background image

____________________________ 

                

imię i nazwisko

                                                                                                 Gliwice, dn. 28.02.2012r. 

 sem. IV .   r. akad. 2011/2012 

                      

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH  

Temat:  S T R O P   S T A L O W Y 

    Zaprojektować stalową konstrukcję stropu technologicznego o rzucie jak na rysunku 1, 2 wg 
wariantu I lub II dla następujących danych: 
 
DANE 
    - obciążenie użytkowe:        

                                                 p

k

 =    8   kN/m

2

 , 

    - gatunek stali:                                                                                S235, S275, S355 .  
    - powierzchnia stropu (wg danych z konstrukcji betonowych):    360 m

Wymiary geometryczne wynikłe z doboru rzutu stropu: 
    - rozstaw belek stropowych:                                                

 a =           m, 

    - ilość przedziałów                          

 

 

 

 n = 

    - rozpiętość belek               

 

 

 

 

 b =           m, 

    - rozpiętość podciągów       

 

 

 

 

 l =            m, 

    - wysokość kondygnacji        

 

 

 

 

 H =          m, 

 
    - Strop jest obciążony obciążeniem zmiennym krótkotrwałym  p. 
    - Płytę stropową należy przyjąć jako żelbetową o grubości 8cm. 
    - Belki stropowe należy zaprojektować z dwuteowników walcowanych. 
 
Projekt obejmuje
 : 
1. Zaprojektowanie rzutu stropu na podstawie zadanej powierzchni wg wariantu I lub II. 
2. Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe belki stropowej, podciągu i słupa. 
3. Rysunek  podciągu i belki stropowej wraz z głowicą słupa w skali 1:10. 
    

Warunkiem  zaliczenia  ćwiczenia  jest terminowe  wykonywanie poszczególnych części 

projektu oraz wykazanie się wiadomościami z zakresu wykonywanego ćwiczenia. 

 

NORMY I LITERATURA 

PN-EN 1990  

Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji. 

PN-EN 1991-1-1   Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar 

własny, obciążenia użytkowe w budynkach. 

PN-EN 1991-1-6   Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-6: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania podczas 

wykonywania. 

PN-EN 1993-1-1   Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków. 
PN-EN 1993-1-5   Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-5: Blachownice. 
PN-EN 1993-1-8   Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8: Projektowanie węzłów. 
 
Uwaga:   należy posługiwać się aktualną wersją normy z uwzględnieniem ewentualnych poprawek. Poprawki można pobrać ze 
strony internetowej Polskiego Komitetu Normalizacyjnego: www.pkn.pl   
 
Kozłowski A. i inni: Konstrukcje stalowe. Przykłady obliczeń według PN-EN 1993-1. Cz. 1. Wybrane elementy i połączenia. 
Oficyna wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2009. 
Bródka J. i inni: Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych tom 1. Polskie Wydawnictwo Techniczne,  
2009. 

 

background image

     PLAN OBLICZEŃ STATYCZNO-WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH   

STROPU STALOWEGO   

1. DOBÓR RZUTU STROPU 
2. BELKA STROPOWA (ŻEBRO) 
 2.1. Zestawienie obciążeń. 
 2.2. Przyjęcie przekroju i sprawdzenie nośności. 
 2.3. Sprawdzenie ugięcia. 
3. PODCIĄG 
 3.1. Zestawienie obciążeń. 
 3.2. Obliczenie sił wewnętrznych 
 3.3. Przyjęcie przekroju sprawdzenie ich nośności. 
 3.4. Sprawdzenie ugięcia 
 3.4. Obliczenia spoin łączących pas i środnik, żeberka usztywniające 
 3.5. Połączenie śrubowe belki z podciągiem 
 3.6. Oparcie na słupie zewnętrznym  
 3.7. Oparcie na słupie wewnętrznym 
4.SŁUP JEDNOGAŁĘZIOWY 
 4.1. Zestawienie obciążeń. 
 4.2. Określenie długości wyboczeniowych. 
 4.3. Przyjęcie przekroju słupa i sprawdzenie nośności. 
 4.4. Konstrukcja głowicy słupa. 
 4.5. Konstrukcja podstawy słupa. 
5.SŁUP DWUGAŁĘZIOWY 
 5.1. Zestawienie obciążeń. 
 5.2. Określenie długości wyboczeniowych. 
 5.3. Przyjęcie przekroju słupa i sprawdzenie nośności. 
 5.4. Obliczenie przewiązek. 
 5.5. Konstrukcja głowicy słupa. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Rys. 1. Schemat stropu – wariant I 

 

 

 

 

 

 

 

background image

  Rys. 1. Schemat stropu – wariant II 

 

 

 

 

 

 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

 

1. Dobór rzutu stropu.

 

 
Przy  założonej  powierzchni  stropu  (wg  danych  z  konstrukcji  betonowych)  należy  zaprojektować 
rzut stropu wg wariantu I lub II, kierując się podanymi zakresami elementów: 
 
Belki stropowe (żebra): 

b: długości z zakresu 4 – 6 m. 

 

 

 

 

rozstaw belek stropowych a: 2 – 3 m. 

 

Podciągi  

 

 

P

1

:

 

– długości z zakresu 8 – 15 m. 

 
W  przypadku  podciągów  o  długościach  do  15  m  można  stosować  wariant  I  i  II  stropu;  przy 
długościach powyżej 15 m podciąg dzielimy na dwie części  i stosujemy wariant II. 
 
Dla  powierzchni  stropu  wynoszącej  360  m

2

  wybrano  wariant  II,  co  daje  następujące  wielkości 

geometryczne stropu: 
 
 
rozstaw belek stropowych:     

m

a

2

=

 

ilość  przedziałów: 

 

m

n

6

=

 

rozpiętość  belki: 

 

m

b

5

=

 

rozpiętość  podciągów: 

m

a

n

l

12

2

6

=

=

=

 

wysokość  kondygnacji:     

m

H

5

=

 

 

stal (S235) :       

 

MPa

E

MPa

f

MPa

f

u

y

210

;

360

;

235

=

=

=

 

 
Obliczane elementy: 

1)

 

belka stropowa – 

2)

 

podciąg – 

P

1

 

3)

 

słup – 

S

1

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

 

 

Dobrany rzutu stropu. Przekroje. 

 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

 

2. Belka stropowa (żebro) 
2.1. Zestawienie obciążeń 
 

Zestawienie obciążeń przeprowadzono na podstawie kombinacji podstawowej wg PN-EN 1990 (6.10): 

>

+

+

+

1

0

1

1

1

i

i

,

k

i

,

i

,

Q

,

k

,

Q

j

p

j

,

k

j

,

G

Q

Q

P

G

ψ

γ

γ

γ

γ

 

gdzie: 
 

j

,

G

γ

 - współczynnik częściowy dla oddziaływania stałego 

p

γ

- współczynnik częściowy dla oddziaływań sprężających 

1

,

Q

γ

- współczynnik częściowy dla oddziaływania zmiennego nr 1 

i

,

Q

γ

- współczynnik częściowy dla oddziaływania zmiennego i 

j

,

k

G

- wartość charakterystyczna oddziaływania stałego j 

P

- miarodajna wartość reprezentatywna oddziaływania sprężającego 

1

,

k

Q

- wartość charakterystyczna dominującego oddziaływania zmiennego 

i

,

k

Q

- wartość charakterystyczna towarzyszących oddziaływań zmiennych 

i

,

0

ψ

- współczynnik dla wartości kombinacyjnej oddziaływania zmiennego 

 
W przypadku rozpatrywanego stropu kombinacja podstawowa przyjmuje postać: 
 

1

,

1

,

1

,

,

k

Q

j

j

k

j

G

Q

G

γ

γ

+

 

Obejmuje zatem wszystkie obciążenia stale oraz dominujące oddziaływanie zmienne. 

 

 

Warstwy stropu 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

 

 

 

 
Obciążenia stałe: 

 

Obciążenie charakterystyczne 

[kN/m] 

Obciążenie obliczeniowe 

[kN/m] 

posadzka lastrico 2.5cm

 

1

1

2

22

025

0

.

.

=

 

485

1

35

1

1

1

.

.

.

=

 

warstwa wyrównawcza 3cm

 

26

1

2

21

03

0

.

.

=

 

701

1

35

1

26

1

.

.

.

=

 

płyta żelbetowa 8cm

 

00

4

2

25

08

0

.

.

=

 

400

5

35

1

00

4

.

.

.

=

 

tynk cem-wap. 1.5cm

 

57

.

0

2

19

015

.

0

=

 

769

0

35

1

57

0

.

.

.

=

 

belka stropowa 

przyjęto ciężar

 IPE 200

 

224

0.

 

302

0

35

1

224

0

.

.

.

=

 

RAZEM 

154

.

7

=

k

G

 

658

.

9

,

=

k

j

G

G

γ

 

 

Obciążenie zmienne: 

m

kN

a

p

Q

k

k

16

2

8

1

=

=

=

 

 
Obciążenie całkowite: 

m

kN

Q

G

q

m

kN

Q

G

q

k

Q

k

j

G

o

k

k

k

658

.

33

24

658

.

9

154

.

23

16

154

.

7

1

1

,

,

1

=

+

=

+

=

=

+

=

+

=

γ

γ

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

 

2.2. Przyjęcie przekroju i sprawdzenie nośności 
 

a) obliczeniowe wartości momentów zginających i sił  poprzecznych: 
 

 

 
Momenty   zginające                         

 

 

Siły poprzeczne 

 

kNm

.

.

b

q

M

o

Ed

181

105

8

5

154

23

8

2

2

=

=

=

 

 

kNm

.

.

b

q

V

o

Ed

154

84

2

5

154

23

2

=

=

=

 

 
b) potrzebny wskaźnik zginania 
 
Belka jest zabezpieczona przed zwichrzeniem przez płytę  żelbetową  w sposób uniemożliwiający 
zwichrzenie 
 

12

1.

pl

=

α

średni 

współczynnik 

rezerwy 

plastycznej 

przekroju 

dla 

dwuteowników              

normalnych (IPN) i równoległościennych (IPE) 

3

3

6

447

10

235

181

105

cm

.

.

f

M

W

y

Ed

ply

=

=

=

 

3

6

339

12

1

6

447

cm

.

.

.

W

W

pl

ply

ypotrz

=

=

=

α

 

 

Przyjęto IPE 270 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

10 

 

parametry geometryczne: 

h

270 mm

:=

bf

135 mm

:=

tw 6.6 mm

:=

tf

10.2 mm

:=

e1 105.35mm

:=

r

15 mm

:=

hw h 2 r

2 tf

:=

Iy

5790 cm

4

:=

Wy

429 cm

3

:=

A

45.95 cm

2

:=

A1 0.5 A

:=

A1 2297.5mm

2

=

Af

bf tf

:=

Af 13.77cm

2

=

 

 
 

- wymiary 
 

 
 
 
 

- odległość do środka ciężkości połówki 
dwuteownika 
 
 
- moment bezwładności  i sprężysty  wskaźnik 
wytrzymałości 
- powierzchnia całkowita 
 
- połowa powierzchni 
 
 
- powierzchnia pasów 

 
2.2.1. Wyznaczenie wskaźnika oporu plastycznego 
 

t

c

t

S

S

i

cm

.

.

.

e

A

S

=

=

=

=

3

1

1

04

242

535

10

975

22

   

- momenty statyczne części rozciąganej  

  i ściskanej belki stropowej 

 

3

08

484

042

242

042

242

cm

.

.

.

S

S

W

t

c

ply

=

+

=

+

=

         - wskaźnik oporu plastycznego 

 

2.2.2.Ustalenie klasy przekroju 
 

wg tabl. 5.2 [1] 

1

235

235

235

=

=

=

y

f

ε

 

 
 
pas: 

 

9

9

824

4

02

1

92

4

92

4

66

0

5

0

5

1

5

13

5

0

5

0

5

0

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

.

.

.

t

.

r

b

.

c

f

w

f

  

 
klasa I 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

11 

 

ś

rodnik - zginanie: 

 

72

72

273

33

66

0

96

21

96

21

02

1

2

50

1

2

27

2

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

t

r

h

c

f

f

 

 
klasa I 

 

ś

rodnik - ścinanie: 

72

72

273

33

66

0

96

21

1

=

<

=

=

=

η

ε

η

.

.

.

t

c

f

 

 
klasa I 
 

Przyjęty przekrój jest przekrojem klasy I 

 

 
 
2.2.3. Warunek nośności belki przy zginaniu jednokierunkowym
 
 
- nośność  obliczeniowa przekroju  przy zginaniu jednokierunkowym (6.13 [1]) 
 

,

kNm

.

.

f

W

M

;

M

y

ply

Rd

,

c

M

M

76

113

1

10

235

08

484

1

1

3

1

1

0

=

=

=

=

=

γ

γ

γ

 

 
-warunek nośności belki przy zginaniu  
w  przypadku  braku  zwichrzenia  warunek  nośności  elementu  sprowadza  się  do  warunku  nośności 
przekroju (6.12 [1]) 

 

,

.

.

.

M

M

Rd

,

c

Ed

1

925

0

760

113

181

105

<

=

=

 

został spełniony. 

 
 

2.2.4.  Warunek  nośności  belki  przy  ścinaniu  (przekrój  nie  jest  narażony  na  utratę  
stateczności miejscowej) 
 

2

77

13

cm

.

A

f

=

 - powierzchnia pasów 

(

)

(

)

2

143

22

5

13

5

1

2

66

0

02

1

5

13

2

95

45

2

2

cm

.

.

.

.

.

.

.

t

r

t

t

b

A

A

f

w

f

f

v

=

+

+

=

+

+

=

    -  powierzchnia      

czynna przy ścinaniu 

2

494

14

66

0

96

21

cm

.

.

.

t

h

A

w

w

w

=

=

=

      -  powierzchnia środnika 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

12 

 

2

2

392

17

66

0

96

21

2

1

143

22

2

1

cm

.

.

.

.

t

h

cm

.

A

.

w

w

v

=

=

>

=

=

η

η

 

 

nośność przekroju w przypadku gdy Af/Aw < 0.6 (6.18 [1]): 

kN

.

