background image

1.1. Ogólny opis konstrukcji stropu. 

Projekt konstrukcyjny obejmuje obliczenia statyczne zinwentaryzowanego stropu drewnianego
belkowego według wymagań normy PN-EN-1995-1-1:2010. Konstrukcja budynku nie wchodzi w
zakres opracowania. Budynek o konstrukcji tradycyjnej: ściany murowane z elementów
ceramicznych.

1.2. Rzut stropu

background image

1.3 Dane zinwentaryzowanego stropu

-Numer belki objętej opracowaniem : 5
-Typ stropu: F
-Wymiary belki: 

b=24 cm 
h=24 cm 

-Rozpiętość stropu w świetle: A2=550 cm 
-Rozpiętość balkonu w świetle: A3=95 cm 
-Rozstaw osiowy belek: B=65 cm 
-Klasa drewna: C30 
-Kategoria użytkowania [PN-EN 1991-1-1] = B 
-Typ pomieszczenia : pokój 

1.4 Przekrój przez strop

background image

2.1 Zestawienie obciążeń

Lp.

Rodzaj obciążenia

ciężar 

objętościowy

Wartość 

charak terystyczna 

[k N/m]

Warość 

obliczeniowa 

[k N/m]

obciążenie własne stropu

1

jastrych 0.05            

(*0.65m*0.05m)

23[kN/m^3]

0.748

1.35

1.009

2

płyta OSB 0.03m         

(*0.65m*0.03m)

5[kN/m^3]

0.098

1.35

0.132

3

wełna mineralna 0.03m 

(*0.65m*0.1m)

1.7[kN/m^3]

0.111

1.35

0.149

4

  sufit podwieszany       

(*0.65m)

15[kN/m^2]

0.098

1.35

0.132

5

belka                 

(*0.25m*0.25m)

4.5[kN/m^3]

0.265

1.35

0.358

-

Suma

-

q

k

=1.318

-

q

d

=1.779

obciążenie własne balkonu

6

belka                 

(*0.25m*0.25m)

4.5[kN/m^3]

0.265

1.35

0.358

7

pokrycie drewniane  0.032  

(*0.0.65m*0.032m)

4.5[kN/m^3]

0.096

1.35

0,129

-

Suma

-

q

k.w sp

=0.361

-

qd.wsp=0.487

8

obc zmienne stropu dla kat. 

B                    

(*0.65m)

1.5[kN/m^2]

1.950

1.5

2.925

9

obc zmienne balkonu dla 

kat. B                 

(0.65m)

2.5[kN/m^2]

1.625

1.5

2.438

Paroizolację Bauder Top Select oraz folię pominięto w zestawieniu obciążeń.

background image

2.2. Schemat statyczny, geometria układu, wykresy sił wewnętrznych kombinacji K1

kombinacja K1: ciężar własny

Md

6.62kN m



2.3 Analiza stanu granicznego nośności SGN dla kombinacji obciążenia K1

σmyd

fmyd

km

σmzd

fmzd

1

km

σmyd

fmyd

σmzd

fmzd

1

ponieważ  σmzd =0 powyższe wzory przyjmują postać 

σmyd

fmyd

1

km

σmyd

fmyd

1

background image

dane przekroju belki

rozpiętość stropu w świetle

leff.s 550cm



wysięg wspornika w świetle

leff.w 95cm



długość obliczeniowa belki

leff

leff.s leff.w

6.45 m



szerokość belki 

b

24cm



wysokość belki 

h

24cm



pole przekroju

A

b h

576 cm

2



wskaźnik wytrzymałości

Wy

b h

2

6

2.304

10

3

cm

3



moment bezwładności

Iy

b h

3

12

2.765

10

4

cm

4



przyjęte współczynniki

częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

γM

1.3



współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt
czasu trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie
stałe:

kmod 0.6



współczynnik k.h nie uwzględniony

wytrzymałość charakterystyczna  drewna C30 na zginanie

fmyk 30

N

mm

2



wytrzymałośc materiału:

zginanie 

fmyd

fmyk kmod

γM

13.846 MPa



obliczeniowe naprężenia:

naprężenia

σmyd

Md
Wy

2.873 MPa



sprawdzenie warunków normowych:

σmyd

fmyd

1

1

warunek stanu graniczenego nośności SGN dla kombinacji K1 jest spełniony 

background image

2.4. Schemat statyczny, geometria układu, wykresy sił wewnętrznych kombinacji K2

K2: ciężar własny + obc. użytkowe

Md

17.15kN m



background image

2.5 Analiza stanu granicznego nośności SGN dla kombinacji obciążenia K2

przyjęte współczynniki

częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

γM

1.3



współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt
czasu trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie
stałe:

kmod 0.8



współczynnik k.h nie uwzględniony

wytrzymałość charakterystyczna  drewna C30 na zginanie

fmyk 30

N

mm

2



wytrzymałośc materiału:

fmyd

fmyk kmod

γM

18.462 MPa



zginanie 

obliczeniowe naprężenia:

naprężenia

σmyd

Md
Wy

7.444 MPa



sprawdzenie warunków normowych:

σmyd

fmyd

1

1

warunek stanu graniczenego nośności SGN dla kombinacji K2 jest spełniony 

background image

2.6 Analiza stanu granicznego użytkowalności

wybór najbardziej niekorzystnej kombinacji obciążeń

największe ugięcie belki występuje w przypadku kombinacji obciążenia stałego na całej długości
oraz obciążenia zmiennego stropu

obciążenia stałe + obciążenie zmienne stropu

ugięcie belki

ub

1.2cm



ugięcie wspornika

uw 0.6cm



ugięcia maksymalne dla wspornika

umax.w

leff
150

4.3 cm



zwiększenie maksymalnego ugięcia
stropu z uwagi na strop istniejący

umax.w.p umax.w 2

8.6 cm



ugięcia maksymalne dla belki 

umax.b

leff
300

2.15 cm



zwiększenie maksymalnego ugięcia
belki z uwagi na strop istniejący

umax.b.p umax.b 2

4.3 cm



sprawdzenie warunków

ub umax.b.p

1

uw umax.w.p

1

obliczenia programu ROBOT zostały sprawdzone z obliczeniami "ręcznymi" 

background image

 3. Obliczenia dla schodów

 3.1 dane projektowe

 

n x h

s

s

n x h

s

s

1

2

3

4

A

B

C

D

a

1

a =(n-1) x s

3

a

1

a

4

a

2

nośna podpora

sp

o

czn

ik

 2

sp

o

cz

n

ik

 1

bieg

bieg

typ konstrukcji

schody wsuwane

drewno klasy

C24 

kategoria użytkowania

B

materiał stopnia

sklejka mieszana

hs 16.8cm



wysokość stopnia

a1

105cm



szerokość biegu

a2

95cm



rozstawy osiowe
belek spocznikowych

a4

150cm



ss 28cm



głębokość stopnia

war

2 hs

ss

0.616 m



warunek szerokości stopnia

60cm

war

65cm

1

szerokość jest właściwa

ρsk

6.2

kN

m

3



gęstość średnia sklejki mieszanej

h1

30mm



grubość stopnia

b

10cm



wstępne wymiary belki policzkowej

h

32cm



bsp

16cm



wstępne wymiary belki spocznikowej

hsp

28cm



n

7



liczba stopni

background image

 3.1.2 Rysunek schematyczny konstrukcji

 3.2 Zestawienie obciążeń dla stopnia

Ciężar własny
stopnia

g1k ρsk h1

ss

0.052

kN

m



Obciążenie
zmienne

q1k 4.5

kN

m

2

ss

1.26

kN

m



Obciążenie zmienne
skupione

Q1k 3kN



background image

 3.3 kombinacje obciążeń dla stopnia

 3.3.1 kombinacja I (ciężar własny + obciążenie zmienne liniowe)

MEd1

g1k 1.35

q1k 1.5

a1

2

8

0.27 kN m



maksymalny moment przęsłowy

 3.3.2 kombinacja II (ciężar własny + obciążenie zmienne skupione)

MEd2

g1k a1

2

1.35

8

Q1k a1

1.5

4

1.191 kN m



maksymalny moment przęsłowy

background image

 3.4 Sprawdzenie warunku SGN

σmyd

fmyd

km

σmzd

fmzd

1

wz. 6.11

km

σmyd

fmyd

σmzd

fmzd

1

wz. 6.12

ponieważ  σmzd =0 powyższe wzory przyjmują postać 

σmyd

fmyd

1

km

σmyd

fmyd

1

km 1.0



dla elementów drewnopochodnych, dla wszystkich przekrojów

 dla kombinacji 1

γM

1.2



częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu trwania obciążenia 
wilgotności - działanie średniotrwałe

kmod 0.8



współczynnik     nie uwzględniany

kh

fm.90.k 34.6

N

mm

2



wytrzymałość charakterystyczna sklejki na zginanie

fm.90.d

fm.90.k kmod

γM

23.067 MPa



wytrzymałość obliczeniowa materiału na zginanie

Wy

ss h1

2

6

42 cm

3



wskaźnik wytrzymałości przekroju

σm.d

MEd1

Wy

6.432 MPa



obliczeniowe naprężenia

σm.d

fm.90.d

0.279

<1 

warunek stanu granicznego nośności został spełniony

background image

 dla kombinacji 2

γM

1.2



częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

tab 2.3

współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu trwania obciążenia i
wilgotności - działanie krótkotrwałe

