background image

Dane :

Rozpiętość podciągu : 

L

12.4

m



Rozstaw podciągów :

B

6.3

m



Ciężar żelbetu:

γ

z

25

kN

m

3



Grubość płyty stropowej:

d

12

cm



Ciężar płyty stropowej:

g

p

d γ

z

3

kN

m

2



Ciężar warstw wykończeniowych:

g

war

0.4

kN

m

2



Obciążenie użytkowe stropu:

q

5.2

kN

m

2



Rozstaw belek stropowych:

a

roz

2.067

m



Stal gatunku: S275

Granica plastyczności:

f

y

275

N

mm

2



Moduł sprężystości: 

E

210000

N

mm

2



γ

M0

1



Przyjmuję dwuteownik IPE330

h

330

mm



h

w

307

mm



t

w

7.5

mm



b

f

160

mm



t

f

11.5

mm



r

18

mm



A

62.6

cm

2



I

y

11770

cm

4



I

z

788

cm

4



I

T

28.8

cm

2



I

w

199100

cm

6



background image

W

pl_y

t

f

b

f

h t

f

t

w

h

2

t

f





2

4

r

2

h

2

t

f

r

2





π

r

2

h

2

t

f

r

4

r

3

π





8

105

mm

3



g

w

0.49

kN

m



1. Zebranie obciążeń:

Obciążenia stałe:

G

k

g

w

g

p

g

war

a

roz

7.518

kN

m



Obciążenia zmienne:

Q

k

q a

roz

10.748

kN

m



Współczynniki: 

γ

G_sup

1.35



γ

Q

1.5



ξ

0.85



F

uls

ξ γ

G_sup

G

k

γ

Q

Q

k

24.749

kN

m



2. Obliczenia statyczne belki stropowej

Wykres momentu zginającego:

Maksymalny moment przęsłowy:

M

y_Ed

0.125

F

uls

B

2

122.787

kN·m



background image

Wykres siły poprzecznej

Maksymalna siła poprzeczna przy podporze:

V

z_Ed

0.5

F

uls

B

77.96

kN



3. Wymiarowanie belki stropowej

3.1 Sprawdzenie stanu granicznego nośności belki stropowej z dwuteownika walcowanego,
zabezpieczonej przed zwichrzeniem

3.1.1. Klasa przekroju przy zginaniu względem osi y-y

ε

235

MPa

f

y

0.924



Stosunek szerokości do grubości:

środnik

c

t

h

2

t

f

2

r

t

w

36.133



c

t

< 66.53

stopka

c

t

b

f

t

w

2

r

2

t

f

5.065



c

t

< 8,316

Przy zginaniu względem osi y-y przekrój jest klasy 1.

3.1.2. Nośność obliczeniowa przekroju klasy 1 przy zginaniu

M

c_y_Rd

W

pl_y

f

y

γ

M0

221.191

kN·m



3.1.3. Warunek nośności belki ze względu na zginanie:

M

y_Ed

M

c_y_Rd

0.555

background image

3.1.4. Sprawdzenie nośności belki przy ścinaniu na podporze

Warunek stateczności miejscowej przy ścinaniu:

η

1.2



h

w

t

w

40.933

<

72

ε

η

55.465

Środnik nie jest wrażliwy na utratę stateczności przy ścinaniu.

Pole przekroju czynnego:

A

v_z

A

2

b

f

t

f

t

w

2

r

t

f

3.08

103

mm

2



lecz nie mniej niż:

η

t

w

h

w

2.763

103

mm

2

Obliczeniowa nośność przekroju przy ścinaniu:

V

c_z_Rd

A

v_z

f

y

3

γ

M0

489.055

kN



Warunek nośności przy ścinaniu:

V

z_Ed

V

c_z_Rd

0.159

< 1

Warunek jest spełniony.

3.2. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności.