.

f

A

V

V

M

y

v

Rd

,

pl

Rd

,

c

43

300

1

3

10

235

143

22

3

1

0

=

=

=

=

γ

 

 

nośność przekroju w przypadku gdy Af/Aw > 0.6 (6.21 [1]): 

kN

.

.

f

A

V

M

y

w

Rd

,

c

65

196

1

3

10

235

494

14

3

1

0

=

=

=

γ

 

 

kN

.

V

.

.

A

A

Rd

,

c

w

f

65

196

6

0

95

0

=

>

−−

>

=

 

 

-warunek nośności belki przy ścinaniu

w  przypadku  braku  utraty  stateczności  miejscowej  warunek  nośności  elementu  sprowadza  się  do 
warunku nośności przekroju (6.17 [1]) 

 

,

.

.

.

V

V

Rd

,

c

Ed

1

428

0

650

195

145

84

<

=

=

 

został spełniony. 

 

2.3. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności 
 

-ugięcie graniczne wg [1] NA.22 - ad 7.2.1 (1) B 
 

cm

.

b

w

gr

00

2

250

500

250

=

=

=

 

 

-maksymalne ugięcie belki: 

,

cm

.

w

cm

.

w

,

cm

.

.

EI

b

q

w

gr

max

y

k

max

00

2

55

1

55

1

5790

21000

500

10

154

23

384

5

384

5

4

2

4

=

<

=

=

=

=

 

 

warunek ugięcia został spełniony. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

13 

 

3. Podciąg

 

 

3.1. Zestawienie obciążeń . 
 

 

Obciążenie charakterystyczne 

Obciążenie obliczeniowe 

- ciężar własny - przyjęto jako 
obciążenie zastępcze ciężar 
2xIPE 400

m

kN

.

.

g

k

326

1

663

0

2

=

=

 

m

kN

.

.

.

g

o

790

1

35

1

326

1

=

=

 

- reakcje z belki stropowej 

kN

.

.

b

q

F

k

k

77

115

5

154

23

=

=

=

 

kN

.

.

V

F

Ed

29

168

145

84

2

2

=

=

=

 

 
 
Schemat statyczny: 

 

 

Wykresy sił wewnętrznych: 

 

 
 

Reakcje z podciągu: 

kN

.

.

.

F

l

g

R

R

o

b

a

2

515

29

168

3

12

79

1

3

=

+

=

+

=

=

 

 

Momenty zginające:                   

kNm

M

M

kNm

M

kNm

M

kNm

M

kNm

M

kNm

M

max

Ed

max

1547

859

1375

1547

1375

859

4

3

2

1

=

=

>

=

=

=

=

=

 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

14 

 

Siły poprzeczne: 

     

kN

V

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

kN

V

Ed

431

84

84

88

88

256

256

260

260

428

428

431

431

1

5

4

61

31

6

3

71

21

7

2

1

1

=

=

>

−−

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

 

 

3.2. Przyjęcie przekroju 
 

- potrzebny wskaźnik zginania W

p

 
Podciąg  jest  zabezpieczony  przed  zwichrzeniem  przez  płytę    żelbetową    w  sposób  uniemożliwiający 
zwichrzenie 
 

3

2

7308

5

23

9

0

10

1546

9

0

cm

.

.

f

.

M

W

y

Ed

p

=

=

=

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

15 

 

 

- wysokość środnika: 

 

( λ

w

  dla stali S235 -->    = 135 - 145  

                      S275 -->    = 125 - 135 
                    S355 -->   = 115 -125) 
 

145

135

2

1

=

=

w

w

i

λ

λ

 

mm

W

h

i

mm

W

h

p

w

opt

p

w

opt

5

.

1019

10

7308

145

0

.

1

2

.

1

6

.

1194

10

7308

135

2

.

1

2

.

1

3

3

3

2

3

3

3

1

=

=

=

=

=

=

λ

λ

przyjęto: 

mm

h

w

1100

=

 

 

 

- wysokość dopasowano do dostępnego arkusza blachy grubej 

(arkusz o wysokości 2250 mm dzielimy na dwie części i odejmujemy z każdej po 25 mm ---> 

2250/2-25=1100) 

 

- grubość środnika: 
 

mm

.

h

t

i

mm

.

h

t

w

w

w

w

w

w

6

7

145

1100

1

8

135

1100

2

1

=

=

=

=

=

=

λ

λ

 

 

przyjęto: 

mm

t

w

8

=

 

 

- szerokość pasa: 
 

mm

h

b

i

mm

h

b

w

f

w

f

220

5

1100

5

275

4

1100

4

=

=

=

=

=

=

 

 

przyjęto: 

mm

b

f

260

=

 

 
-grubość pasa: 

mm

h

t

W

h

b

t

w

w

p

w

f

f

9

.

19

6

1100

8

10

7308

1100

260

1

6

1

3

2

=

=





=

 

 

przyjęto: 

mm

t

f

20

=

 

 

 
Parametry geometryczne dobranego przekroju blachownicy: 
 

(

)

(

)

4

2

3

3

2

3

3

414912

2

5

0

110

5

0

2

26

12

2

26

2

12

110

8

0

5

0

5

0

12

2

12

cm

.

.

.

t

.

h

.

t

b

t

b

h

t

I

f

w

f

f

f

f

w

w

yb

=



+

+

+

=



+

+

+

=

 

3

7279

2

110

5

.

0

414912

5

.

0

cm

t

h

I

W

f

w

yb

yb

=

+

=

+

=

 

 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

16 

 

3.3. Sprawdzenie nośności podciągu

 

 

a) ustalenie klasy przekroju 
 

wg tabl. 5.2 [1] 

1

235

235

235

=

=

=

y

f

ε

 

 

pas: 
a

= 4mm – wstępnie założona grubość spoiny łączącej pas ze środnikiem podciągu 

 

9

9

02

6

20

34

120

34

120

2

4

8

5

0

260

5

0

2

5

0

5

0

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

t

c

mm

.

.

.

a

t

.

b

.

c

f

c

w

f

  

 
klasa I przy ściskaniu 
 

ś

rodnik - zginanie: 

 

124

124

09

136

8

69

1088

69

1088

2

4

2

1100

2

2

=

>

=

=

=

=

=

ε

.

.

t

c

mm

.

a

h

c

w

c

w

 

 
klasa IV przy zginaniu 

 

Przyjęty przekrój podciągu jest przekrojem klasy IV 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

17 

 

3.3.1. Określenie obliczeniowej nośności przekroju klasy 4 przy jednokierunkowym zginaniu 
 

a) pole przekroju efektywnego pasa 
 
 

 

43

0

1

07

0

1

21

0

57

0

07

0

21

0

57

0

1

2

1

2

.

.

.

.

.

.

.

k

=

+

=

+

=

>

−−

=

=

ψ

ψ

σ

σ

ψ

σ

 (tab. 4.2 [2]) 

 

(

)

(

)

mm

.

t

b

.

b

w

f

126

8

260

5

0

5

0

0

=

=

=

 

338

0

43

0

1

4

28

20

126

4

28

0

.

.

.

k

.

t

b

f

p

=

=

=

σ

ε

λ

(4.3 [2]) 

1

1

1

313

1

338

0

188

0

338

0

188

0

2

2

=

<

>

>

=

=

=

ρ

ρ

λ

λ

ρ

czyli

.

.

.

.

.

p

p

   (4.3 [2]) 

 

 

-pole przekroju współpracującego pasa ściskanego: 

2

52

2

26

cm

t

b

A

f

f

c

=

=

=

 

 

2

52

52

1

cm

A

A

c

eff

,

c

=

=

=

ρ

   (4.1 [2]) 

 
-sprawdzenie uwzględniające efekt szerokiego pasa: 

 

µ=1 – współczynnik długości wyboczeniowej 

m

l

L

e

12

12

1

=

=

=

µ

– długość wyboczeniowa podciągu 

 

mm

L

mm

b

e

240

50

12000

50

126

0

=

=

<

=

 

 

zatem efekt szerokiego pasa nie występuje! 

 β=1 

 

Gdy 

50

0

e

L

b

>

wówczas uwzględniamy efekt szerokiego pasa 

zgodnie ze wzorem (3.5) [2] : 

 

011

0

12000

260

1

1

0

0

0

.

L

b

e

=

=

=

=

α

κ

α

 

999

0

011

0

4

6

1

1

4

6

1

1

2

2

1

.

.

.

.

=

+

=

+

=

κ

β

 

 

-wyznaczenie przekroju efektywnego: 
 

- pas ściskany: 

2

52

1

52

cm

A

A

eff

,

c

ffc

,

e

=

=

=

β

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

18 

 

- pas rozciągany: 

2

52

1

52

cm

A

A

c

fft

,

e

=

=

=

β

 

 

-sprawdzenie stateczności pasa przy smukłym środniku 
 
k = 0.55 – 

parametr równy 0,55  przy nośności sprężystej przy zginaniu

 

 

2

88

8

0

110

cm

.

t

h

A

w

w

w

=

=

=

- pole przekroju środnika blachownicy 

 
 

 

4

639

52

88

235

210000

55

0

5

137

.

.

A

A

f

E

k

.

t

h

ffc

,

e

w

y

w

w

=

=

<

=

      (8.1 [2]) 

 
 
 

b) określenie efektywnego przekroju środnika blachownicy

 

 

 

 

 

1

550

550

1

2

=

=

=

=

c

t

b

b

σ

σ

ψ

 

 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

19 

 

-parametr niestatecznosci miejscowej: 

9

23

1

78

9

1

29

6

81

7

78

9

29

6

81

7

2

2

.

.

.

.

.

.

.

k

=

+

=

+

=

ψ

ψ

σ

 (tab. 4.1 [2]) 

 

991

0

9

23

1

4

28

8

1100

4

28

.

.

.

k

.

t

h

w

w

p

=

=

=

σ

ε

λ

(4.2 [2]) 

 
 

(

)

( )

897

0

1

897

0

991

0

1

3

55

0

991

0

3

55

0

2

2

.

czyli

.

.

.

.

.

p

p

=

<

=

+

=

+

=

ρ

λ

ψ

λ

ρ

(4.2 [2]) 

 
-szerokości efektywne środnika
(tab. 4.1 [2])
 

mm

.

.

b

b

c

eff

5

493

550

897

0

=

=

=

ρ

 

mm

.

.

.

b

.

b

eff

e

4

197

5

493

4

0

4

0

1

=

=

=

 

mm

.

.

.

b

.

b

eff

e

1

296

5

493

6

0

6

0

1

=

=

=

 

 

- cechy geometryczne przekroju efektywnego: 

 

 

mm

.

.

b

b

h

e

t

t

1

846

1

296

550

2

=

+

=

+

=

    

4

197

1

.

b

h

e

c

=

=

 

 

(

)

(

)

2

48

187

8

0

74

19

61

84

52

52

cm

.

.

.

.

t

h

h

A

A

A

w

c

t

fft

,

e

ffc

,

e

eff

=

+

+

+

=

+

+

+

=

 - powierzchnia efektywna 

przekroju blachownicy 

 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

20 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

mm

.

A

.

.

.

.

.

.

A

t

.

h

.

t

h

h

.

t

.

h

t

h

t

h

A

mm

A

z

eff

eff

f

t

w

t

c

f

w

w

c

f

w

ffc

,

e

fft

,

e

t

2

552

10

1

846

5

0

8

1

846

4

197

5

0

10

1100

8

4

197

0

2

1100

10

52

0

5

0

5

0

5

0

5

0

0

2

=

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

=

 

mm

.

.

z

t

h

z

t

f

w

t

8

567

2

552

20

1100

=

+

=

+

=

 

 

4

2

3

2

3

2

2

2

2

2

3

2

3

2

2

2

2

410030

2

22

55

2

22

55

61

84

8

0

12

61

84

8

0

2

74

19

2

78

56

74

19

8

0

12

74

19

8

0

22

55

52

12

2

52

78

56

52

12

2

52

2

12

2

12

12

12

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

h

t

z

h

t

h

t

h

t

z

h

t

h

t

z

A

t

A

z

A

t

A

I

t

f

t

t

w

t

w

c

f

c

c

w

c

w

t

fft

,

e

f

fft

,

e

c

ffc

,

e

f

ffc

,

e

yb

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

=





+

+

+





+

+

+

+

+

+

=

 

4

4

7279

7096

1

78

56

410030

5

0

cm

W

cm

.

t

.

z

I

W

yb

f

c

effy

effy

=

<

=

+

=

+

=

- wskaźnik efektywny

 

 
 
- nośność  obliczeniowa przekroju  przy zginaniu jednokierunkowym (6.15 [1])
 
 

,

kNm

.

f

W

M

;

M

y

effy

Rd

,

c

M

M

595

1667

1

10

235

7096

1

1

3

1

1

0

=

=

=

=

=

γ

γ

γ

 

 
-warunek nośności podciągu przy zginaniu  
w  przypadku  braku  zwichrzenia  warunek  nośności  elementu  sprowadza  się  do  warunku  nośności 
przekroju (6.12 [1]) 

 

,

.

.

.

M

M

Rd

,

c

Ed

1

927

0

595

1667

000

1546

<

=

=

 

został spełniony. 

 
 

3.3.2. Sprawdzenie nośności na ścinanie 
 

- parametr niestateczności panela środnika przy ścinaniu: 
 
rozstaw żeberek usztywniających środnik: 
 
a = 2 m - rozstaw belek stropowych 
 

1

818

1

1100

2000

>

=

=

.

h

a

w

 

 

k

τsl

 = 0 m. – żebro podłużne nie występuje 

55

6

0

2000

1100

00

4

34

5

00

4

34

5

2

2

.

.

.

k

a

h

.

.

k

sl

w

=

+

+

=

+

+

=

τ

τ

 

 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

21 

 

- niestateczność przy ścinaniu: 

115

66

55

6

1

2

1

31

31

5

137

8

1100

2

1

.

.

.

k

.

t

h

.

w

w

=

=

>

=

=

=

τ

ε

η

η

 

 
zatem środnik jest wrażliwy na utratę stateczności przy ścinaniu! 
 
-względna smukłość płytowa środnika: 
 

08

1

437

1

55

6

1

8

4

37

1100

4

37

.

.

.