kmod 0.9



współczynnik     nie uwzględniany

kh

fm.90.k 34.6

N

mm

2



wytrzymałość charakterystyczna sklejki na zginanie

fm.90.d

fm.90.k kmod

γM

25.95 MPa



wytrzymałość obliczeniowa materiału na zginanie

Wy

ss h1

2

6

42 cm

3



wskaźnik wytrzymałości przekroju

σm.d

MEd2

Wy

28.356 MPa



obliczeniowe naprężenia

σm.d

fm.90.d

1.093

<1 

warunek stanu granicznego nośności nie został spełniony

 3.5 zmiana konstrukcji

w związku z niespełnieniem warunków stanu granicznego nośności dla stopnia, w środku biegu 
zostaje zaprojektowana dodatkowa belka podpierająca stopnie.

background image

 3.5 kombinacje obciążeń dla zmienionej konstrukcji

 3.5.1 kombinacja I (ciężar własny + obciążenie zmienne liniowe)

a1p 47.5cm



szerokość przęsła belki

MEd1p

0.042kN m



maksymalny moment przęsłowy

 3.5.2 kombinacja II (ciężar własny + obciążenie zmienne liniowe)

MEd2p

0.435kN m



maksymalny moment przęsłowy

background image

 3.6 Sprawdzenie warunku SGN dla zmienionej konstrukcji

σmyd

fmyd

km

σmzd

fmzd

1

wz. 6.11

km

σmyd

fmyd

σmzd

fmzd

1

wz. 6.12

ponieważ  σmzd =0 powyższe wzory przyjmują postać 

σmyd

fmyd

1

km

σmyd

fmyd

1

km 1.0



dla elementów drewnopochodnych, dla wszystkich przekrojów

 dla kombinacji 1

γM

1.2



częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu trwania 
obciążenia i wilgotności - działanie średniotrwałe

kmod 0.8



współczynnik     nie uwzględniany

kh

fm.90.k 34.6

N

mm

2



wytrzymałość charakterystyczna sklejki na zginanie

fm.90.d

fm.90.k kmod

γM

23.067 MPa



wytrzymałość obliczeniowa materiału na zginanie

Wy

ss h1

2

6

42 cm

3



wskaźnik wytrzymałości przekroju

σm.d

MEd1p

Wy

1 MPa



obliczeniowe naprężenia

σm.d

fm.90.d

0.043

<1 

warunek stanu granicznego nośności został spełniony

background image

 dla kombinacji 2

γM

1.2



częściowy współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiału

współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - działanie krótkotrwałe

kmod 0.9



współczynnik     nie uwzględniany

kh

fm.90.k 34.6

N

mm

2



wytrzymałość charakterystyczna sklejki na zginanie

fm.90.d

fm.90.k kmod

γM

25.95 MPa



wytrzymałość obliczeniowa materiału na zginanie

Wy

ss h1

2

6

42 cm

3



wskaźnik wytrzymałości przekroju

σm.d

MEd2p

Wy

10.357 MPa



obliczeniowe naprężenia

σm.d

fm.90.d

0.399

<1 

warunek stanu granicznego nośności został spełniony

 3.7 sprawdzenie SGU dla stopnia dla kombinacji 2

Iy

ss h1

3

12

63 cm

4



moment bezwładności stopnia

E0.mean 9519

N

mm

2



średni moduł sprężystości (zginanie)

u

4.515 10

3

kN

m

3



ugięcia belki

background image

ufin

u

E0.mean Iy

0.075 cm



umax

a1

250

0.42 cm



ugięcie maksymalne

ufin umax

1

warunek został spełniony

 4. obliczenia dla belki policzkowej

hb

n hs

1.176 m



wysokość biegu

a3

n

1

(

) ss

1.68 m



długość biegu w planie

lb

hb

2

a3

2

2.051 m



długość biegu

α

35deg



kąt nachylenia schodów

sin α

( )

0.574

background image

 4.1 zestawienie obciążeń

 wartości charakterystyczne

 stałe 

ciężar objętościowy drewna klasy C24

ρb

4.2

kN

m

3



pk

ρb h

 b

0.134

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (pionowo po długości belki)

pk.r pk sin α

( )

0.077

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pk.p pk cos α

( )

0.11

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

ρsk 6.2

kN

m

3

cięzar objętościowy sklejki

pks

ρsk

1
4

 a1

h1

0.049

kN

m



cięzar własny stopni (pionowo po długości belki)

pks.r pks sin α

( )