Kombinacja obciążeń:

G

k

Q

k

18.266

kN

m

Maksymalne ugięcie belki:

w

max

5

G

k

Q

k

B

4

384

E

I

y

15.158

mm



Wartość graniczna ugięcia:

w

s

B

350

18

mm



w

max

 < 

w

s

Warunek jest spełniony.

background image

4. Obliczenia statyczne podciągu

Przyjmuję dwuteownik spawany, środnik z blachy 8x1000, półki 16x260

a

5

mm



h

wp

1000

mm



t

wp

8

mm



b

fp

260

mm



t

fp

16

mm



A

p

105

cm

2



I

yp

b

fp

h

wp

2.

t

fp

3





h

wp

3

b

fp

t

wp

12

3

109

mm

4



W

el_y

2

I

yp

h

wp

2

t

fp

5

106

mm

3



I

zp

h

wp

t

wp

3

12

4

t

fp

b

fp

2





3

12

t

fp

b

fp

2





t

fp

4





2

1.189

107

mm

4



i

zp

I

zp

A

p

33.655

mm



W

pl_yp

t

fp

b

fp

h

wp

t

fp

t

wp

h

wp

2





2

6.2

106

mm

3



g

wp

0.63

kN

m



Zebranie obciążeń:

G

kp

g

wp

g

p

g

war

g

w

a

roz

B

23.543

kN

m



Q

kp

q B

32.76

kN

m



F

ulsp

ξ γ

G_sup

G

kp

γ

Q

Q

k

43.139

kN

m



background image

Wykres momentu zginającego:

Maksymalny moment przęsłowy:

M

y_Ed_cp

0.125

F

ulsp

L

2

829.13

kN·m



Wykres siły poprzecznej:

Maksymalna siła poprzeczna przy podporze:

V

z_Ed_cp

0.5

F

ulsp

L

267.46

kN



5. Wymiarowanie podciągu.

5.1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności i podciągu spawanego, stężonego bocznie
punktowo, w przekroju przęsłowym i podporowym.

5.1.1. Klasa przekroju przy zginaniu.

ε

235

MPa

f

y

0.924



Stosunek szerokości do grubości:

środnik

c

t

h

wp

2

a

2

t

wp

123.232



c

t

> 114.6 - klasa 4

stopka

c

t

b

fp

t

wp

2

a

2

2

t

fp

7.433



c

t

< 8.3 - klasa 1

background image

Przy zginaniu względem osi y-y przekrój jest klasy 4, a wrażliwy na niestateczność miejscową jest
środnik.

5.1.2. Nośność obliczeniowa przekroju klasy 4 przy zginaniu.

Stateczność miejscowa środnika

Parametr niestateczności miejscowej ścianki przęsłowej o współczynniku

ψ

1



k

σ

23.9



Smukłość płytowa ścianki

λ

p

h

wp

2

a

2

t

wp

1

28.4

ε

k

σ

0.96



Współczynnik redukcyjny

ρ

λ

p

0.055

3

ψ

(

)