.

k

t

.

h

w

w

p

>

=

=

=

τ

ε

λ

 (5.6 [2]) 

 
 
 
Żebro podporowe przyjęto jako sztywne (wg p. 9.3 PN-EN 1993-1-5 ), stąd: 

641

0

437

1

7

0

37

1

7

0

37

1

.

.

.

.

.

.

w

w

=

+

=

+

=

λ

κ

  (tab. 5.1 [2]) 

 
W przypadku przyjęcia żeberka podporowego jako podatnego (wg p. 9.3 PN-EN 1993-1-5), mamy: 

578

0

437

1

83

0

83

0

.

.

.

.

w

w

=

=

=

λ

κ

  (tab. 5.1 [2]) 

 

-nośność obliczeniowa przekroju blachownicy przy ścinaniu: 
 

V

bfRd 

=  0  kN  -  nośność  obliczeniowa  pasów  przy  ścinaniu  -  założono,  ze  pasy  są  w  pełni 

wykorzystane do przeniesienia momentu zginającego 
 
 

004

765

1

3

008

0

1

1

10

235

641

0

3

3

1

.

.

.

.

t

h

f

V

M

w

w

y

w

Rd

,

bw

=

=

=

γ

κ

 (5.2 [2]) - 

nośność obliczeniowa środnika przy 

ścinaniu 

 

kN

.

.

.

.

t

h

f

V

M

w

w

y

Rd

,

bw

750

1432

1

3

008

0

1

1

10

235

2

1

3

3

1

=

=

=

γ

η

 (5.1 [2]) - 

nośność przekroju przy pełnym 

uplastycznieniu 

 

Nośność obliczeniowa przekroju blachownicy przy ścinaniu: 

 

Rd

,

w

Rd

,

bf

Rd

,

bw

Rd

,

b

V

V

V

V

<

+

=

       (5.1 [2]) 

 

kN

.

kN

.

.

750

1432

604

765

604

765

0

<

=

+

 

 
- warunek nośności podciągu przy ścinaniu: 
 

,

.

.

.

V

V

Rd

,

b

Ed

1

563

0

604

765

067

431

<

=

=

 

został spełniony. 

 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

22 

 

3.3.3. Sprawdzenie nośności na zginanie z uwzględnieniem ścinania 
 

Przekroje podciągu, w których należy sprawdzić  nośność  na zginanie ze ścinaniem: 
 

kN

.

V

.

kN

V

Rd

,

b

802

382

5

0

428

2

=

>

=

 

 

Zachodzi zatem konieczność uwzględnienia interakcji momentu zginającego i siły poprzecznej. 
 
a) przekrój I 
 

kN

M

M

i

kN

V

V

Ed

Ed

859

428

1

1

2

1

=

=

=

=

 

 

M

f,Rd

 - obliczeniowa nośność  przekroju złożonego wyłącznie z efektywnych części pasów 

 

(

)

(

)

[

]

(

)

(

)

[

]

kN

.

.

.

.

.

.

.

f

t

h

.

A

t

h

.

A

M

y

f

w

fft

,

e

f

w

ffc

,

e

k

,

f

640

1368

10

235

02

0

1

1

5

0

10

52

02

0

1

1

5

0

10

52

5

0

5

0

3

2

2

=

+

+

+

=

=

+

+

+

=

        

 

kN

.

.

M

M

M

k

,

f

Rd

,

f

640

1368

1

640

1368

0

=

=

=

γ

       (5.8 [2]) 

 
M

pl,Rd

 -  obliczeniowa nośność  plastyczna przy zginaniu przekroju złożonego z efektywnych części 

pasów i w pełni efektywnego ś rodnika (niezależnie od jego klasy przekroju) 
 

 

 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

23 

 

2

1

96

8

0

110

5

0

52

5

0

cm

.

.

t

h

.

A

A

w

w

ffc

,

e

p

=

+

=

+

=

 

-  powierzchnia  polowy  podciągu  z  częścią  efektywną 

pasów 

mm

.

e

p

4

429

=

  -  środek  ciężkości  przekroju  A

1P

  (wartość  e

p

  należy  wyznaczyć  indywidualnie  dla 

danego przekroju!) 

tp

cp

p

p

tp

S

S

i

cm

.

.

e

A

S

=

=

=

=

3

1

24

4122

94

42

96

-  momenty  statyczne  części  rozciąganej  i  ściskanej 

podciągu 
 

3

48

8244

24

4122

24

4122

cm

.

.

.

S

S

W

tp

cp

ply

=

+

=

+

=

 - wskaźnik oporu plastycznego 

 

kNm

.

.

f

W

M

M

y

ply

Rd

,

pl

453

1937

1

10

235

48

8244

3

0

=

=

=

γ

 

(6.13 [1])

 

433

0

453

1937

000

859

1

1

.

.

.

M

M

Rd

,

pl

Ed

=

=

=

η

 

559

0

604

765

000

428

1

1

.

.

.

V

V

Rd

,

bw

Ed

=

=

=

η

 

 

- interakcyjny warunek nośności podciągu zginaniu i ścinaniu (7.1 [2]): 
 

(

)

(

)

,

.

.

.

.

.

M

M

Rd

,

pl

Rd

,

f

1

447

0

1

559

0

2

453

1937

640

1368

1

443

0

1

2

1

2

2

3

1

<

=

+

=



+

η

η

 

został spełniony. 

 

3.4. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności podciągu 
 

-ugięcie graniczne wg [1] NA.22 - ad 7.2.1 (1) B 
 

cm

.

l

w

gr

43

3

350

12000

350

=

=

=

 

 

-maksymalne ugięcie podciągu: 
 
UWAGA! 
Współczynnik  n=11/144  jest  zależny  od  ilości  sił  skupionych  F  na  podciągu  i  należy  dobrać  go 
indywidualnie! 
 

,

cm

.

w

cm

.

w

,

cm

.

.

.

EI

l

F

n

EI

l

g

w

gr

max

yb

k

yb

k

max

49

3

79

1

79

1

414912

21000

12000

77

115

144

11

414912

21000

12000

10

326

1

384

5

384

5

3

4

2

3

4

=

<

=

=

+

=

+

=

 

 

warunek ugięcia został spełniony. 

 

 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

24 

 

3.5. Spoiny łączące pasy ze środnikiem 
 

a) warunek konstrukcyjny wielkości spoin pachwinowych: 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

t

max

 - grubsza z łączonych blach 

t

min

 - cieńsza z łączonych blach 

 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

w

min

8

=

=

 - środnik podciągu 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

6

5

8

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 

 

 
b) nośność  połączenia pasa ze środnikiem 
 

(

)

(

)

3

00

2192

2

5

0

110

5

0

2

26

5

0

5

0

cm

.

.

.

t

.

h

.

t

b

S

f

w

f

f

xb

=

+

=

+

=

- moment statyczny pasa 

 

β

w

=0.8 - tablica 9.1 [1] γ

M2

=1.25 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

wd

,

v

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

 

MPa

.

MPa

.

.

.

a

I

S

V

c

yb

xb

Ed

II

846

207

817

37

4

0

2

414912

2912

10

067

431

2

1

<

=

=

=

τ

 

 

warunek nośności spoin spełniony 

 
 

3.6. Obliczenie połączenia żebra z podciągiem 
 
Przyjęto 3 śruby M16 kl. 5.6 

 d=16mm 

 

f

ub

 = 500 MPa 

- wytrzymałość śruby na rozciapanie (tablica 3.1 [3]) 

α

v

 = 0.6 - płaszczyzna ścinania nie przechodzi przez część gwintowana śruby (tablica 3.4 [3]) 

A

s

 = πd

2

/4 = 2.01 cm

2

 – powierzchnia czynna śruby przy ścinaniu 

γ

M2

 = 1.25 – współczynnik częściowy dla elementów (pkt. 2.2 [1]) 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

25 

 

γ

M2e

 = min(1.1;0.9fu/f

y

) = 1.1 – współczynnik częściowy dla elementów (wg poprawki NA w [1]) 

e

s

 = 50 mm – mimośród działania obciążenia(reakcji z belki stropowej – dobieramy indywidualnie) 

 

 

 
Obliczeniowa nośność śruby na ścinanie (tab. 3.4 [3]) 

 

kN

.

.

.

.

A

f

F

M

s

ub

v

vRd

255

48

25

1

01

2

10

500

6

0

1

2

=

=

=

γ

α

 

 

Obliczeniowa nośność śruby na docisk(tab. 3.4 [3]) 
 
- śruby skrajne 

mm

mm

d

d

o

18

2

16

2

=

+

=

+

=

 

-  średnica otworu na śruby 

 

741

0

1

360

500

18

3

40

1

3

1

.

,

,

,

f

f

,

d

e

min

u

ub

o

b

=

=





=

α

 

5

2

5

2

7

1

18

36

8

2

5

2

7

1

8

2

2

1

.

.

,

.

.

.

,

.

d

e

.

min

k

o

=

=





=

 

kN

.

.

.

.

.

.

t

d

f

k

F

M

w

u

b

Rd

,

b

320

56

25

1

8

0

6

1

10

360

741

0

5

2

1

2

1

1

=

=

=

γ

α

  

- śruby skrajne 
 

769

0

1

360

500

4

1

18

3

55

1

4

1

3

1

.

,

,

,

f

f

,

d

p

min

u

ub

o

b

=

=





=

α

 

 

kN

.

.

.

.

.

.

t

d

f

k

F

M

w

u

b

Rd

,

b

432

58

25

1

8

0

6

1

10

360

769

0

5

2

1

2

1

2

=

=

=

γ

α

  

Ze względu na to, iż obliczeniowa nośność śrub na ścinanie jest mniejsza od obliczeniowej 

nośności śrub na docisk  można uwzględnić liniowo sprężysty model wyznaczania sił działających 
na śruby. 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

26 

 

 

 

siły działające na śruby: 

kNm

.

.

.

e

V

M

s

Ed

170

4

05

0

450

83

=

=

=

 ;  

kN

.

.

V

V

Ed

817

27

3

450

83

3

=

=

=

 

 

kN

.

.

y

y

y

M

y

y

M

H

n

i

i

817

27

75

75

75

170

4

2

2

2

1

2

1

1

1

2

1

=

+

=

+

>=

−−

=

=

 

siła wypadkowa: 

kN

.

.

.

H

V

F

Ed

,

v

340

39

817

27

817

27

2

2

2

2

=

+

=

+

=

 

 

- warunek nośności połączenia: 
 

,

kN

.

F

kN

.

F

Rd

,

v

Ed

,

v

250

48

340

39

=

<

=

 (tab. 3.4 [3]) 

został spełniony. 

 

 
- nośność środnika belki na rozerwanie blokowe 
 

                    

 

 
 

Pole ścinanej części przekroju środnika: 

(

)

2

957

18

5

2

75

75

40

6

6

mm

.

.

A

nv

=

+

+

=

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

27 

 

Pole rozciąganej części przekroju środnika: 

(

)

2

178

18

5

0

36

6

6

mm

.

.

A

nt

=

=

 

 

-obliczeniowa nośność  środnika belki na rozerwanie blokowe 
 

kN

.

.

.

.

.

A

f

A

f

.

V

M

nv

y

e

M

t

u

Rd

,

,

eff

003

159

1

3

57

9

10

235

1

1

78

1

10

360

5

0

3

5

0

1

1

0

2

2

=

+

=

+

=

γ

γ

(3.10 [3]) 

 

- warunek nośności połączenia: 
 

,

kN

.

V

kN

.

V

Rd

,

,

eff

Ed

003

159

450

83

2

=

<

=

 

 

został spełniony. 

 

 
3.7. Sprawdzenie sztywności żeberka pośredniego (żeberko pod belką stropową) 

 

 

 

Jako  efektywne  pole  przekroju  przyjmuje  się    pole  przekroju  żebra  brutto  wraz  z  efektywnymi 

odcinkami ścianki, których długość  z każdej strony żebra jest ograniczona do wartości 15ε t

w

. Żeberko pod 

belką stropową przyjęto jako sztywne: 

 
t

s

= 8 mm       – grubość  żeberka 

b

s

 = 120 mm –  szerokość żeberka 

a = 2m          – rozstaw belek stropowych 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

28 

 

(

)

(

)

2

52

41

8

0

9

0

8

0

1

30

9

0

12

2

30

2

cm

.

.

.

.

.

t

t

t

t

b

A

w

s

w

s

s

st

=

+

+

=

+

+

=

ε

 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

4

3

2

3

3

2

3

1145

12

8

0

9

0

8

0

1

30

8

0

5

0

12

5

0

12

9

0

12

12

9

0

2

12

30

5

0

5

0

12

2

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

t

t

t

t

.

b

.

b

t

b

t

I

w

s

w

w

s

s

s

s

s

st

=

+

+



+

+

=

=

+

+



+

+

=

ε

- parametry geometryczne żeberka 

3

34

92

8

0

5

0

12

1145

5

0

cm

.

.

.

t

.

b

I

W

w

s

st

st

=

+

=

+

=

 

przy: 

a

t

h

.

I

h

a

s

w

st

w

=

>

−−

<

3

5

1

2

 (9.6 [2]) 

 

przy: 

3

75

0

2

s

w

st

w

t

h

.

I

h

a

=

>

−−

>

 (9.6 [2]) 

mamy zatem: 

,

cm

.

.

t

h

.

cm

I

.

h

a

s

w

st

w

4

3

3

4

60

9

0

110

75

0

75

0

1145

2

818

1

=

=

>

=

>

−−

>

=

 

warunek sztywności spełniony 

 

klasa przekroju żeberka: 

14

14

71

12

9

0

3

114

3

114

2

4

120

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

mm

.

a

b

c

s

c

s

 

przekrój żeberka jest przekrojem klasy III 
 
b) nośność  spoin łączących żeberko z podciągiem 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

9

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

3

6

9

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
l

w

 = 100a

c

 - maksymalna długość  "pracująca" spoiny 

 

β

= 0.8 - tablica 4.1 [3] γ

M2

=1.25 

kN

.

V

F

Ed

Ed

45

83

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

wd

.

v

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3]) 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

384

831

004

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

kN

.

.

.

F

l

kN

.