0.028

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.04

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

 zmienne 

qp

3

kN

m

2

1
4

 a1

0.788

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (pionowo po długości belki)

obciążenie zmienne użytkowe (równolegle do osi belki)

qpr qp sin α

( )

0.452

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qpp qp cos α

( )

0.645

kN

m



Qp

4.5kN



obciążenie montażowe (pionowo po długości belki)

Qpr Qp sin α

( )

2.581 kN



obciążenie montażowe (równolegle do osi belki)

Qpp Qp cos α

( )

3.686 kN



obciążenie montażowe (prostopadle do osi belki)

background image

 wartości obliczeniowe

 stałe 

współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiałów dla 
drewna litego

γM.d

1.3



γM 1.2

współczynnik bezpieczeństwa materiałów dla sklejki

γM.z

1.5



współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń zmiennych

pkdd

pk γM.d

0.175

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (pionowo po długości belki)

pk.r.d pk.r γM.d

0.1

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pk.p.d pk.p γM.d

0.143

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pksd pks γM

0.059

kN

m



cięzar własny stopni (pionowo po długości belki)

pks.rd

pks.r γM

0.034

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pks.pd pks.p γM

0.048

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

 zmiennne 

qpd qp γM.z

1.181

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (pionowo po długości belki)

obciążenie zmienne użytkowe (równolegle do osi belki)

qprd qpr γM.z

0.678

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qppd

qpp γM.z

0.968

kN

m



Qpd Qp γM.z

6.75 kN



obciążenie montażowe (pionowo po długości belki)

Qprd Qpr γM.z

3.872 kN



obciążenie montażowe (równolegle do osi belki)

Qppd

Qpp γM.z

5.529 kN



obciążenie montażowe (prostopadle do osi belki)

background image

 4.2 kombinacje obciążeń

 4.2.1 kombinacja I (obc. stałe + obciążenie użytkowe)

momenty [kNm]

schemat 

siły podłużne [kN]

background image

 4.2.2 kombinacja II (obc. stałe + obciążenie montażowe)

schemat 

momenty [kNm]

siły podłużne [kN]

 4.3 Wymiarowanie SGN belki policzkowej

fm.k 24MPa



wytrzymałość na zginanie

fc.0.k 21MPa



wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien

E0.mean.p 11GPa



średni modłuł sprężystości wzdłuż włókien

E0.05 7.4GPa



5% kwantyl modułu sprężystości wzdłuż włókien

 4.3.1 zestawienie miarodajnych obciążeń (warości obliczeniowe)

kombinacja I

Md1 0.499kN m



Nd1 0.682kN



Md2 2.917kN m



kombinacja II

Nd2 3.984kN



background image

 4.3.2 dane dotyczące przekroju

b

0.1 m

szerokość belki

h

0.32 m

wysokość belki

lef

1.05 lb

2.153 m



efektywna długość belki

Ab

b h

0.032 m

2



pole przekroju belki

Wyb

b h

2

6

1.707

10

3

cm

3



wskaźnik wytrzymałości

moment bezwładności względem osi y

Iy.b

b h

3

12

2.731

10

4

cm

4



moment bezwładności względem osi z

Iz.b

h b

3

12

2.667

10

3

cm

4



iy

Iy.b

Ab

9.238 cm



promień bezwładności względem osi y

iz

Iz.b

Ab

2.887 cm



promień bezwładności względem osi y

 4.4 obliczenia dla kombinacji I

γM.d 1.3

częściowy współczynnik bezpieczeństwa materiału dla drewna

współczynnik modyfikujący uwględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie średniotrwałe

kmod.d 0.8



wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod.d

γM.d

14.769 MPa



zginanie 

fc.0.d

fc.0.k kmod.d

γM.d

12.923 MPa



ściskanie wzdłuż włókien

obliczeniowe naprężenia:

σm.d

Md1
Wyb

0.292 MPa



zginanie 

σc.0.d

Nd1

Ab

0.021 MPa



ściskanie 

background image

sprawdzenie stanu graniczenego nośności przekroju na zginanie ze ściskaniem

naprężenia: 

σm.y.d

σm.d 0.292 MPa



σm.z.d.

