności i sposoby zmiany przekroju:

Zmiana przekroju blachownicy na długości: Jeśli realizujemy zmianę przekroju blachownicy: -zmiana grubości pasa, -zmiana szerokości pasa, -zmiana wysokości. Dla rozpiętości większych od 6 m i dla znaczniejszych obciążeń dźwigary walcowane stają się bardzo nieekonomiczne. Zachodzi konieczności stosowania przekrojów wyższych, konstruowanych specjalnie z myślą dostosowania ich do przebiegu momentów zginających w belce.

5d. Żebra usztywniające-rozmieszczanie, kształtowanie i obliczanie:

Miejscowa utrata stateczności blachownicy stalowej dotyczy ścis­kanych części środnika i ewentualnie pasa ściskanego,. Do ograniczenia możliwości utraty stateczności miejs­cowej stosuje się poprzeczne żebra usztywniające środnik i pas blachow­nicy .

W blachownicach wysokich stosuje się czasami również podłużne żebra usztyw­niające dodatkowo środnik w strefie ściskanej.

Zalecenie konstrukcyjne:

a)Żebra usztywniające projektuje się z płaskowników lub kształtowników jako jednostronne lub dwustronne, spawane lub nitowane,

b) Żebra poprzeczne stosuje się w miejscach działania znacznych obciążeń skupionych, na podporach, w strefach węzłów sztywnych a także w innych miejscach gdy zachodzi potrzeba dodatkowego usztywnienia smukłych ścianek,

c) Rozstaw żeber poprzecznych w przęsłach belek o przekroju klasy 4 nie powinien być większy niż podwójna wysokość środnika,

d) Żebra podłużnie stosuje się w przypadku bardzo smukłych środników, lokalnie w ściskanych strefach belek i na całej długości w elementach ściskanych (słupach).

Najważniejsze wzory: -Żeberko nie może być 4 klasy: bs/ts≤14E, -wymiary żeberka: -ts≥2bs
, bs≥(bw/30+40)-żeberko dwustronne, bs≥(bw/24+50)-żeberko jednostronne, - Żeberko nie może wychodzić poza pas, - nie oszczędzamy przy żeberkach podporowych

5f. Blachownice z falistym środnikiem:

Pasy- z bla­chy płaskiej, Środnika z sinusoidalnie sfalowanej cienkiej blachy (grubości 2-3 mm). Elementy te są połączone jednostronną spoiną układaną automatycz­nie. Środnik z blachy falistej odznacza się dużą sztywnością na zginanie w swej płaszczyźnie (żebra poprzeczne są zbyteczne). Kształt fali sinusoidalnej został dobrany tak, aby nie wystąpi­ła utrata stateczności lokalnej środnika przed osiągnięciem w materiale granicy plastyczności stali.

Wysokość środnika b_w przyjmuje się b_w ~ l/25 (gdzie l— rozpiętość rygla). Szerokość pasa dźwigara dobiera się tak, aby jego przekrój był klasy 3. i wyznacza się ze wzoru

p- wysokość fali blachy falistej środnika,

t_{f -}grubość pasa

- Przekrój nie jest w klasie 4, - Cięższy środnik jak w blachach płaskich, - spawanie spoina jednostronną (bardzo silne połączenie), odpowiednio musi być zabezpieczony przed korozją, - nie można nic przyspawać do środnika (brak modyfikacji konstrukcji). Wykonuje się z nich: wiązary, płatwie i słupy. -sposób usytuowania belek w konstrukcjach pokryć w stropach, -belki główne lub podciągi przekazują obc. bezpośrednie na podpory, -belki podparte na podciągach—belki pośrednie

6a. Charakterystyka ogólna i kształtowanie kratownic-typy skratowań, kształty belek, podziały, optymalne wysokości:

Kratownica-prętowy ustrój nośny o geometrycznie niezmiennych układzie prętów prostoliniowych połączonych przegubowo w belkach. Osie pojedynczych prętów przecinają się w środku węzłów. Pręty tworzące kratownice mogą być rozmieszczane w jednej płaszczyźnie i tworzą wtedy kratownice płaskie. W pozostałych przypadkach są to kratownice przestrzenne. Obciążenie zewnętrzne przykłada się do węzłów kratowych. W kratownicach płaskich obciążenia muszą być przekazywane w dźwigarach kratowych. Kratownice płaskie: trapezowe, dwutrapezowe. Typy skratowań: Typu”W”. typu „N”, typu „X”, typu ”W” z słupkami, typu ”K”.

Optymalny kąt nachylenia krzyżulców >35 stopni. Ukształtowanie geometryczne dźwigarów kratowych zależy od: -rodzaju pokrycia dachowego (blacha fałdowa, dachówka, papa bitumiczna)

i wymaganego spadku połaci dostosowanego do rodzaju pokrycia, -środka transportu dźwigarów kratowych z wytwórni na plac budowy oraz gabarytów skrajni drogowej lub kolejowej, -rozpiętości, sposobu podparcia oraz obciążenia i przeznaczenia ustroju. Optymalne wysokości: -Wiązary trójkątne: wysokość h(1/6-1/8)l ze względu na konstrukcję węzła podporowego stosuje się w dachach o pochyleniu <20 stopni. Jeżeli pochylenie jest mniejsze to wiązary trójkątne projektuje się z obniżonym pasem dolnym o h=(1/6-1/8)l. Wysokość wiązarów w kształcie trapezu przyjmuje się (1/7-1/10)l. Długość przedziału pasa górnego (odległość między węzłami) zależy od typu pokrycia i mieści się w granicach 1,5-3,0m. - Wiązar typu pilastego: płaszczyzna pasa górnego pochylona pod kątem 60-90 stopni, jest przeszklona, dzięki czemu szerokość budynku nie jest ograniczona względami oświetlenia. Takie rozwiązanie stosuje się gdy użycie świetlików jest nieekonomiczne.