F

Rd

,

w

w

Ed

108

665

384

831

004

0

100

2

2

450

83

=

=

<

=

(4.2 [3]) 

 

warunek nośności spoin spełniony 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

29 

 

3.8. Sprawdzenie nośności żeberka pośredniego (żeberko pod belką stropową) 
 

 

 
3.8.1. Obciążenia działające na żeberko 

 

 

a) obciążenie zewnętrzne N

st,Ed 

 

V

Ed

 = V

2

 = 427.619 kN – siła poprzeczna w miejscu występowania żeberka 

 

kN

N

stąt

kN

.

.

.

.

.

t

h

f

V

N

ten

,

st

M

w

w

yw

w

Ed

ten

,

st

0

0

969

150

1

3

8

0

110

5

23

437

1

1

619

427

3

1

2

1

2

=

<

=

=

=

γ

λ

 

 

kN

.

F

N

Ed

ten

,

st

45

83

=

=

 

 

kN

.

.

N

N

N

ten

,

st

st

Ed

,

st

45

83

0

45

83

=

+

=

+

=

 

 
b) obciążenie ∆N

st 

 

mm

.

.

.

h

h

b

t

c

eff

,

w

4

1043

4

197

1

846

=

+

=

+

=

 - efektywna wysokość środnika

 

 

2

48

83

8

0

34

104

cm

.

.

.

t

b

A

w

eff

,

w

eff

,

w

=

=

=

 - efektywne pole środnika

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

30 

 

MPa

.

.

.

A

N

eff

,

w

Ed

,

st

eff

,

c

996

9

48

83

10

45

83

1

=

=

=

σ

  –  naprężenia  maksymalne  na  ściskanej  krawędzi  środnika  obliczone 

dla przekroju efektywnego

 

 

kN

.

.

.

.

t

b

N

w

eff

,

w

eff

,

c

Ed

725

41

2

8

0

35

104

10

996

9

2

1

=

=

=

σ

 

 

MPa

.

.

.

k

a

h

N

w

Ed

m

4

3

1

3

10

81

4

88

23

200

10

110

725

41

2

2

=

=

=

σ

σ

 

 

kN

.

.

.

h

N

w

m

st

059

0

14

3

110

10

10

81

4

2

2

1

4

2

2

=

=

=

π

σ

 

- zastępcza sił a osiowa uwzględniają ca wpływ 

sprężystego wygięcia środnika na zmianę  oddziaływań  środnika na żebro 

 
c) obciążenie poziome żebra q

 

 
b=h

w

+t

f

=1120 mm 

 

mm

.

,

min

a

,

b

min

w

o

73

3

300

2000

300

1120

300

300

=

=

=

– wstępna imperfekcja

 

 
 

kN

.

.

b

EI

N

st

st

,

cr

37

16818

112

1018

21000

14

3

2

2

2

2

=

=

=

π

– siła krytyczna

 

 
 

(

)

(

)

m

kN

.

.

.

.

.

w

w

q

el

m

3

5

0

10

416

1

002

0

373

0

4

10

81

4

14

3

4

=

+

=

+

=

πσ

– obciążenie poziome

 

 

 
- warunek nośności żeberka: 
 

,

MPa

f

MPa

.

.

.

.

.

W

qb

A

N

M

y

st

st

Ed

,

st

c

235

101

20

34

92

8

112

10

416

1

52

41

10

45

83

8

1

2

5

1

2

=

<

=

+

=

+

=

γ

σ

 

został spełniony. 

 

- warunek ugięcia żeberka: 
 

,

cm

.

b

cm

.

.

EI

qb

st

c

373

0

300

10

206

1

1145

21000

384

112

10

416

1

5

384

5

6

4

5

4

=

<

=

=

=

σ

 

został spełniony. 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

31 

 

Do  obliczeń  wybieramy  wariant  I  –  żeberko  podporowe  sztywne  lub  II  –  żeberko 

podporowe podatne.  

 

3.9.a. Oparcie podciągu na słupie zewnętrznym – żeberko podporowe sztywne – wariant I 
 

a)  przyjęcie  wymiarów  żeberka  usztywniającego  nad  słupem  zewnętrznym  -  żeberko  przyjęto  jako 
sztywne 

 

c = 90 mm; t

p

=30 mm - płytka centrująca (łożysko – szerokość i wysokość) 

b

s

=120 mm – szerokość żeberka – założono dwuteownik HEA 220 (połowa długości pasa)  

t

s

=11 mm – grubość żeberka – grubość pasa 

 

b) sprawdzenie nośności spoin poziomych 

 

 
 
 

(

)

(

)

mm

b

t

c

l

s

f

w

700

110

4

20

2

90

2

4

2

2

=

+

+

=

+

+

=

 - sumaryczna długość spoin 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

32 

 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

11

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

7

7

11

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 

naprężenia: 

 

MPa

.

.

.

f

.

MPa

.

.

.

.

l

a

R

M

u

w

c

a

I

200

259

25

1

360

9

0

9

0

111

130

2

70

0

004

0

10

211

515

2

2

3

=

=

<

=

=

=

γ

σ

 (4.1 [3]) 

MPa

.

I

I

078

123

=

=

σ

τ

 

 

(

)

(

)

3

00

146

1

1

5

0

11

5

0

1

1

11

2

5

0

5

0

2

cm

.

.

.

.

.

t

.

b

.

t

b

S

s

s

s

s

xz

=

+

=

+

=

 

- moment statyczny żeberka 

MPa

.

.

.

a

I

S

R

c

yb

xz

a

II

273

2

4

0

2

414912

146

10

211

515

2

3

=

=

=

τ

 

 

(

)

(

)

,

MPa

.

.

f

MPa

.

.

.

.

M

w

u

I

II

I

360

25

1

8

0

360

251

260

111

130

273

2

3

111

130

3

2

2

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

+

=

+

+

γ

β

τ

τ

σ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 

3.9.1.a Sprawdzenie nośności słupka (żeberko + środnik) nad słupem zewnętrznym 
 
Przyjęto część współpracującą środnika po każdej stronie żeberka jako: 15εt

= 120 mm 

                 

Az 64.3 cm

2

:=

Iy

5410 cm

4

:=

Iz 1950cm

4

:=

hz 210 mm

:=

bfz 220 mm

:=

tfz 11 mm

:=

twz 7 mm

:=

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

33 

 

2

9

73

8

0

8

0

1

15

3

64

15

cm

.

.

.

.

t

t

A

A

w

w

z

st

=

+

=

+

=

ε

- powierzchnia słupka 

(

)

(

)

4

3

3

1951

12

8

0

8

0

1

15

1950

2

12

15

cm

.

.

t

t

I

I

w

w

z

st

=

+

=

+

=

ε

 - 

moment bezwładności słupka

 

cm

.

.

A

I

i

st

st

14

5

9

73

1951

=

=

=

promień bezwładności słupka oś y 

(

)

(

)

cm

.

.

.

.

.

.

.

t

t

A

h

.

.

t

t

t

y

w

w

z

z

w

w

w

14

2

8

0

1

15

3

64

21

5

0

5

0

8

0

1

15

8

0

1

15

15

5

0

5

0

15

15

2

2

01

=

+

+

=

+

+

=

ε

ε

ε

 

cm

.

.

.

.

.

y

t

.

h

.

e

fz

z

81

7

14

2

1

1

5

0

21

5

0

5

0

5

0

01

0

=

=

=

- przesunięcie osi działania obciążenia 

 
 

reakcja przekazywana na spoiny łączące żeberko ze środnikiem podciągu: 
 

kN

.

.

l

b

R

N

w

s

a

s

847

323

700

110

4

211

515

4

=

=





=

 

 

klasa przekroju słupka: 

14

14

5

9

1

1

3

104

3

104

2

4

110

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

mm

.

a

b

c

s

c

s

 

przekrój słupka jest przekrojem klasy III 

 
- stateczność  żeberka ze względu na wyboczenie skrętne 

 

I

- moment bezwładności przekroju żeberka przy skręcaniu swobodnym (St. Ventanta) 

I

P

 - moment bezwładności przekroju zeberka względem punktu styczności ze ścianką 

4

3

3

9

6

3

2

1

12

3

cm

.

.

t

b

I

s

s

T

=

=

=

 

4

3

3

3

3

5

174

12

2

1

12

12

12

2

1

12

12

cm

.

.

.

t

b

b

t

I

s

s

s

s

P

=

+

=

+

=

 

- warunek stateczności zeberka ze względu na wyboczenie skrętne: 

006

0

210000

235

3

5

3

5

04

0

5

174

9

6

.

.

E

f

.

.

.

.

I

I

y

P

T

=

=

>

=

=

  (9.3 [2]) 

Nie wystąpi skrętna utrata stateczności zeberka podporowego 

 

- obciążenie poziome żebra q

 

 

m

kN

.

.

.

h

f

t

q

w

y

w

eq

,

h

527

437

1

1

235000

008

0

32

32

2

2

=

=

=

– obciążenie poziome żebra

 

 
 

(

)

(

)

3

7

459

1

1

21

1

1

21

cm

.

.

.

t

h

t

h

W

fz

z

fz

z

=

=

=

– wskaźnik wytrzymałości belki krótkiej

 

 

kNm

.

.

.

h

q

M

w

eq

,

h

max

176

66

8

1

1

525

437

8

2

2

=

=

=

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

34 

 

- warunek sztywności żeberka: 
 

MPa

f

MPa

.

.

.

W

M

y

max

235

958

143

7

459

10

176

66

1

=

<

=

=

=

σ

 

został spełniony. 

 

- obciążenie momentem wynikłym z  mimośrodu obciążenia: 
 

kNm

.

.

.

e

R

M

a

zEd

22

40

078

0

211

515

0

=

=

=

 

 

- smukłość względna przy wyboczeniu giętnym 
 

Obydwa 

pasy 

na 

końcach 

zebra 

stanowią 

częściowe 

zamocowanie 

zeberka 

stąd: 

mm

.

h

.

L

w

cry

825

1100

75

0

75

0

=

=

=

 

 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 
 

2

0

171

0

9

93

1

14

5

5

82

1

1

.

.

.

.

.

i

L

st

cry

y

<

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

wyboczenie  względem  osi  y-y:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  c    stad  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

508

0

171

0

2

0

171

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

02

1

171

0

508

0

508

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

y 

= 1  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

35 

 

- warunek nośności: 

 

 

Momenty od mimośrodu obciążenia i obciążenie poziomego q działają w przeciwnych kierunkach! 
 

kN

.

.

f

A

N

M

y

st

y

Rd

,

b

766

1175

1

10

235

9

48

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

,

.

.

.

.

.

.

.

Wf

M

Wf

M

N

N

y

max

y

zEd

M

Rk

y

Ed

1

533

0

10

235

10

7

459

176

66

10

235

10

7

459

22

40

1

650

1736

1

211

515

3

2

3

2

1

<

=

+

+

=

+

+

γ

κ

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- sprawdzenie docisku żeberka do pasa 
 

2

2

24

1

1

11

2

2

cm

.

.

t

b

A

s

s

d

=

=

=

- powierzchnia docisku 

 

MPa

f

MPa

.

.

.

A

N

y

d

Ed

d

235

897

212

2

24

10

211

515

1

=

<

=

=

=

σ

 

 

warunek docisku został  spełniony. 

 
3.9.2. Nośność  spoin łączących żeberko z podciągiem 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

11

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

7

7

11

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

36 

 

l

w

 = 100a

c

 - maksymalna długość  "pracująca" spoiny 

 

β

= 0.8 - tablica 4.1 [3] γ

M2

=1.25 

 

kN

.

N

F

s

Ed

847

323

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

384

831

004

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

kN

.

.

.

F

l

kN

.

F

Rd

,

w

w

Ed

108

665

384

831

004

0

100

2

2

568

264

=

=

<

=

(4.2 [3]) 

 

warunek nośności spoin spełniony 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

37 

 

3.10.a. Oparcie podciągu na słupie wewnętrznym – żeberko podporowe sztywne – wariant I 
 

Wykonanie żeberek sztywnych oraz połączenie podciągów ze słupem za pomocą  4xM16 kl. 

8.8  umożliwia  traktowanie  podciągu  jako  przedłużenia  słupa  przy  obliczaniu  długości 

wyboczeniowej w kierunku osi z. 

c = 90 mm; t

p

=30 mm - płytka centrująca (łożysko – szerokość i wysokość) 

b

s

=120 mm – szerokość żeberka – założono dwuteownik HEA 220 (połowa długości pasa)  

t

s

=11 mm – grubość żeberka – grubość pasa 

 

b) sprawdzenie nośności spoin poziomych 

 

 

(

)

(

)

mm

b

t

c

l

s

f

w

480

110

2

20

2

90

2

4

2

2

=

+

+

=

+

+

=

 - sumaryczna długość spoin 

 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

11

=

=

 - żeberko 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

38 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

7

7

11

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

 

naprężenia: 

 

MPa

.

.

.

f

.

MPa

.

.

.

.

l

a

R

M

u

w

c

b

I

200

259

25

1

360

9

0

9

0

796

151

2

48

0

005

0

10

211

515

2

2

3

=

=

<

=

=

=

γ

σ

 (4.1 [3]) 

MPa

.

I

I

078

123

=

=

σ

τ

 

 

(

)

(

)

3

00

146

1

1

5

0

11

5

0

1

1

11

2

5

0

5

0

2

cm

.

.

.

.

.

t

.

b

.

t

b

S

s

s

s

s

xz

=

+

=

+

=

 

- moment statyczny żeberka 

MPa

.

.

.

a

I

S

R

c

yb

xz

a

II

818

1

5

0

2

414912

146

10

211

515

2

3

=

=

=

τ

 

 

(

)

(

)

,

MPa

.

.

f

MPa

.

.

.

.

M

w

u

I

II

I

360

25

1

8

0

360

608

303

796

151

818

1

3

796

151

3

2

2

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

+

=

+

+

γ

β

τ

τ

σ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 

3.10.1.a Sprawdzenie nośności słupka (żeberko + środnik) nad słupem zewnętrznym 
 
Przyjęto część współpracującą środnika po każdej stronie żeberka jako: 15εt

= 120 mm 

                 

Az 64.3 cm

2

:=

Iy

5410 cm

4

:=

Iz 1950cm

4

:=

hz 210 mm

:=

bfz 220 mm

:=

tfz 11 mm

:=

twz 7 mm

:=

 

 

2

9

73

8

0

8

0

1

15

3

64

15

cm

.