λ

p

2

0.922



Szerokość strefy ściskanej i rozciąganej środnika

b

c

h

wp

2

a

2

2

492.929

mm



b

t

b

c

492.929

mm



Szerokość współpracująca

b

eff

ρ

b

c

454.571

mm



Szerokość części przylegających do pasa ściskanego b

e1

 i od osi obojętnej b

e2

b

e1

0.4

b

eff

181.828

mm



b

e2

0.6

b

eff

272.742

mm



Przesunięcie położenia osi obojętnej przekroju współpracującego

Δ

z

t

wp

b

c

b

eff

b

e2

0.5

b

c

0.5

b

eff

A

p

t

wp

b

c

b

eff

8.788

mm



Moment bezwładności przekroju współpracującego

I

eff_y

I

yp

A

p

Δ

z

2

t

wp

b

c

b

eff

3

12

t

wp

b

c

b

eff

h

wp

2

a

2

Δ

z

b

e1

b

c

b

eff

2





2

2.787

109

mm

4



Wskaźnik sprężysty skrajnych włókien ściskanych przekroju współpracującego

W

eff_y

I

eff_y

h

wp

2

t

fp

Δ

z

5.311

106

mm

3



background image

Nośność obliczeniowa przekroju klasy 4 przy zginaniu względem osi y-y

M

c_y_Rdp

W

eff_y

f

y

γ

M0

1460

kN·m



5.1.3. Uproszczona ocena zwichrzenia w budynkach.

Smukłość graniczna pasa zastępczego

λ

_c0

0.4



λ

_1

π

E

f

y

86.815



I

f_z

I

zp

h

wp

2

3

t

wp

3

12

2

5932338

mm

4



A

f_z

A

p

h

wp

2

3

t

wp

2

2.583

103

mm

2



Promień bezwładnośći pasa zastępczego

i

f_z

I

f_z

A

f_z

47.921

mm



Rozkład momentu zginającego w przęśle między stężeniami jest bliski stałemu, tym samym można
przyjąć

k

c

1



Rozstaw między stężeniami

L

c

1650

mm



λ

1

λ

_1

ε

80.253



M

c_y_Rd

221.191

kN·m

λ

_f

k

c

L

c

i

f_z

λ

1

0.429



background image

λ

_c0

M

c_y_Rd

M

y_Ed

0.721

λ

_f

0.429

<

0.721

Warunek jest spełniony, belka nie jest narażona na zwichrzenie.

5.1.4. Sprawdzenie nośności podciągu przy zginaniu w przęśle.

M

y_Ed_cp

M

c_y_Rdp

0.568

 < 1

Warunek jest spełniony.

5.1.5. Sprawdzenie nośności podciągu przy ścinaniu na podporze.

Przyjmuję żebra podporowe i pośrednie.Przy podporze przyjmuję rozstaw 1000mm, na długości
przęsła 1650mm.

Przy podporze:

a

1000

mm



V

z_Ed_cp

267.46

kN

h

wp

t

wp

125

72

ε

η

55.465

Środnik jest wrażliwy na utratę stateczności miejscowej przy ścinaniu.

Względna smukłość płytowa

λ

w

h

wp

86.4

t

wp

ε

1.565



Współczynnik niestateczności przy ścinaniu

χ

w

1.37

0.7

λ

w

0.605



gdy  λ

w  

> 1,08

γ

M1

1.0



Nośność obliczeniowa przekroju przy ścinaniu

V

b_w_z_Rd

χ

w

f

y

h

wp

t

wp

γ

M1

3

768.253

kN



background image

Warunek nośności przy ścinaniu

V

c_Rd

V

b_w_z_Rd

768.253

kN



V

z_Ed_cp

V

c_Rd

0.348

Warunek jest spełniony

5.2 Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności.

G

kp

Q

kp

56.303

kN

m

w

tot

5

G

kp

Q

kp

L

4

384

E

I

yp

29.331

mm



w

s

L

250

49.6

mm



w

tot

<

w

s

Warunek jest spełniony.

5.3 Sprawdzenie nośności spoin pachwinowych łączących pas ze środnikiem w strefie
przypodporowej.

Grubość spoin

a

5

mm



V

z_Ed_cp

267.46

kN

f

u

360

MPa



Współczynnik częściowy

γ

M2

1.25



Współczynnik korelacji spoin pachwinowych

β

w

0.85



h

p

h

wp

2

t

fp

1.032

103

mm



Moment statyczny pasa względem osi y-y:

S

y_f

0.5

b

fp

t

fp

h

w

t

f

6.625

105

mm

3



Moment bezwładności przekroju względem osi y-y

I

y

h

p

3

b

fp

h

wp

3

b

fp

t

wp

12

3

109

mm

4



background image

Naprężenia styczne równoległe do osi spoiny:

τ

II

V

z_Ed_cp

S

y_f

I

y 2

a

6.297

MPa



Warunek nośności spoin:

τ

II

6.297

MPa

<

f

u

3

β

w

γ

M2

201.64

MPa

Warunek jest spełniony.