0Pa



fm.y.d fm.d 14.769 MPa



naprężenie krytyczne przy zginaniu

σm.crit

0.78 b

2

h lef

E0.05

83.769 MPa



belka z drewna litego o przekroju prostokątnym

smukłość względna przy zginaniu

λrel.m

fm.k

σm.crit

0.535



współczynnik uwzględniający redukcje wytrzymałości 
ze względu na zwichrowanie elementu

kkrit 1



λz

lef

iz

74.59



smukłość względem osi z

λrel.z

λz

π

fc.0.d

E0.05

0.992



współczynnik dotyczący prostoliniowości elementów (drewno lite)

βc

0.2



kz 0.5 1 βc λrel.z 0.5

λrel.z

2

1.041



kc.z

1

kz

kz

2

λrel.z

2

0.403



sprawdzenie warunku normowego

warunek jest spełniony

σc.0.d

kc.z fc.0.d

2

σm.d

kkrit fm.d

1.981 %

background image

 4.4 obliczenia dla kombinacji II

γM.d 1.3

częściowy współczynnik bezpieczeństwa materiału dla drewna

współczynnik modyfikujący uwględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie średniotrwałe

kmod.d 0.9



wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod.d

γM.d

16.615 MPa



zginanie 

fc.0.d

fc.0.k kmod.d

γM.d

14.538 MPa



ściskanie wzdłuż włókien

obliczeniowe naprężenia:

σm.d

Md2
Wyb

1.709 MPa



zginanie 

σc.0.d

Nd2

Ab

0.125 MPa



ściskanie 

sprawdzenie stanu graniczenego nośności przekroju na zginanie ze ściskaniem

naprężenia: 

σm.y.d

σm.d 1.709 MPa



σm.z.d.

0Pa



fm.y.d fm.d 16.615 MPa



naprężenie krytyczne przy zginaniu

σm.crit

0.78 b

2

h lef

E0.05

83.769 MPa



belka z drewna litego o przekroju prostokątnym

smukłość względna przy zginaniu

λrel.m

fm.k

σm.crit

0.535



współczynnik uwzględniający redukcje wytrzymałości 
ze względu na zwichrowanie elementu

kkrit 1



λz

lef

iz

74.59



smukłość względem osi z

λrel.z

λz

π

fc.0.d

E0.05

1.052



background image

współczynnik dotyczący prostoliniowości elementów (drewno lite)

βc

0.2



kz 0.5 1 βc λrel.z 0.5

λrel.z

2

1.109



kc.z

1

kz

kz

2

λrel.z

2

0.379



sprawdzenie warunku normowego

σc.0.d

kc.z fc.0.d

2

σm.d

kkrit fm.d

10.338 %

warunek jest spełniony

 4.5 sprawdzenie SGU dla belki policzkowej

 4.5.1 dla kombinacji I

obciążenia stałe

pk.p pk cos α

( )

0.11

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.04

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

obciążenia zmienne

obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qpp qp cos α

( )

0.645

kN

m



lef

h

6.729

 <20

sprawdzenie warunku

ugięcie od obciążeń stałych

uinst.G

5

384

pk.p pks.p

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.02 mm



ugięcie od obciążeń zmiennych

uinst.q

5

384

qpp

 

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.086 mm



kdef

0.6



dla drewna litego, 1szej klasy użytkowania 

ψ2

0.3



dla kategorii B

background image

ufin.G uinst.G 1 kdef

0.032 mm



ugięcie od oddziaływania stałego

ufin.q uinst.q 1 ψ2 kdef

0.101 mm



ugięcie od oddziaływań zmiennych

ufin ufin.G ufin.q

0.133 mm



przemieszczenie końcowe

lef

250

8.613 mm

graniczne ugięcie belki

warunek został spełniony

 4.5.1 dla kombinacji II

obciążenia stałe

pk.p pk cos α

( )

0.11

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.04

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

obciążenia zmienne

obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

Qpp Qp cos α

( )

3.686 m

kN

m



lef

h

6.729

 <20

sprawdzenie warunku

ugięcie od obciążeń stałych

uinst.G

5

384

pk.p pks.p

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.02 mm



ugięcie od obciążeń zmiennych

uinst.Q

5

384

Qpp

 

lef

3

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.227 mm



kdef

0.6



dla drewna litego, 1szej klasy użytkowania 

ψ2

0.3



dla kategorii B

ufin.G uinst.G 1 kdef

0.032 mm



ugięcie od oddziaływania stałego

ufin.Q uinst.Q 1 ψ2 kdef

0.268 mm



ugięcie od oddziaływań zmiennych

ufin ufin.G ufin.Q

0.3 mm



przemieszczenie końcowe

lef

250

8.613 mm

graniczne ugięcie belki

warunek został spełniony

background image

 5. obliczenia dla dodatkowej belki pod biegiem

b

10cm



wstępne wymiary belki policzkowej

h

10.06cm



 5.1 zestawienie obciążeń

 wartości charakterystyczne

 stałe 

ciężar objętościowy drewna klasy C24

ρb

4.2

kN

m

3



pk

ρb

24.49cm

10.08cm


2

b

0.073

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (pionowo po długości)

pk.r pk sin α

( )