.

.

.

t

t

A

A

w

w

z

st

=

+

=

+

=

ε

- powierzchnia słupka 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

39 

 

(

)

(

)

4

3

3

1951

12

8

0

8

0

1

15

1950

2

12

15

cm

.

.

t

t

I

I

w

w

z

st

=

+

=

+

=

ε

 - 

moment bezwładności słupka 

cm

.

.

A

I

i

st

st

14

5

9

73

1951

=

=

=

promień bezwładności słupka  

(

)

(

)

cm

.

.

.

.

.

.

.

t

t

A

h

.

.

t

t

t

y

w

w

z

z

w

w

w

14

2

8

0

1

15

3

64

21

5

0

5

0

8

0

1

15

8

0

1

15

15

5

0

5

0

15

15

2

2

01

=

+

+

=

+

+

=

ε

ε

ε

 

cm

.

.

.

y

h

.

e

z

6

12

14

2

21

5

0

5

0

01

0

=

+

=

+

=

- przesunięcie osi działania obciążenia 

 

klasa przekroju słupka: 

14

14

4

9

1

1

9

102

9

102

2

5

110

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

mm

.

a

b

c

s

c

s

 

przekrój słupka jest przekrojem klasy III 

 
- stateczność  żeberka ze względu na wyboczenie skrętne 

 

I

- moment bezwładności przekroju żeberka przy skręcaniu swobodnym (St. Ventanta) 

I

P

 - moment bezwładności przekroju zeberka względem punktu styczności ze ścianką 

4

3

3

9

6

3

2

1

12

3

cm

.

.

t

b

I

s

s

T

=

=

=

 

4

3

3

3

3

5

174

12

2

1

12

12

12

2

1

12

12

cm

.

.

.

t

b

b

t

I

s

s

s

s

P

=

+

=

+

=

 

- warunek stateczności zeberka ze względu na wyboczenie skrętne: 

006

0

210000

235

3

5

3

5

04

0

5

174

9

6

.

.

E

f

.

.

.

.

I

I

y

P

T

=

=

>

=

=

  (9.3 [2]) 

Nie wystąpi skrętna utrata stateczności zeberka podporowego 

 

- obciążenie poziome żebra q

 

 

m

kN

.

.

.

h

f

t

q

w

y

w

eq

,

h

527

437

1

1

235000

008

0

32

32

2

2

=

=

=

– obciążenie poziome żebra

 

 
 

(

)

(

)

3

7

459

1

1

21

1

1

21

cm

.

.

.

t

h

t

h

W

fz

z

fz

z

=

=

=

– wskaźnik wytrzymałości belki krótkiej

 

 

kNm

.

.

.

h

q

M

w

eq

,

h

max

176

66

8

1

1

525

437

8

2

2

=

=

=

 

- warunek sztywności żeberka: 
 

MPa

f

MPa

.

.

.

W

M

y

max

235

958

143

7

459

10

176

66

1

=

<

=

=

=

σ

 

został spełniony. 

- obciążenie momentem wynikłym z  mimośrodu obciążenia: 
 

kNm

.

.

.

e

R

M

b

zEd

14

65

126

0

211

515

0

=

=

=

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

40 

 

 

- smukłość względna przy wyboczeniu giętnym 
 

Obydwa 

pasy 

na 

końcach 

zebra 

stanowią 

częściowe 

zamocowanie 

zeberka 

stąd: 

mm

.

h

.

L

w

cry

825

1100

75

0

75

0

=

=

=

 

 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 

2

0

171

0

9

93

1

14

5

5

82

1

1

.

.

.

.

.

i

L

st

cry

y

<

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

wyboczenie  względem  osi  y-y:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  c    stad  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

508

0

171

0

2

0

171

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

02

1

171

0

508

0

508

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

y 

= 1  

 

- warunek nośności: 

 

 

Momenty od mimośrodu obciążenia i obciążenie poziomego q działają w przeciwnych kierunkach! 
 

kN

.

.

f

A

N

M

y

st

y

Rd

,

b

766

1175

1

10

235

9

48

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

41 

 

,

.

.

.

.

.

.

.

Wf

M

Wf

M

N

N

y

max

y

zEd

M

Rk

y

Ed

1

302

0

10

235

10

7

459

176

66

10

235

10

7

459

14

65

1

650

1736

1

211

515

3

2

3

2

1

<

=

+

+

=

+

+

γ

κ

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- sprawdzenie docisku żeberka do pasa 
 

2

2

24

1

1

11

2

2

cm

.

.

t

b

A

s

s

d

=

=

=

- powierzchnia docisku 

 

MPa

f

MPa

.

.

.

A

N

y

d

Ed

d

235

897

212

2

24

10

211

515

1

=

<

=

=

=

σ

 

 

warunek docisku został  spełniony. 

 
3.10.2.a Nośność  spoin łączących żeberko z podciągiem 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

11

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

7

7

11

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
 
l

w

 = 100a

c

 - maksymalna długość  "pracująca" spoiny 

 

β

= 0.8 - tablica 4.1 [3] γ

M2

=1.25 

 

kN

.

R

F

b

Ed

211

515

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

384

831

004

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

kN

.

.

.

F

l

kN

.

F

Rd

,

w

w

Ed

108

665

384

831

004

0

100

2

2

211

515

=

=

<

=

(4.2 [3]) 

 

warunek nośności spoin spełniony 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

42 

 

3.9.b. Oparcie podciągu na słupie zewnętrznym – żeberko podporowe podatne – wariant II 
 

a)  przyjęcie  wymiarów  żeberka  usztywniającego  nad  słupem  zewnętrznym  -  żeberko  przyjęto  jako 
podatne 

 

c = 90 mm; t

p

=30 mm - płytka centrująca (łożysko – szerokość i wysokość) 

b

s

=120 mm – szerokość żeberka 

t

s

=12 mm – grubość żeberka 

 

b) sprawdzenie nośności spoin poziomych 

 

 

(

)

(

)

mm

b

t

c

l

s

f

w

740

120

4

20

2

90

2

4

2

2

=

+

+

=

+

+

=

 - sumaryczna długość spoin 

 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

12

=

=

 - żeberko 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

43 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
 

naprężenia: 

 

MPa

.

.

.

f

.

MPa

.

.

.

.

l

a

R

M

u

w

c

a

I

200

259

25

1

360

9

0

9

0

078

123

2

74

0

004

0

10

211

515

2

2

3

=

=

<

=

=

=

γ

σ

 (4.1 [3]) 

MPa

.

I

I

078

123

=

=

σ

τ

 

 

(

)

(

)

3

00

190

2

1

5

0

12

5

0

2

1

12

2

5

0

5

0

2

cm

.

.

.

.

.

t

.

b

.

t

b

S

s

s

s

s

xz

=

+

=

+

=

 

- moment statyczny żeberka 

MPa

.

.

.

a

I

S

R

c

yb

xz

a

II

95

2

4

0

2

414912

190

10

211

515

2

3

=

=

=

τ

 

 

(

)

(

)

,

MPa

.

.

f

MPa

.

.

.

.

M

w

u

I

II

I

360

25

1

8

0

360

208

246

078

124

950

2

3

078

124

3

2

2

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

+

=

+

+

γ

β

τ

τ

σ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 
 

3.9.1.b Sprawdzenie nośności słupka (żeberko + środnik) nad słupem zewnętrznym 
 
Przyjęto część współpracującą środnika po każdej stronie żeberka jako: 15εt

= 120 mm 

 

 

(

)

(

)

2

9

48

8

0

2

1

8

0

1

30

2

1

12

2

30

2

cm

.

.

.

.

.

t

t

t

t

b

A

w

s

w

s

s

st

=

+

+

=

+

+

=

ε

- powierzchnia słupka 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

44 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

4

3

2

3

3

2

3

1526

12

1

2

1

8

0

1

30

8

0

5

0

12

5

0

12

2

1

12

12

2

1

2

12

30

5

0

5

0

12

2

cm

.

.

.

.

.

.

.

t

t

t

t

.

b

.

b

t

b

t

I

w

s

w

w

s

s

s

s

s

st

=

+

+



+

+

=

=

+

+



+

+

=

ε

 

moment bezwładności słupka

 

cm

.

.

A

I

i

st

st

58

5

9

48

1526

=

=

=

promień bezwładności słupka 

 

reakcja przekazywana na spoiny łączące żeberko ze środnikiem podciągu: 
 

kN

.

.

l

mm

b

R

N

w

s

a

s

568

264

740

25

120

4

211

515

25

4

=

=





=

 

 

klasa przekroju słupka: 

14

14

5

9

2

1

3

114

3

114

2

4

120

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

mm

.

a

b

c

s

c

s

 

przekrój słupka jest przekrojem klasy III 

 
- stateczność  żeberka ze względu na wyboczenie skrętne 

 

I

- moment bezwładności przekroju żeberka przy skręcaniu swobodnym (St. Ventanta) 

I

P

 - moment bezwładności przekroju zeberka względem punktu styczności ze ścianką 

4

3

3

9

6

3

2

1

12

3

cm

.

.

t

b

I

s

s

T

=

=

=

 

4

3

3

3

3

5

174

12

2

1

12

12

12

2

1

12

12

cm

.

.

.

t

b

b

t

I

s

s

s

s

P

=

+

=

+

=

 

- warunek stateczności zeberka ze względu na wyboczenie skrętne: 

006

0

210000

235

3

5

3

5

04

0

5

174

9

6

.

.

E

f

.

.

.

.

I

I

y

P

T

=

=

>

=

=

  (9.3 [2]) 

Nie wystąpi skrętna utrata stateczności zeberka podporowego 

 

- smukłość względna przy wyboczeniu giętnym 
 

Obydwa 

pasy 

na 

końcach 

zebra 

stanowią 

częściowe 

zamocowanie 

zeberka 

stąd: 

mm

.

h

.

L

w

cry

825

1100

75

0

75

0

=

=

=

 

 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 
 

2

0

157

0

9

93

1

58

5

5

82

1

1

.

.

.

.

.

i

L

st

cry

y

<

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

45 

 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

wyboczenie  względem  osi  y-y:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  c    stad  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

502

0

157

0

2

0

157

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

02

1

157

0

502

0

502

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

y 

= 1  

 

- warunek nośności: 
 
 

kN

.

.

f

A

N

M

y

st

y

Rd

,

b

766

1175

1

10

235

9

48

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

,

.

.

.

N

N

Rd

,

b

Ed

1

438

0

766

1175

211

515

<

=

=

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- sprawdzenie docisku żeberka do pasa 
 

(

)

(

)

2

8

22

2

1

5

2

12

2

25

2

cm

.

.

.

t

mm

b

A

s

s

d

=

=

=

- powierzchnia docisku 

 

MPa

f

MPa

.

.

.

A

N

y

d

Ed

d

235

970

225

8

22

10

211

515

1

=

<

=

=

=

σ

 

 

warunek docisku został  spełniony. 

 
3.9.2. bNośność  spoin łączących żeberko z podciągiem 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

10

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
 
l

w

 = 100a

c

 - maksymalna długość  "pracująca" spoiny 

 

β

= 0.8 - tablica 4.1 [3] γ

M2

=1.25 

 

kN

.

N

F

s

Ed

568

264

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

46 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

384

831

004

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

kN

.

.

.

F

l

kN

.

F

Rd

,

w

w

Ed

108

665

384

831

004

0

100

2

2

568

264

=

=

<

=

(4.2 [3]) 

 

warunek nośności spoin spełniony 

 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

47 

 

3.10.b. Oparcie podciągu na słupie wewnętrznym – żeberko podatne – wariant II 
 
a) przyjęcie wymiarów żeberka usztywniającego nad słupem wewnętrznym 
 
b

s

=120 mm – szerokość żeberka 

t

s

=12 mm – grubość żeberka (wartość narzucona) 

 

 

3.10.1.b Sprawdzenie nośności słupka (żeberko + środnik) nad słupem wewnętrznym 

Wykonanie  żeberek  podatnych  o  grubości  12  mm  (co  najmniej)  oraz  połączenie  podciągów  za 

pomocą  8xM20  kl.  5.8  oraz  ze  słupem  poprzez  4xM16  kl.  8.8    umożliwia  traktowanie  podciągu 

jako przedłużenia słupa przy obliczaniu długości wyboczeniowej w kierunku osi z. 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

48 

 

(

)

(

)

2

4

39

8

0

1

15

2

1

8

0

12

2

15

2

cm

.

.

.

.

t

t

t

b

A

w

s

w

s

st

=

+

+

=

+

+

=

ε

- powierzchnia słupka 

(

)

(

)

4

3

3

3

3

1526

12

8

0

8

0

1

15

12

8

0

12

2

2

1

12

15

12

2

cm

.

.

.

.

t

t

t

b

t

I

w

w

w

s

s

st

=

+

+

=

+

+

=

ε

 

moment bezwładności słupka

 

cm

.

.

A

I

i

st

st

23

6

4

39

1526

=

=

=

promień bezwładności słupka 

 

reakcja przekazywana na spoiny łączące żeberko ze środnikiem podciągu: 
 

kN

.

.

l

mm

b

R

N

w

s

a

s

568

264

740

25

120

4

211

515

25

4

=

=





=

 

 

klasa przekroju słupka: 

14

14

5

9

2

1

3

114

3

114

2

4

120

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

mm

.

a

b

c

s

c

s

 

przekrój słupka jest przekrojem klasy III 

 
- stateczność  żeberka ze względu na wyboczenie skrętne 

 

I

- moment bezwładności przekroju żeberka przy skręcaniu swobodnym (St. Ventanta) 

I

P

 - moment bezwładności przekroju zeberka względem punktu styczności ze ścianką 

4

3

3

9

6

3

2

1

12

3

cm

.

.

t

b

I

s

s

T

=

=

=

 

4

3

3

3

3

5

174

12

2

1

12

12

12

2

1

12

12

cm

.

.

.

t

b

b

t

I

s

s

s

s

P

=

+

=

+

=

 

 

- warunek stateczności zeberka ze względu na wyboczenie skrętne: 

006

0

210000

235

3

5

3

5

04

0

5

174

9

6

.

.

E

f

.

.

.

.