5.4. Dobór przekroju żebra w miejscu połączenia belek stropowych z podciągiem.

Żebro podporowe przyjęto jako zdwojone żebro dwustronne z płaskownika 10x120 w odstępie
osiowo 160mm.

b

st

120

mm



t

st

10

mm



e

160

mm



b

st

t

st

12

<

14

ε

12.942

Żebro jest stateczne

A

st

4

b

st

t

st

4.8

103

mm

2



>

4

h

w

t

w

2

e

431.719

mm

2

e

160

mm

0.1

h

wp

100

mm

Warunek jest spełniony. Przyjmuję zdwojone żebro dwustronne z płaskownika 10x120 w odstępie
osiowo 160mm.

6. Wymiarowanie połączenia belki stropowej z podciągiem.

Siła poprzeczna:

V

Ed

V

z_Ed

77.96

kN



Połączenie kategorii A. Przyjmuję 3 śruby M16, kl. 8.8

d

16

mm



d

0

18

mm



f

yb

640

MPa



f

ub

800

N

mm

2



A

s

161

mm

2



Obliczeniowa nośność śrub na docisk do otworu

background image

e

1

60

mm



e

2

50

mm



p

1

90

mm



W przypadku docisku do górnego brzegu otworów (poprzecznie do osi belki)

e

1

3d

0

1.111

f

ub

f

u

2.222

1 0



Przyjmuję najmniejszą wartość

α

bz

1



k

1z

2.8

e

2

d

0

1.7

6.078

1.4

p

1

d

0

1.7

5.3

2.5

Przyjmuję najmnniejszą wartość

k

1z

2.5



W przypadku docisku do bocznego brzegu otworów (wzdłuż osi belki)

e

2

3d

0

0.926

f

ub

f

u

2.222

1 0



Przyjmuję najmniejszą wartość

α

bx

0.926



k

1x

background image

2.8

e

1

d

0

1.7

7.633

1.4

p

1

d

0

1.7

5.3

2.5

Przyjmuję najmnniejszą wartość

k

1x

2.5



Obliczeniowa nośność pojedynczej śruby na docisk poprzecznie do osi belki:

F

b_i_z_Rd

k

1z

α

bz

f

u

d

t

w

γ

M2

86.4

kN



Obliczeniowa nośność pojedynczej śruby na docisk wzdłuż osi belki:

F

b_i_x_Rd

k

1x

α

bx

f

u

d

t

w

γ

M2

80.006

kN



Obliczeniowa nośność śrub na ścinanie w jednej płaszczyźnie

α

v

0.6



Obliczeniowa nośność pojedynczej śruby na ścinanie:

F

v_i_Rd

α

v

f

ub

A

s

γ

M2

62

kN



Siły w śrubach w połączeniu obciążonym mimośrodowo

Siła poprzeczna:

V

z_Ed

77.96

kN

Mimośród :

e

68

mm



Moment :

M

Ed

V

z_Ed

e

5.301

kN·m



Składowe sił w poszczególnych śrubach:

od siły poprzecznej

F

V_i_Ed

V

z_Ed

3

25.987

kN



od momentu

F

M_i_Ed

M

Ed

p

1

2

p

1

2

29.452

kN



background image

Siła wypadkowa w skrajnej śrubie:

F

Ed

F

V_i_Ed

2

F

M_i_Ed

2

39.277

kN



Warunki nośności śrub

O nośności śrub decyduje obliczeniowa nośność pojedynczej śruby na docisk wzdłuż osi belki:

F

v_i_Rd

61.824

kN

Warunek nośności

F

Ed

F

v_i_Rd

0.635

Rozerwanie blokowe

Przekrój netto rozciągany:

A

nt

t

w

e

2

0.5

d

0

307.5

mm

2



Przekrój netto ścinany:

A

nv

t

w

p

1 2

e

1

2.5

d

0

1.462

103

mm

2



Obliczeniowa nośność na rozerwanie blokowe:

V

eff_2_Rd

0.5

f

u

A

nt

γ

M2

f

y

A

nv

γ

M0

3

276.483

kN



Warunek nośności

V

Ed

V

eff_2_Rd

0.282