0.042

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pk.p pk cos α

( )

0.059

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

ρsk 6.2

kN

m

3

cięzar objętościowy sklejki

pks

ρsk

1
2

 a1

h1

0.098

kN

m



cięzar własny stopni (pionowo po długości belki)

pks.r pks sin α

( )

0.056

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.08

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

background image

 zmienne 

qp

3

kN

m

2

1
2

 a1

1.575

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (pionowo po długości belki)

obciążenie zmienne użytkowe (równolegle do osi belki)

qpr qp sin α

( )

0.903

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qpp qp cos α

( )

1.29

kN

m



Qp

4.5kN



obciążenie montażowe (pionowo po długości belki)

Qpr Qp sin α

( )

2.581 kN



obciążenie montażowe (równolegle do osi belki)

Qpp Qp cos α

( )

3.686 kN



obciążenie montażowe (prostopadle do osi belki)

 wartości obliczeniowe

 stałe 

współczynnik bezpieczeństwa właściwości materiałów dla 
drewna litego

γM.d

1.3



γM 1.2

współczynnik bezpieczeństwa materiałów dla sklejki

γM.z

1.5



współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń zmiennych

pkdd

pk γM.d

0.094

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (pionowo po długości belki)

pk.r.d pk.r γM.d

0.054

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pk.p.d pk.p γM.d

0.077

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pksd pks γM

0.117

kN

m



cięzar własny stopni (pionowo po długości belki)

pks.rd

pks.r γM

0.067

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (równolegle do osi belki)

pks.pd pks.p γM

0.096

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

background image

 zmiennne 

qpd qp γM.z

2.362

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (pionowo po długości belki)

obciążenie zmienne użytkowe (równolegle do osi belki)

qprd qpr γM.z

1.355

kN

m



obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qppd

qpp γM.z

1.935

kN

m



Qpd Qp γM.z

6.75 kN



obciążenie montażowe (pionowo po długości belki)

Qprd Qpr γM.z

3.872 kN



obciążenie montażowe (równolegle do osi belki)

Qppd

Qpp γM.z

5.529 kN



obciążenie montażowe (prostopadle do osi belki)

 5.2 kombinacje obciążeń

 5.2.1 kombinacja I (obc. stałe + obciążenie użytkowe)

schemat 

momenty [kNm]

siły podłużne [kN]

background image

 5.2.2 kombinacja II (obc. stałe + obciążenie montażowe)

schemat 

momenty [kNm]

siły podłużne [kN]

 5.3 Wymiarowanie SGN belki policzkowej

fm.k 24MPa



wytrzymałość na zginanie

fc.0.k 21MPa



wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien

E0.mean.p 11GPa



średni modłuł sprężystości wzdłuż włókien

E0.05 7.4GPa



5% kwantyl modułu sprężystości wzdłuż włókien

background image

 5.3.1 zestawienie miarodajnych obciążeń (warości obliczeniowe)

kombinacja I

Md1 0.908kN m



Nd1 1.241kN



kombinacja II

Md2 2.910kN m



Nd2 3.974kN



 5.3.2 dane dotyczące przekroju

b

0.1 m

szerokość belki

h

0.101 m

wysokość belki

lef

1.05 lb

2.153 m



efektywna długość belki

Ab

b h

0.01 m

2



pole przekroju belki

Wyb

b h

2

6

168.673 cm

3



wskaźnik wytrzymałości

Iy.b

b h

3

12

848.424 cm

4



moment bezwładności względem osi y

Iz.b

h b

3

12

838.333 cm

4



moment bezwładności względem osi z

iy

Iy.b

Ab

2.904 cm



promień bezwładności względem osi y

iz

Iz.b

Ab

2.887 cm



promień bezwładności względem osi y

 5.4 obliczenia dla kombinacji I

γM.d 1.3

częściowy współczynnik bezpieczeństwa materiału dla drewna

współczynnik modyfikujący uwględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie średniotrwałe

kmod.d 0.8



wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod.d

γM.d

14.769 MPa



zginanie 

ściskanie wzdłuż włókien

fc.0.d

fc.0.k kmod.d

γM.d

12.923 MPa



background image

obliczeniowe naprężenia:

σm.d

Md1
Wyb

5.383 MPa



zginanie 

σc.0.d

Nd1

Ab

0.123 MPa



ściskanie 

sprawdzenie stanu graniczenego nośności przekroju na zginanie ze ściskaniem

naprężenia: 

σm.y.d

σm.d 5.383 MPa



σm.z.d.