I

I

y

P

T

=

=

>

=

=

  (9.3 [2]) 

 

Nie wystąpi skrętna utrata stateczności zeberka podporowego 

 

- smukłość względna przy wyboczeniu giętnym 
 

Obydwa 

pasy 

na 

końcach 

zebra 

stanowią 

częściowe 

zamocowanie 

zeberka 

stąd: 

mm

.

h

.

L

w

cry

825

1100

75

0

75

0

=

=

=

 

 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 
 

2

0

141

0

9

93

1

23

6

5

82

1

1

.

.

.

.

.

i

L

st

cry

y

<

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

49 

 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

wyboczenie  względem  osi  y-y:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  c    stad  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

496

0

141

0

2

0

141

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

03

1

141

0

496

0

496

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

y 

= 1  

 

- warunek nośności: 
 

kN

.

.

f

A

N

M

y

st

y

Rd

,

b

036

953

1

10

235

4

39

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

,

.

.

.

N

N

Rd

,

b

Ed

1

541

0

036

953

211

515

<

=

=

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- sprawdzenie docisku żeberka do pasa 
 

(

) (

)

2

8

29

2

1

8

0

12

2

2

cm

.

.

.

t

t

b

A

s

w

s

d

=

+

=

+

=

- powierzchnia docisku 

 

MPa

f

MPa

.

.

.

A

N

y

d

Ed

d

235

122

173

8

29

10

211

515

1

=

<

=

=

=

σ

 

 

warunek docisku został  spełniony. 

 
3.10.2. Nośność  spoin łączących żeberko z podciągiem 
 

0.2 *t

max

 < a

c

 < 0.7 * t

min 

mm

t

t

f

max

20

=

=

- pas podciągu 

mm

t

t

s

min

10

=

=

 - żeberko 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 
 
l

w

 = 100a

c

 - maksymalna długość  "pracująca" spoiny 

 

β

= 0.8 - tablica 4.1 [3] γ

M2

=1.25 

 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

50 

 

kN

.

R

F

b

Ed

211

515

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

384

831

004

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

kN

.

.

.

F

l

kN

.

F

Rd

,

w

w

Ed

108

665

384

831

004

0

100

2

2

211

515

=

=

<

=

(4.2 [3]) 

 

warunek nośności spoin spełniony 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

51 

 

4. Słup jednogałęziowy 

4.1 Zestawienie obciążeń 

 

Obciążenie obliczeniowe [kN] 

ciężar własny słupa  
(założono ciężar  HEB 180) 

kN

.

.

.

G

456

3

35

1

5

512

0

=

=

 

reakcja z dwóch podciągów: 

kN

.

.

R

b

423

1030

211

515

2

2

=

=

 

RAZEM 

kN

.

.

.

G

R

N

b

Ed

879

1033

456

3

423

1030

2

=

+

=

+

=

 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

52 

 

4.2 Przyjęcie przekroju 

a) Długości wyboczeniowe 

H =5 m –  poziom stropu 

h =270 mm – wysokość żebra 

h

p

 = h

w

+2t

f

+t

= 1100+2*20+30 =1170 – wysokość podciągu 

t

pk 

= 130 mm – grubość  płyty wraz z warstwami posadzek 

m

.

.

.

h

t

H

L

p

pk

cry

700

3

17

1

13

0

5

=

=

=

 

m

.

.

.

.

h

.

t

H

L

pk

crz

735

4

27

0

5

0

13

0

5

5

0

=

=

=

 

 

założony wstępnie przekrój HEB 220 

 

 

parametry geometryczne: 

h

220 mm

:=

A

91 cm

2

:=

bf

220 mm

:=

tw 9.5 mm

:=

tf

16 mm

:=

r

18 mm

:=

Iy

8090 cm

4

:=

Iz 2840 cm

4

:=

iy

9.43 cm

:=

iz 5.59 cm

:=

 

 

 
4.2.1.Ustalenie klasy przekroju

 

 
 

 
 
- wymiary 
 
 
 
 
 
 
 
- momenty bezwładności  
 
- promienie bezwładności 
 
 
 
 

wg tabl. 5.2 [1] 

1

235

235

235

=

=

=

y

f

ε

 

 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

53 

 

pas: 

 

9

9

453

4

60

1

72

8

72

8

95

0

5

0

8

1

22

5

0

5

0

5

0

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

.

.

t

.

r

b

.

c

f

w

f

  

 
klasa I 
 
 
ś

rodnik - ściskanie: 

 

33

33

0

16

95

0

200

15

200

15

6

1

2

8

1

2

22

2

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

t

r

h

c

w

f

 

 
klasa I 

 

Przyjęty przekrój jest przekrojem klasy I 

 

 
4.2.2. Sprawdzenie nośności 

- smukłości wyboczenia giętnego 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 

418

0

9

93

1

43

9

0

370

1

1

.

.

.

.

i

L

y

cry

y

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

902

0

9

93

1

59

5

5

473

1

1

.

.

.

.

i

L

z

crz

z

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 
 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

wyboczenie  względem  osi  y-y:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  b  stąd  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.34 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

624

0

418

0

2

0

418

0

34

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

54 

 

 

1

919

0

418

0

624

0

624

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

y 

= 0.919  
 

wyboczenie  względem  osi  z-z:  z  tablicy  6.2  [1]  dobrano  krzywą  wyboczeniową  b  stąd  parametr 
imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

079

1

902

0

2

0

902

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

z

z

z

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

599

0

902

0

079

1

079

1

1

1

2

2

2

2

<

=

=

+

=

.

.

.

.

z

z

z

z

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

stąd: κ

 

= min(κ

y 

= 0.919; κ

z 

= 0.599) = 0.599  

 

- warunek nośności: 
 

kN

.

Af

N

M

y

Rd

,

b

012

1280

1

10

235

91

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

,

.

.

.

N

N

Rd

,

b

Ed

1

808

0

012

1280

879

1033

<

=

=

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 

 

4.3 Głowica słupa 

Przyjęto grubość  żeberka (min ~2 x żeberko podporowe) : t

zs 

= 20mm 

 

mm

t

t

zs

max

20

=

=

- żeberko w głowicy słupa 

mm

.

t

t

w

min

5

9

=

=

 - środnik słupa 

 

mm

.

.

.

t

.

a

mm

.

t

.

min

c

max

6

6

5

9

7

0

7

0

4

20

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

55 

 

 

kN

.

.

R

F

b

Ed

423

1030

211

515

2

2

=

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

230

1039

005

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

m

.

.

.

F

F

l

Rd

,

w

Ed

w

247

0

230

1039

4

423

1030

4

=

=

=

(4.2 [3]) 

 

przyjęto długość żeberka 250 mm 

 

4.4. Nieużebrowana podstawa słupa 

Przyjęto beton C20/25 (B25) ---->  f

ctd

 = 1.5 MPa; f

cd

 = 13.3 MPa; f

jd

 = f

cd

 = 13.3 MPa  

 

t

b

 = 28 mm                          - wstępnie założona grubość blachy podstawy 

a

b

 = 370 mm; b

b

 = 260 mm - wstępnie założone wymiary blachy podstawy 

 

 

l

eff1

 =  b

b

 = 260 mm  - wstępnie założona szerokość blachy podstawy (długość króćca teowego 1) 

(zależna od dobranego przekroju słupa) 
 

- maksymalny wysięg strefy docisku króćca: 

mm

.

t

h

.

mm

.

.

f

f

t

c

f

M

jd

y

b

94

16

220

5

0

5

0

9

67

1

3

13

3

235

28

3

0

=

=

<

=

=

=

γ

(xxx [3]) 

 

mm

a

mm

.

c

h

b

370

356

9

67

2

220

2

=

<

=

+

=

+

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

56 

 

mm

.

.

t

c

b

mm

.

t

c

b

w

eff

f

eff

145

5

9

9

67

2

2

152

16

9

67

2

2

2

1

=

+

=

+

=

=

+

=

+

=

 

0

52

9

67

2

16

2

220

2

2

2

=

+

=

+

=

mm

.

c

h

l

tf

eff

  - 

długość  króćca  teowego  2  (zależna  od  dobranego 

przekroju słupa) 
 

- nośność na ściskanie króćca teowego 1 

(6.4 [3]) 

kN

.

.

.

l

b

f

F

eff

eff

jd

Rd

,

C

288

525

26

2

15

10

3

13

1

1

1

1

=

=

=

 

 

- nośność na ściskanie króćca teowego 2 

(6.4 [3]) 

kN

.

.

.

.

l

b

f

F

eff

eff

jd

Rd

,

C

288

525

2

5

5

14

10

3

13

1

2

2

2

=

=

=

 

 

kN

.

.

.

F

F

N

RD

,

C

RD

,

C

Rd

,

j

32

1151

746

100

2

288

525

2

1

1

=

+

=

+

=

 (pkt. 6.2.8.2 [3]) 

 

kN

.

N

kN

.

N

Rd

,

j

Ed

32

1151

88

1033

=

<

=

 

 

Przyjęto ostatecznie wymiary blachy podstawy: 

t

b

 = 28 mm - grubość blachy podstawy 

a

b

 = 370 mm; b

b

 = 260 mm – długość i szerokość blachy podstawy 

 

b) spoiny łączące trzon słupa z blachą  podstawy: 

mm

t

t

b

max

28

=

=

- blacha podstawy słupa 

mm

.

t

t

w

min

5

9

=

=

 - środnik słupa 

 

mm

.

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

6

6

5

9

7

0

7

0

6

5

28

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 6 mm 

 

4.5.Użebrowana podstawa słupa - blachy równoległe do pasów 

a) spoiny łączące słup z blachami trapezowymi: 

 

mm

t

t

f

max

16

=

=

- pas słupa 

mm

t

t

w

min

12

=

=

 - blacha trapezowa(założenie wstępne) 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

2

3

16

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

 

kN

.

N

F

Ed

Ed

879

1033

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

57 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

230

1039

005

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

m

.

.

.

F

F

l

Rd

,

w

Ed

w

249

0

230

1039

4

879

1033

4

=

=

=

(4.2 [3]) 

 

przyjęto wysokość blachy 250 mm 

 

b) blacha podstawy: 

 

- założone wymiary : 

b

bl

 = 324 mm; l

bl

 = 320 mm   - wstępnie założone wymiary blachy podstawy 

2

1037

32

4

32

cm

.

l

b

A

bl

bl

bl

=

=

=

   

- powierzchnia blachy podstawy 

- naprężenia pod blachą  podstawy: 

MPa

.

f

MPa

.

.

A

F

jd

bl

Ed

c

3

13

972

9

1037

10

879

1033

1

=

<

=

=

=

σ

 

c) określenie grubości blachy podstawy : 

blacha oparta na 3 krawędziach - wzory i tablice Galerkina 

b

3

 = 160 mm; a

3

 = 220 mm  

090

0

727

0

3

3

3

.

.

a

b

=

>

−−

=

β

 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

.

a

M

y

b

c

33

10

235

437

43

6

6

437

43

22

0

10

972

9

090

0

3

3

3

2

3

2

3

3

3

=

=

=

>

−−

=

=

=

σ

β

 

blacha oparta wspornikowo 

mm

s

bl

40

=

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

58 

 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

s

M

y

w

bw

bl

c

w

14

10

235

977

7

6

6

977

7

2

4

0

10

972

9

2

3

2

3

2

=

=

=

>

−−

=

=

=

σ

 

 

Przyjęto blachę grubości t

= 34 mm 

4.5.1. Sprawdzenie nośności układu blachy podstawy i blach trapezowych 

- parametry geometryczne układu 

b

bl

 = 324 mm; l

bl

 = 320 mm   - wymiary blachy podstawy 

h

bt

 = 250 mm; t

bt

 = 12 mm     - wymiary blachy trapezowej 

 

72

1

1

72

72

8

20

12

250

1

=

=

<

=

=

>

−−

=

η

ε

η

.

t

h

bt

bt

 

- blacha trapezowa nie jest narażona 

   na utratę stateczności przy ścinaniu 

 

(

)

[

]

(

)

[

]

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

t

h

t

b

h

.

t

t

h

t

b

z

bt

bt

b

bl

bt

b

bt

bt

b

bl

o

71

6

2

1

25

2

4

3

4

32

25

5

0

4

3

2

1

25

2

2

4

3

4

32

2

5

0

2

2

2

2

=

+

+

+

=

+

+

+

=

 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

4

2

3

2

2

3

2

3

2

2

3

8927

71

6

4

3

25

5

0

2

1

25

12

25

2

1

2

4

3

5

0

71

6

4

3

4

32

12

4

3

4

32

5

0

12

2

5

0

12

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

z

t

h

.

t

h

h

t

t

.

z

t

b

t

b

I

o

b

bt

bt

bt

bt

bt

b

o

b

bl

b

bl

yb

=

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

=

 

 

3

5

411

71

6

4

3

25

8927

cm

.

.

.

z

t

h

I

W

o

b

bt

xb

elb

=

+

=

+

=

 

 

- nośność na zginanie 

-moment zginający obciążający układ: 

(

)

[

]

(

)

[

]

kNm

.

.

.

.

.

.

b

l

.

b

M

f

bl

bl

c

Ed

039

4

2

22

0

32

0

5

0

324

0

10

972

9

2

5

0

2

3

2

=

=

=

σ

 

-nośność na zginanie: 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

59 

 

kNm

.

.

f

W

M

M

y

elb

Rd

,

C

706

96

1

10

235

10

5

411

3

6

0

=

=

=

γ

 

 (6.13 [1]) 

 

-warunek nośności: 

,

.

.

.

M

M

Rd

,

c

Ed

1

042

0

706

97

039

4

<

=

=

  (6.12 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- nośność  na ścinanie 

2

60

2

1

25

2

2

cm

.

t

h

A

bt

bt

v

=

=

=

             

-  czynne pole przekroju blachy trapezowej przy ścinaniu 

(

)

(

)

kN

.

.

.

.

.

.

b

l

.

b

V

f

bl

bl

c

Ed

544

161

22

0

32

0

5

0

324

0

10

972

9

5

0

3

=

=

=

σ

 - siła tnąca obciążająca układ 

nośność przekroju na ścinanie : 

kN

.

f

A

V

M

y

v

Rd

,

c

060

814

1

3

10

235

60

3

1

0

=

=

=

γ

(6.18 [1])

 

 

-warunek nośności

 

 

,

.