6b. Założenia obliczeniowe:

Założenia przy obliczaniu kratownic płaskich: a) Pręty połączone w węzłach przegubowych,(stosowanie pasów dodatkowych by zabezpieczyć konstrukcje), b) pręty są wyłącznie proste, c) Osie prętów przechodzące przez środki ciężkości tych prętów pokrywają się z zarysem geometrii kratownicy, d) pręty połączone w węzłach współśrodkowo, e) pręty kratownicy leżą w jednej płaszczyźnie (mają przekrój symetryczny w stosunku do płaszczyzny kratownicy), f) przymocowanie prętów w węzłach jest względne w osi prętów co zapobiega powstawaniu dodatkowych momentów zginających w węźle- obciążenie zewnętrze powoduje tylko siły osiowe. g) Obciążenie zewnętrzne kratownicy przekazywane jest w węzłach (Wprowadzenie dodatkowych skratowań tam gdzie obciążenie).

Projektowanie prętów kratownic płaskich: -z kształtowników walcowanych na gorąco, - zimnogięte, -jeśli duże i ciężkie kratownice to z blachownic , - rury

6c. Zasady doboru i typowe przekroje prętów dla jednościennych i dwuściennych kratownic:

Na górne pasy stosuje się najczęściej przekroje z dwóch kątowników równoramiennych lub nierównoramiennych. Kątowniki nierównoramienne należy ustawić szerszymi półkami w płaszczyźnie dachu w celu powiększenia sztywności pasa względem osi y-y. Jeżeli na pasach między węzłami znajduje się obciążenie to celowe jest umieszczenie półek większych pionowo w celu zwiększenia wskaźnika wytrzymałości względem osi x-x. Krzyżulce i słupki projektuje się zazwyczaj z dwóch kątowników połączonych przewiązkami, uzyskując w ten sposób pręt o przekroju teowym. Słupki oporowe i słupki do których przymocowuje się stężenie pionowe zaleca się dawać o przekroju krzyżowym, gdyż maja większa sztywność niż słupki o przekroju teowym. Przekroje teowe otrzymuje się z przecięcia dwuteownika lub połączenia dwóch blach. Są one korzystne w wiązarach spawanych, ponieważ umożliwiają przyspawanie do ścianki pionowej krzyżulców i słupków bez użycia blach węzłowych. Stosuje się również przekroje pasów z kątowników rozsuniętych, między którymi umieszcza się słupki i krzyżulce wiązara oraz przewiązki z kątowników.

6d. Kształtowanie węzłów belek kratowych:

Konstrukcja węzłów: -Połączenie prętów w węźle powinno być symetryczne, - Nośność połączenie dotyczy nie tylko zastosowania tężników ale również części węzła, - pręty powinny dochodzić jak najbliżej środka węzłów (zwłaszcza pręty ściskane), -należy dążyć do ustalania jak najmniejszych wymiarów węzłów, - pręty ściskane w węźle podporowym należy doprowadzić do osi podpór, - kształt blach węzłowych powinien być w miarę prosty, - blachy węzłowe powinny być płaskie 8-12 mm. Konstrukcja węzłów: - zarys geometryczny kratownicy, - przekrój prętów, - łączniki. a) Naniesienie rysu geometrycznego kratownicy. Połączenie montażowe: - w środku rozpiętości wiązara, - jako połączenie montażowe na śruby.

6e. Typowe węzły podporowe i pośrednie kratownic spawanych, styki montażowe:

Styki montażowe: Połączenie projektuje się na pełna nośnośc pasa, Śrubą M16. Siła/Nośnośc śruby=ilośc śrub. Węzły podporowe: Musi on zapewniać osiowe przemieszczenie siły z kratownic na element podpierający. Usztywnienie blach węzłowych (zapewnienie stateczności). Konstruowanie węzłów: Znany geometryczny układ kratownicy, przekroje prętów, rodzaj i ilość łączników. 1.Naniesienie osi prętów,2.Nanosimy gabaryty pasa dolnego, 3.Gabaryty prętów skratowania (ściskane potem rozciagane). Zakładamy że w pasie dolnym całość wykonujemy na blasze węzłowej. Pas górny nie robimy blachy węzłowej.

6f. Sztywność kratownic. Podniesienie wykonawcze:

Przemieszczenie węzła liczny z wzoru: f=
(metoda dokładna).

Ni= rozwiązanie od obciążeń charakterystycznych, N1i=siła w pręcie i od obciążenia jednostkowego, przyłożonego w węźle, li=długośc teoretyczna i tego pręta, A=przekrój poprzeczny i tego pręta. Wzór dla belki wolnopodpartej: f=5/384*αk*l⁴/E*J2 (metoda przybliżona). Αk=równanie rozłożone obciążenie zastępcze kratownicy, l=rozpiętość obliczeniowa, I2=zastępczy moment bezwładności dźwigara kratownic, I2=0,7. I2=0,7*Ag*Ad/Ag+Ad*e² , Ag=pole powierzchni przekroju poprzecznego pasa górnego,fgi=l/250.

Podniesienie Wykonawcze: Przy rozpiętości 30m, stosuje się podniesienie wykonawcze. Nadajemy kratownicy wstępną strzałkę u góry, Fm=fg+0,5fp. Fp=obciążenie zmienne,Fg=Ugięcie kratownicy od obciążeń stałych.

---