0Pa



fm.y.d fm.d 14.769 MPa



naprężenie krytyczne przy zginaniu

σm.crit

0.78 b

2

h lef

E0.05

266.463 MPa



belka z drewna litego o przekroju prostokątnym

smukłość względna przy zginaniu

λrel.m

fm.k

σm.crit

0.3



współczynnik uwzględniający redukcje wytrzymałości 
ze względu na zwichrowanie elementu

kkrit 1



λz

lef

iz

74.59



smukłość względem osi z

λrel.z

λz

π

fc.0.d

E0.05

0.992



współczynnik dotyczący prostoliniowości elementów (drewno lite)

βc

0.2



kz 0.5 1 βc λrel.z 0.5

λrel.z

2

1.041



kc.z

1

kz

kz

2

λrel.z

2

0.403



sprawdzenie warunku normowego

σc.0.d

kc.z fc.0.d

2

σm.d

kkrit fm.d

36.505 %

warunek jest spełniony

background image

 5.4 obliczenia dla kombinacji II

γM.d 1.3

częściowy współczynnik bezpieczeństwa materiału dla drewna

współczynnik modyfikujący uwględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciążenie średniotrwałe

kmod.d 0.9



wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod.d

γM.d

16.615 MPa



zginanie 

ściskanie wzdłuż włókien

fc.0.d

fc.0.k kmod.d

γM.d

14.538 MPa



obliczeniowe naprężenia:

σm.d

Md2
Wyb

14.822 MPa



zginanie 

σc.0.d

Nd2

Ab

0.395 MPa



ściskanie 

sprawdzenie stanu graniczenego nośności przekroju na zginanie ze ściskaniem

naprężenia: 

σm.y.d

σm.d 14.822 MPa



σm.z.d.

0Pa



fm.y.d fm.d 16.615 MPa



naprężenie krytyczne przy zginaniu

σm.crit

0.78 b

2

h lef

E0.05

266.463 MPa



belka z drewna litego o przekroju prostokątnym

smukłość względna przy zginaniu

λrel.m

fm.k

σm.crit

0.3



współczynnik uwzględniający redukcje wytrzymałości 
ze względu na zwichrowanie elementu

kkrit 1



λz

lef

iz

74.59



smukłość względem osi z

λrel.z

λz

π

fc.0.d

E0.05

1.052



background image

współczynnik dotyczący prostoliniowości elementów (drewno lite)

βc

0.2



kz 0.5 1 βc λrel.z 0.5

λrel.z

2

1.109



kc.z

1

kz

kz

2

λrel.z

2

0.379



sprawdzenie warunku normowego

σc.0.d

kc.z fc.0.d

2

σm.d

kkrit fm.d

89.718 %

warunek jest spełniony

 5.5 sprawdzenie SGU dla belki policzkowej

 5.5.1 dla kombinacji I

obciążenia stałe

pk.p pk cos α

( )

0.059

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.08

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

obciążenia zmienne

obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

qpp qp cos α

( )

1.29

kN

m



lef

h

21.404

 <20

sprawdzenie warunku

ugięcie od obciążeń stałych

uinst.G

5

384

pk.p pks.p

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.436 mm



ugięcie od obciążeń zmiennych

uinst.q

5

384

qpp

 

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

4.032 mm



kdef

0.6



dla drewna litego, 1szej klasy użytkowania 

ψ2

0.3



dla kategorii B

background image

ufin.G uinst.G 1 kdef

0.697 mm



ugięcie od oddziaływania stałego

ufin.q uinst.q 1 ψ2 kdef

4.757 mm



ugięcie od oddziaływań zmiennych

ufin ufin.G ufin.q

5.455 mm



przemieszczenie końcowe

lef

250

8.613 mm

graniczne ugięcie belki

warunek został spełniony

 5.5.1 dla kombinacji II

obciążenia stałe

pk.p pk cos α

( )

0.059

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

pks.p pks cos α

( )

0.08

kN

m



ciężar własny belki policzkowej (prostopadle do osi belki)

obciążenia zmienne

obciążenie zmienne użytkowe (prostopadle do osi belki)

Qpp Qp cos α

( )