.

.

V

V

Rd

,

c

Ed

1

198

0

060

814

544

161

<

=

=

(6.17 [1])

 

został spełniony. 

 
 

4.5.2. Spoiny łączące blachę  podstawy z blachami trapezowymi 

 

mm

t

t

b

max

34

=

=

- blacha podstawy 

mm

t

t

w

min

12

=

=

 - blacha trapezowa 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

8

6

34

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 7 mm 

 

parametry geometryczne spoiny: 

 

mm

b

l

l

f

bl

w

840

220

2

320

4

2

4

=

=

=

      - długość spoiny 

2

8

58

84

7

0

cm

.

.

l

a

A

w

c

s

=

=

=

                        - powierzchnia spoiny 

 

naprężenia: 

MPa

f

MPa

A

F

M

u

s

Ed

200

.

259

25

.

1

360

9

.

0

9

.

0

830

.

175

8

.

58

10

879

.

1033

2

1

=

=

<

=

=

=

γ

σ

  

 

MPa

I

330

.

124

2

830

.

175

2

=

=

=

σ

σ

 

MPa

I

I

330

.

124

=

=

σ

τ

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

60 

 

 

,

MPa

.

.

f

MPa

.

.

.

M

w

u

I

I

360

25

1

8

0

360

660

248

330

124

3

330

124

3

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

=

+

γ

β

τ

σ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 

 

4.6.Użebrowana podstawa słupa - blachy prostopadłe do pasów 

a) spoiny łączące słup z blachami trapezowymi: 

 

mm

t

t

f

max

16

=

=

- pas słupa 

mm

t

t

w

min

12

=

=

 - blacha trapezowa(założenie wstępne) 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

2

3

16

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

 

kN

.

N

F

Ed

Ed

879

1033

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

230

1039

005

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

m

.

.

.

F

F

l

Rd

,

w

Ed

w

249

0

230

1039

4

879

1033

4

=

=

=

(4.2 [3]) 

 

przyjęto wysokość blachy 250 mm 

 

b) blacha podstawy: 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

61 

 

- założone wymiary : 

b

bl

 = 344 mm; l

bl

 = 380 mm   - wstępnie założone wymiary blachy podstawy 

2

1307

38

4

34

cm

.

l

b

A

bl

bl

bl

=

=

=

   

- powierzchnia blachy podstawy 

- naprężenia pod blachą  podstawy: 

MPa

.

f

MPa

.

.

A

F

jd

bl

Ed

c

3

13

909

7

1307

10

879

1033

1

=

<

=

=

=

σ

 

c) określenie grubości blachy podstawy : 

blacha oparta na 4 krawędziach - wzory i tablice Galerkina 

b

4

 = 188 mm; a

4

 = 105 mm  

048

0

094

0

790

1

2

1

4

4

.

.

.

a

b

=

=

>

−−

=

α

α

 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

.

a

M

y

b

c

14

10

235

197

8

6

6

197

8

105

0

10

909

7

094

0

3

41

41

2

3

2

4

1

41

=

=

=

>

−−

=

=

=

σ

α

 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

.

a

M

y

b

c

10

10

235

185

4

6

6

185

4

22

0

10

909

7

048

0

3

3

42

2

3

2

4

42

42

=

=

=

>

−−

=

=

=

σ

α

 

blacha oparta na 3 krawędziach - wzory i tablice Galerkina 

b

3

 = 80 mm; a

3

 = 220 mm  

060

0

364

0

3

3

3

.

.

a

b

=

>

−−

=

β

 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

.

a

M

y

b

c

24

10

235

968

22

6

6

968

22

22

0

10

909

7

060

0

3

3

3

2

3

2

3

3

3

=

=

=

>

−−

=

=

=

σ

β

 

blacha oparta wspornikowo 

mm

.

f

M

t

m

kNm

.

.

.

s

M

mm

s

y

w

bw

bl

c

w

bl

16

10

235

886

9

6

6

886

9

2

5

0

10

909

7

2

50

3

2

3

2

=

=

=

>

−−

=

=

=

>

−−

=

σ

Przy

jęto blachę grubości t

= 25 mm 

 

4.6.1. Sprawdzenie nośności układu blachy podstawy i blach trapezowych 

- parametry geometryczne układu 

b

bl

 = 344 mm; l

bl

 = 380 mm   - wymiary blachy podstawy 

h

bt

 = 250 mm; t

bt

 = 12 mm     - wymiary blachy trapezowej 

 

72

1

1

72

72

8

20

12

250

1

=

=

<

=

=

>

−−

=

η

ε

η

.

t

h

bt

bt

 

- blacha trapezowa nie jest narażona 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

62 

 

   na utratę stateczności przy ścinaniu 

 

(

)

[

]

(

)

[

]

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

t

h

t

b

h

.

t

t

h

t

b

z

bt

bt

b

bl

bt

b

bt

bt

b

bl

o

90

6

2

1

25

2

5

2

4

34

25

5

0

5

2

2

1

25

2

2

5

2

4

34

2

5

0

2

2

2

2

=

+

+

+

=

+

+

+

=

 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

4

2

3

2

2

3

2

3

2

2

3

8690

90

6

5

2

25

5

0

2

1

25

12

25

2

1

2

5

2

5

0

90

6

5

2

4

34

12

5

2

4

34

5

0

12

2

5

0

12

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

z

t

h

.

t

h

h

t

t

.

z

t

b

t

b

I

o

b

bt

bt

bt

bt

bt

b

o

b

bl

b

bl

yb

=

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

=

 

 

3

8

421

90

6

5

2

25

8690

cm

.

.

.

z

t

h

I

W

o

b

bt

xb

elb

=

+

=

+

=

 

 

- nośność na zginanie 

-moment zginający obciążający układ: 

(

)

[

]

(

)

[

]

kNm

.

.

.

.

.

.

b

l

.

b

M

f

bl

bl

c

Ed

706

8

2

22

0

38

0

5

0

344

0

10

909

7

2

5

0

2

3

2

=

=

=

σ

 

-nośność na zginanie: 

kNm

.

.

f

W

M

M

y

elb

Rd

,

C

133

99

1

10

235

10

9

421

3

6

0

=

=

=

γ

 

 (6.13 [1]) 

-warunek nośności: 

,

.

.

.

M

M

Rd

,

c

Ed

1

088

0

133

99

706

8

<

=

=

  (6.12 [1]) 

został spełniony. 

 
 

- nośność  na ścinanie 

2

60

2

1

25

2

2

cm

.

t

h

A

bt

bt

v

=

=

=

             

-  czynne pole przekroju blachy trapezowej przy ścinaniu 

(

)

(

)

kN

.

.

.

.

.

.

b

l

.

b

V

f

bl

bl

c

Ed

659

217

22

0

38

0

5

0

344

0

10

909

7

5

0

3

=

=

=

σ

 - siła tnąca obciążająca układ 

nośność przekroju na ścinanie : 

kN

.

f

A

V

M

y

v

Rd

,

c

060

814

1

3

10

235

60

3

1

0

=

=

=

γ

(6.18 [1])

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

63 

 

 

-warunek nośności

 

 

,

.

.

.

V

V

Rd

,

c

Ed

1

267

0

060

814

659

217

<

=

=

(6.17 [1])

 

został spełniony. 

 

4.6.2. Spoiny łączące blachę  podstawy z blachami trapezowymi 

 

mm

t

t

b

max

25

=

=

- blacha podstawy 

mm

t

t

w

min

12

=

=

 - blacha trapezowa 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

4

8

12

7

0

7

0

0

5

25

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

 

parametry geometryczne spoiny: 

 

mm

h

l

l

bl

w

1080

220

2

380

4

2

4

=

=

=

      - długość spoiny 

2

0

.

54

108

5

.

0

cm

l

a

A

w

c

s

=

=

=

  - powierzchnia spoiny 

 

naprężenia: 

MPa

f

MPa

A

F

M

u

s

Ed

200

.

259

25

.

1

360

9

.

0

9

.

0

459

.

191

0

.

76

10

879

.

1033

2

1

=

=

<

=

=

=

γ

σ

  

 

MPa

I

382

.

135

2

459

.

191

2

=

=

=

σ

σ

 

 

MPa

I

I

382

.

135

=

=

σ

τ

 

 

(

)

,

MPa

.

.

f

MPa

.

.

.

M

w

u

I

II

I

360

25

1

8

0

360

760

270

382

135

3

382

135

3

2

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

=

+

+

γ

β

τ

τ

σ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

64 

 

5. Słup dwugałęziowy 

5.1. Zestawienie obciążeń 

 

Obciążenie obliczeniowe [kN] 

ciężar własny słupa  
( założono ciężar  2IPN 200 ) 

kN

.

.

.

G

769

1

35

1

5

262

0

=

=

 

reakcja z dwóch podciągów: 

kN

.

.

R

b

423

1030

211

515

2

2

=

=

 

RAZEM 

kN

.

.

.

G

R

N

b

Ed

191

1032

769

1

423

1030

2

=

+

=

+

=

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

65 

 

5.2 Przyjęcie przekroju 

a) Długości wyboczeniowe 

H =5 m –  poziom stropu 

h =270 mm – wysokość żebra 

h

p

 = h

w

+2t

f

+t

= 1100+2*20+30 =1170 – wysokość podciągu 

t

pk 

= 130 mm – grubość  płyty wraz z warstwami posadzek 

m

.

.

.

h

t

H

L

p

pk

cry

700

3

17

1

13

0

5

=

=

=

 

m

.

.

.

.

h

.

t

H

L

pk

crz

735

4

27

0

5

0

13

0

5

5

0

=

=

=

 

 

założony wstępnie przekrój 2 IPN 200 

 

parametry geometryczne pojedynczego dwuteownika: 
 

h

200 mm

:=

A

33.5 cm

2

:=

bf

90 mm

:=

tw 7.5 mm

:=

tf

11.3 mm

:=

r

7.5 mm

:=

Iy

2140 cm

4

:=

Iz 117 cm

4

:=

Wplz 248 cm

3

:=

iy

8.0 cm

:=

iz 1.87 cm

:=

 

 
 
 
 
- wymiary 
 
 
 
 
 
- momenty bezwładności  
 
- promienie bezwładności 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

66 

 

4.2.1.Ustalenie klasy przekroju

 

 

wg tabl. 5.2 [1] 

1

235

235

235

=

=

=

y

f

ε

 

pas: 

 

9

9

637

6

13

1

50

7

5

7

75

0

75

0

9

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

t

r

b

c

f

w

f

  

 
klasa I 
 
 
ś

rodnik - ściskanie: 

 

33

33

653

21

75

0

24

16

24

16

13

1

2

75

0

2

20

2

2

=

<

=

=

=

=

=

ε

.

.

.

t

c

cm

.

.

.

t

r

h

c

w

f

 

 
klasa I 

 

Przyjęty przekrój jest przekrojem klasy I 

 

 

5.3. Sprawdzenie nośności słupa przy wyboczeniu względem osi materiał owej  y – y 

Sprawdzamy nośność gałęzi obciążonej obliczeniową siła osiową  0.5 N

Ed

= 516.096 kN 

- smukłość wyboczenia giętnego 

9

93

1

9

93

9

93

1

.

.

.

=

=

=

ε

λ

 (6.50 [1]) 

 

493

0

9

93

1

00

8

0

370

1

1

.

.

.

.

i

L

y

cry

y

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

67 

 

 

- współczynnik wyboczeniowy (obliczany gdy λ>0,2) 

 

dobrano krzywą wyboczeniową c stąd parametr imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 

(

)

[

]

(

)

[

]

693

0

493

0

2

0

493

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

836

0

493

0

693

0

693

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

y

y

y

y

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

- warunek nośności: 
 

kN

.

.

Af

N

M

y

y

Rd

,

b

919

666

1

10

235

5

33

1

1

1

=

=

=

γ

κ

 

- nośność obliczeniowa przekroju (6.47 [1]) 

,

.

.

.

N

N

Rd

,

b

Ed

1

774

0

919

666

096

516

<

=

=

  (6.46 [1]) 

został spełniony. 

 

5.4. Sprawdzenie nośności słupa przy wyboczeniu względem osi niemateriałowej  z – z 

przyjęto rozstaw dwuteowników w świetle: a

o

 = 50 mm. 

 

mm

b

a

h

f

o

o

140

90

50

=

+

=

+

=

 

4

2

2

1

3517

0

14

5

33

5

0

117

2

5

0

2

cm

.

.

.

Ah

.

I

I

o

z

z

=

+

=

+

=

 

- moment bezwładności układu ceowników 

cm

.

.

.

A

I

i

z

z

25

7

2

32

2

0

3517

2

1

1

=

=

=

                                   

- promień bezwładności układu ceowników 

-smukłość  (dla słupa jako całości) 

0

1

668

48

70

7

5

473

1

.

.

.

.

i

L

z

crz

=

>

−−

=

=

=

µ

λ

 (tab. 6.8 [1]) 

 

- zastępczy moment bezwładności elementu złożonego z przewiązkami 

2

2

2

3517

0

14

5

33

5

0

1

117

2

5

0

2

cm

.

.

.

.

Ah

.

I

I

o

z

eff

=

+

=

+

=

µ

 (6.74 [1]) 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

68 

 

- moment bezwładności pojedynczej przewiązki 

t

prz

 = 10 mm a

prz 

= 140 mm; h

prz 

= 100 mm 

4

3

3

3

83

12

10

14

12

cm

.

h

a

I

prz

prz

b

=

=

=

                               

 

 

- sztywność postaciowa słupa 

przyjęto n

1

= 4 przewiązki pośrednie (n = 2 – liczba gałęzi słupa – słup dwugałęziowy) 

 

cm

.

n

cm

L

a

cry

z

4

68

1

4

28

370

1

28

1

=

+

=

+

=

 - 

rozstaw osiowy przewiązek 

kN

.

.

.

a

EI

kN

.

.

.

.

.

a

h

nI

I

a

EI

S

z

z

z

o

b

z

z

z

v

274

10366

4

68

117

21000

2

14

3

2

2

420

9790

4

68

0

14

3

83

2

117

2

1

4

68

117

21000

2

2

1

24

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

=





+

=

π

 

(6.73 [1]) 

- siła krytyczna elementu złożonego 

cm

.

L

e

cry

o

4

7

500

370

500

=

=

=

 - wstępna imperfekcja 

kN

.

.

.

L

EI

N

cry

eff

cr

612

5324

370

0

3517

21000

14

3

2

2

2

2

=

=

=

π

 

- maksymalny obliczeniowy moment zginający słupa (słup ściskany osiowo M`

Ed 

= 0) 

kNm

.

.

.

.

.

.

.

S

N

N

N

`

M

e

N

M

v

Ed

cr

Ed

Ed

o

Ed

Ed

901

10

420

9790

191

1032

610

5324

191

1032

1

0

074

0

191

1032

1

=

+

=

+

=

 (6.69 [1]) 

- obliczeniowa siła w pasie 

kN

.

.

.

.

.

.

.

I

A

h

M

N

.

N

eff

o

Ed

Ed

Ed

,

ch

776

588

0

3517

2

5

33

0

14

10

901

10

191

1032

5

0

2

5

0

2

=

+

=

+

=

 (6.69 i rys 6.11 [1]) 

- siła poprzeczna w słupie 

kN

.

V

.

V

kN

.

.

.

L

M

V

Ed

Ed

,

ch

cry

Ed

Ed

628

4

5

0

255

9

370

10

901

10

14

3

2

=

=

>

−−

=

=

=

π

 (6.70 i rys 6.11 [1]) 

- obliczeniowy moment zginający w pasie 

kNm

.

.

.

h

V

M

o

Ed

Ed

,

ch

324

0

2

10

0

14

2

255

9

2

2

2

=

=

=

 (rys.611 [1]) 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

69 

 

 

 

 

- nośność przekroju na ścinanie 

2

3

20

13

1

0

9

2

2

cm

.

.

.

t

b

A

f

f

v

=

=

=

    -  powierzchnia czynna przy ścinaniu 

 

kN

.

.

f

A

V

M

y

v

Rd

,

pl

968

275

1

3

10

235

3

20

3

1

0

=

=

=

γ

 

(6.18 [1])

 

 

,

.

.

.

.

V

V

plRd

Ed

,

ch

5

0

017

0

968

275

628

4

<

=

=

 

(6.17 [1])

 

Ścinanie nie wpływa zatem na nośność pasa przy zginaniu! 

 

- smukłość pojedynczego pasa przy wyboczeniu miedzy przewiązkami 

39

0

9

93

1

87

1

4

68

1

1

.

.

.

.

i

a

z

z

z

=

=

=

λ

λ

 (6.50 [1]) 

 

dobrano krzywą wyboczeniową c stąd parametr imperfekcji (tabl. 6.1 [1]) --->   α = 0.49 
 

(

)

[

]

(

)

[

]

622

0

39

0

2

0

39

0

49

0

1

5

0

2

0

1

5

0

2

2

.

.

.

.

.

.

.

.

z

z

z

=

+

+

=

+

+

=

λ

λ

α

Φ

  (6.49 [1]) 

 

1

903

0

39

0

622

0

622

0

1

1

2

2

2

2

<

=

+

=

+

=

.

.

.

.

z

z

z

z

λ

Φ

Φ

κ

  (6.49 [1]) 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

70 

 

- sprawdzenie warunku nośności gałęzi 

kN

.

.

Af

N

y

Rk

250

787

10

235

5

33

1

=

=

=

 (charakterystyczna nośność przekroju krytycznego przy obciążeniu 

siłą podłużną – jak 6.10 [1]) 

kNm

.

.

f

W

M

y

plz

Rk

280

58

10

235

10

0

248

3

6

=

=

=

 (charakterystyczna nośność przekroju krytycznego przy 

zginaniu – jak 6.14 [1]) 

 

ψ

 = -1  

( )

4

0

2

0

1

4

0

6

0

4

0

6

0

.

.

.

.

.

.

C

mz

<

=

+

=

+

=

ψ

 

C

mz 

= 0.4 (tab. B3 [1]) 

 

(

)

(

)

665

0

1

250

787

903

0

776

588

8

0

1

4

0

8

0

1

449

0

1

250

787

903

0

776

588

6

0

39

0

2

1

4

0

6

0

2

1

1

1

.

.

.

.

.

.

N

N

.

C

.

.

.

.

.

.

.

N

N

.

C

k

M

Rk

z

Ed

,

ch

mz

M

Rk

z

Ed

,

ch

z

mz

zz

=

+

=

+

<

=

+

=

+

=

γ

κ

γ

κ

λ

  (tab. B1 [1]) 

- warunek nośności: 

,

.

.

.

.

.

.

.

M

M

k

N

N

M

Rk

Ed

,

ch

zz

M

Rk

z

Ed

,

ch

1

831

0

1

280

58

324

0

459

0

1

250

787

903

0

776

588

1

1

<

=

+

=

+

γ

γ

κ

 (6.62 [1]) 

został spełniony 

Sprawdzając  wyboczenie  ze  zginaniem  stosujemy  zredukowany  współczynnik  C

mz

    momentu 

zginającego.  W  związku  z  tym  dodatkowo  należy  sprawdzić  interakcyjny  warunek  nośności 

przekroju gałęzi, w polaczeniu z przewiązką (6.2.9.1 (5) [1]): 

 

5

0

393

0

5

33

13

1

0

9

2

5

33

2

.

.

.

.

.

.

A

t

b

A

a

f

f

x

<

=

=

=

 

kN

.

.

Af

N

M

y

Rd

,

pl

250

787

1

10

235

5

33

1

0

=

=

=

γ

 (6.6 [1]) 

748

0

250

787

776

588

.

.

.

N

N

n

Rd

,

pl

Ed

,

ch

=

=

=

 

 

ponieważ n = 0.748>a

= 0.393 mamy: 

 

kNm

.

.

.

.

.

a

a

n

M

M

kNm

.

M

M

x

x

Rd

z,

pl,

Rd

,

z

,

N

Rk

Rd

z,

pl,

351

38

393

0

1

393

0

748

0

1

280

58

1

1

280

58

2

2

=



=







=

>

−−

=

=

 

(6.38 [1]) 

kNm

.

M

kNm

.

M

Ed

,

ch

Rd

,

z

,

N

324

0

351

38

=

>

=

(6.31 [1]) 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

71 

 

5.4. Sprawdzenie nośności przewiązki 

t

prz

 = 10 mm a

prz 

= 140 mm; h

prz 

= 100 mm 

2

100

10

14

cm

t

h

A

prz

prz

prz

=

=

=

       - powierzchnia przekroju przewiązki 

4

2

2

7

16

6

10

1

6

cm

.

h

t

W

prz

prz

prz

prz

,

el

=

=

=

 - wskaźnik przewiązki 

- siła poprzeczna występująca w przewiązce 

kN

.

.

.

.

h

a

V

V

o

z

Ed

,

b

Ed

,

b

219

45

0

14

40

68

255

9

=

=

=

 (rys 6.11 [1] 

 

- moment zginający występujący w przewiązce 

kNm

.

.

.

a

V

M

z

Ed

Ed

,

b

165

3

2

40

68

255

9

2

=

=

=

 (rys 6.11 [1])

 

- nośność przekroju pojedynczej przewiązki na ścinanie: 

2

100

10

14

cm

t

h

A

prz

prz

v

=

=

=

    -  powierzchnia czynna przy ścinaniu 

 

kN

.

f

A

V

M

y

v

Rd

,

pl

677

135

1

3

10

235

10

3

1

0

=

=

=

γ

 

(6.18 [1])

 

 

610

22

219

45

5

0

5

0

677

135

.

.

.

V

.

.

V

Rd

,

b

plRd

=

=

>

=

 

(6.17 [1])

 

 

- nośność przekroju pojedynczej przewiązki na zginanie: 

kN

.

.

f

W

M

M

y

prz

,

el

Rd

,

c

917

3

1

10

235

7

16

1

0

=

=

=

γ

 

(6.14 [1])

 

 

,

.

.

.

M

.

.

M

Rd

,

b

Rd

,

c

583

1

165

3

5

0

5

0

917

3

=

=

>

=

 

(6.31 [1]) 

 

Warunki nośności zostały spełnione. 

 

5.5. Przyjęcie spoin i sprawdzenie naprężeń w spoinach łączących przewiązki ze słupem

 

 

mm

.

t

t

f

max

3

11

=

=

- pas ceownika 

mm

t

t

prz

min

10

=

=

 - przewiązka 

 

mm

.

.

t

.

a

mm

.

.

.

t

.

min

c

max

0

7

10

7

0

7

0

3

2

3

11

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 4 mm 

 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

72 

 

- parametry geometryczne spoiny 

 

 

(

)

(

)

mm

.

.

.

y

a

h

a

a

.

y

.

h

a

e

p

c

prz

c

c

p

prz

c

y

9

12

45

4

2

100

4

4

5

0

45

5

0

100

4

2

5

0

5

0

=

+

+

=

+

+

=

 

mm

.

.

e

y

a

e

y

p

prz

y

4

60

9

12

2

45

2

140

2

2

1

=

+

=

+

=

 

- położenie środka ciężkości spoiny 

2

6

7

5

4

4

0

2

10

4

0

2

cm

.

.

.

.

y

a

h

a

A

p

c

prz

c

s

=

+

=

+

=

 - powierzchnia spoiny 

(

)

(

)

4

2

3

3

2

3

3

7

130

4

0

5

0

10

5

0

5

4

4

0

12

4

0

5

4

2

12

10

4

0

5

0

5

0

12

2

12

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

a

.

h

.

y

a

a

y

h

a

I

c

prz

p

c

c

p

prz

c

ys

=

+

+

+

=

=



+

+

+

=

 - moment bezwładności w osi y-y 

(

)

(

)

4

2

2

3

3

2

2

3

3

5

17

29

1

5

4

4

0

2

4

0

5

0

29

1

5

4

5

0

10

4

0

12

5

4

4

0

2

12

4

0

10

2

5

0

5

0

12

2

12

cm

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

e

y

a

a

.

e

y

.

h

a

y

a

a

h

I

y

p

c

c

y

p

prz

c

p

c

c

prz

zs

=

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

=

-moment bezwładności w osi z-z 

4

2

148

5

17

7

130

cm

.

.

.

I

I

I

zs

ys

os

=

+

=

+

=

 - biegunowy moment bezwładności 

 

- obciążenie przypadające na spoiny 

F

Ed 

V

b,Ed 

= 45.219 kN 

M

Ed 

V

b,Ed

e

y

= 45.219*60.4*10

-3

=2.731

 

kNm 

 

 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

73 

 

- naprężenia w spoinach 

(

)

(

)

MPa

.

.

.

.

.

.

I

a

.

h

.

M

os

c

prz

Ed

My

808

95

2

148

10

4

0

5

0

10

10

5

0

731

2

5

0

5

0

3

3

=

+

=

+

=

τ

 

(

)

(

)

MPa

.

.

.

.

.

.

.

I

e

y

.

M

os

y

p

Ed

Mz

213

65

2

148

10

29

1

5

0

10

5

4

5

0

731

2

5

0

3

3

=

+

=

+

=

τ

 

MPa

.

.

.

A

F

s

Ed

F

499

59

6

7

10

219

45

1

=

=

=

τ

 

Warunek nośności spełniony 

 

(

)

(

)

,

MPa

.

.

.

f

MPa

.

.

.

.

M

w

u

F

Mz

My

846

207

25

1

8

0

3

360

3

265

157

499

59

213

65

808

95

2

2

2

2

2

=

=

<

=

+

+

=

+

+

γ

β

τ

τ

τ

  

(4.1 [3]) 

warunek nośności spoin spełniony 

 

 

5.6.Obliczenie głowicy słupa 

5.6.1. Spoiny łączące przeponę ze środnikami ceowników 

grubość przepony przyjmujemy jako równą dwukrotnej grubości żeberka podporowego t

pr

 = 24 mm 

mm

t

t

pr

max

24

=

=

- grubość przepony 

mm

.

t

t

w

min

5

7

=

=

 - środnik dwuteownika 

 

mm

.

.

.

t

.

a

mm

.

.

t

.

min

c

max

3

5

5

7

7

0

7

0

8

4

24

2

0

2

0

=

=

<

<

=

=

 

 

przyjęto spoinę a

= 5 mm 

 

-określenie wysokości przepony z warunku spoin 

kN

.

.

R

F

b

Ed

423

1030

211

515

2

2

=

=

=

- obciążenie spoiny

 

 

MPa

.

.

.

f

f

M

w

u

d

.

vw

846

207

25

1

8

0

1

3

360

1

3

2

=

=

=

γ

β

 

- obliczeniowa wytrzymałość na ścinanie spoiny 

(4.4 

[3])

 

 

m

kN

.

.

.

a

f

F

c

d

.

vw

Rd

,

w

230

1039

005

0

10

846

207

3

=

=

=

 (4.3 [3]) 

 

,

m

.

.

.

F

F

l

Rd

,

w

Ed

w

124

0

230

1039

8

423

1030

4

=

=

=

(4.2 [3]) 

 

przyjęto wysokość przepony 200 mm 

przyjęto szerokość przepony 250 mm 

background image

Politechnika Śląska 

w Gliwicach 

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KONSTRUKCJI METALOWYCH 

OBLICZENIA STROPU STALOWGO 

74 

 

5.6.2. Sprawdzenie docisku blachy w głowicy słupa 

Grubość blachy zamykającej głowicę słupa zakładamy jako: t

g

 = 15 mm 

 

 

-obliczenie powierzchni docisku 

mm

t

t

c

g

s

o

54

15

2

12

2

2

2

=

+

=

+

=

 - zasięg strefy docisku na środniku ceownika 

(

)

(

)

2

0

69

4

2

25

75

0

4

2

4

5

4

4

cm

.

.

.

.

.

t

L

t

t

c

A

pr

pr

w

pr

o

s

=

+

=

+

=

 - powierzchnia docisku 

-sprawdzenie naprężeń  na powierzchni docisku 

MPa

f

MPa

.

.

.

A

F

y

d

Ed

d

235

337

149

6

70

10

423

1030

1

=

<

=

=

=

σ

 

warunek docisku spełniony 

 

 

 

KONIEC OBLICZEŃ