3.686 m

kN

m



lef

h

21.404

 <20

sprawdzenie warunku

uinst.G

5

384

pk.p pks.p

lef

4

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

0.436 mm



ugięcie od obciążeń stałych

uinst.Q

5

384

Qpp

 

lef

3

1

19.2

h

lef

2









E0.mean.p Iy.b

5.35 mm



ugięcie od obciążeń zmiennych

kdef

0.6



dla drewna litego, 1szej klasy użytkowania 

ψ2

0.3



dla kategorii B

ufin.G uinst.G 1 kdef

0.697 mm



ugięcie od oddziaływania stałego

ufin.Q uinst.Q 1 ψ2 kdef

6.312 mm



ugięcie od oddziaływań zmiennych

ufin ufin.G ufin.Q

7.01 mm



przemieszczenie końcowe

lef

250

8.613 mm

graniczne ugięcie belki

warunek został spełniony

background image

 6. Obliczenia dla belki spocznikowej

z uwagi na zastosowanie belki w środku rozpiętości spocznika, zablokowane zostało jej
 ugięcie w płaszczyźnie poziomej. belka ta nie zbiera obciążenia od pokrycia spocznika
(zamocowana poniżej)

 6.1 zestawienie obciążeń

hsp 0.28 m

wysokość belki spocznikowej

bsp 0.16 m

grubość belki spocznikowej

stałe:

ciężar stopni (1/4 szerokości) + ciężar belki policzkowej:

w kierunku pionowym

wbp2

0.204kN



wbp3

0.103kN



background image

ciężar stopni (1/2 szerokości) + ciężar belki dodatkowej:

w kierunku pionowym

wbp4

0.222kN



wbp5

0.112kN



psp

ρb hsp

bsp

0.188

kN

m



ciężar własny belki spocznikowej

ppsp 1.66m

1
2

 ρsk

0.03

m

0.154

kN

m



ciężar pokrycia spocznika - zbierany z połowy 
spocznika (sklejka 30mm)

obciążenia zmienne: 

obciążenie użytkowe , zbierane z belki policzkowej (3kN/m)

w kierunku pionowym

wbp6

1.317kN



wbp7

0.665kN



background image

obciążenie użytkowe , zbierane z dodatkowej belki podbiegowej (3kN/m)

w kierunku pionowym

wbp8

2.634kN



wbp9

1.330kN



 6.2. schematy obciążeń

stałe 

użytkowe 

background image

technologiczne 

 6.3 wykresy sił

kombinacja I (stałe + użytkowe) [kNm]

Myd.1 4.102kN m



momenty [kNm] 

siły poprzeczne [kN]

background image

kombinacja II (stałe + technologiczne) [kN]

momenty [kNm] 

Myd.2 3.255kN m



siły poprzeczne [kN]

 6.3. Stan SGN dla kombinacji I

Asp

bsp hsp

0.045 m

2



pole przekroju belki

Wysp

bsp hsp

2

6

2.091

10

3

cm

3



wskaźnik wytrzymałości

Iysp

bsp hsp

3

12

2.927

10

4

cm

4



moment bezwładności

γM.d 1.3

częściowy spółczynnik bezpieczeństwa właściowości 
materiału

kmod 0.8



współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciązenie średniotrwałe

background image

wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod

γM.d

14.769 MPa



zginanie 

km 0.7



dla przekroju prostokątnego, litego drewna

σm.y.d

Myd.1

Wysp

1.962 MPa



fm.y.d fm.d 14.769 MPa



sprawdzenie warunków normowych:

km

σm.y.d

fm.y.d

9.299 %

warunek został spełniony

 6.4. Stan SGN dla kombinacji II

Asp

bsp hsp

0.045 m

2



pole przekroju belki

Wysp

bsp hsp

2

6

2.091

10

3

cm

3



wskaźnik wytrzymałości

Iysp

bsp hsp

3

12

2.927

10

4

cm

4



moment bezwładności

γM.d 1.3

częściowy spółczynnik bezpieczeństwa właściowości 
materiału

kmod 0.9



współczynnik modyfikujący, uwzględniający efekt czasu 
trwania obciążenia i wilgotności - obciązenie średniotrwałe

wartości obliczeniowe wytrzymałości potrzebne do wymiarowania

fm.d

fm.k kmod

γM.d

16.615 MPa



zginanie 

km 0.7



dla przekroju prostokątnego, litego drewna

σm.y.d

Myd.2

Wysp

1.557 MPa



fm.y.d fm.d 16.615 MPa



sprawdzenie warunków normowych:

km

σm.y.d

fm.y.d

6.559 %

warunek został spełniony

background image

 6.5. Stan SGU dla kombinacji I

długość belki spocznikowej ls 2.55m



u

0.8cm



ugięcie
belki 
maksymalne ugięcie
belki

umax

ls

250

1.02 cm



sprawdzenie
warunku

u

umax

1

 6.6. Stan SGU dla kombinacji
 II

u

0.6cm



ugięcie
belki 
maksymalne ugięcie
belki

umax

ls

250

1.02 cm



sprawdzenie
warunku

u

umax

1