background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

1.  Wyznaczenie nośności stropu dla założonych parametrów  

1.1  Przekrój, dane geometryczne i materiałowe stropu  

Rys. [1.1] Przekrój stropu Fert – 60 

Strop Fert – 60 to betonowany na miejscu budowy gęstożebrowy strop ceramiczno – 

żelbetowy. Stosuję się go głównie w budownictwie jednorodzinnym. Strop tworzą 

prefabrykowane belki ceramiczno – żelbetowe, pustaki ceramiczne, żebra żelbetowe i 

płyta betonowa.  Strop wykonany jest z betonu C16/20 i stali A – III.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. [1.2] Rozpiętość modularna przęsła lewego i prawego 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

1.2 Strop o rozpiętości L=5,40m  

1.2.1  Schemat statyczny i zestawienie obciążeń  

 

 

 

 

 

Rys. [1.3] Schemat statyczny stropu 

Tab.[1.1] Zestawienie obciążeń stałych 

 

1.3 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI BELEK STROPOWYCH 

Belka stropowa stropu typu Fert 60 składa z kształtki ceramicznej, zbrojenia nośnego 

podstawowego 2xϕ8, zbrojenia nośnego dodatkowe 2x ϕ12, krzyżulców kratownicy 

przestrzennej ϕ5 i betonu wypełniającego kształtkę.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. [1.4] Detal belki stropowej 

Nr

Ɣ

d

1

1,35

2

1,35

3

-

4

1,35

5

1,35

6

1,35

SUMA

Tynk cementowo - wapienny 0,015m*19kN/m

3

0,285

0,385

3,98

5,37

Styropian FS 0,03m*0,45kN/m

3

0,014

0,019

Strop ceramiczny gęstożebrowy Fert 60

2,77

3,740

Wylewka betonowa 0,035m*23kN/m

3

0,805

1,087

Folia budowlana

-

-

Nazwa warstwy 

Q

k

 [kN/m

2

]

Q

d

 [kN/m

2

]

Panele podłogowe 0,015m*7kN/m

3

0,105

0,142

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

mm

b

mm

h

mm

h

f

90

240

35

MPa

f

MPa

f

ctd

cd

87

,

0

6

,

10

m

h

m

h

m

b

m

b

f

w

eff

035

,

0

24

,

0

09

,

0

51

,

0

1.3.1  Sprawdzenie nośności na zginanie 

  Określenie szerokości współpracującej b

eff

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

Rys. [1.5] Przekrój obliczeniowy żebra stropu typu Fert 60  

W obliczeniach wg stanu granicznym nośności szerokości współpracujące płyty 

muszą spełniać warunki: 

                   

max

510

210

2

90

2

210

35

6

6

1

,

1

,

1

,

mm

mm

mm

b

b

b

mm

mm

b

h

b

eff

eff

eff

f

eff

 

Przyjęto b

eff

=510mm 

  Obliczenia przeprowadza się dla następujących danych: 

Beton klasy: C16/20:                                 Wymiary: 

 

 

Stal klasy: A – III 

53

,

0

350

lim

,

eff

yd

MPa

f

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

  Obliczenie rzeczywistej wysokości użytecznej przekroju  

m

mm

mm

mm

a

h

d

prov

prov

22

,

0

220

20

240

,

1

 

  Sprawdzamy warunek na umowną oś obojętną przy uwzględnieniu tylko 

dolnego zbrojenia 

f

eff

cd

prov

s

yd

h

b

f

A

f

,

1

 

A

s1,prov 

– pole przekroju zbrojenia dolnego belki stropowej odczytane z tablic 

2

2

,

1

000214

,

0

14

,

2

12

2

8

2

m

cm

A

prov

s

 

kN

h

b

f

kN

A

f

f

eff

cd

prov

s

yd

2

,

189

035

,

0

51

,

0

10600

9

,

74

000214

,

0

350000

,

1

Warunek został spełniony. Obliczeniową nośność na zginanie należy wyznaczyć jak 

dla podwójnie zbrojonego przekroju prostokątnego o szerokości b=b

eff

 i wysokości 

użytecznej d. Przekrój pozornie teowy.  

  Położenie umownej osi obojętnej w przekroju ( z równanie równowagi sił)  

b

f

A

A

f

x

cd

prov

s

prov

s

yd

eff

,

2

,

1

 

Założenia: 

eff

prov

s

b

b

A

0

,

2

otrzymujemy: 

m

m

b

f

A

f

x

eff

cd

prov

s

yd

eff

015

,

0

014

,

0

51

,

0

10600

000214

,

0

10

350

3

,

1

 

i porównujemy z położeniem granicznym tej osi: 

m

d

x

prov

eff

eff

12

,

0

22

,

0

53

,

0

lim

,

lim

,

 

Jeżeli 

lim

,

eff

eff

x

x

, to nośność obliczeniową przekroju na zginanie wyznaczamy z 

następującego wyrażenia ( otrzymanego z równania równowagi momentów 

zapisanego względem osi ciężkości przekroju zbrojenia rozciąganego):  

kNm

x

d

x

b

f

M

eff

prov

eff

eff

cd

Rd

12

,

16

015

,

0

5

,

0

22

,

0

015

,

0

51

,

0

10600

5

,

0

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

2

2

2

000039

,

0

39

,

0

22

,

0

07

,

0

70

m

cm

A

m

d

m

mm

b

sw

prov

w

MPa

f

MPa

f

MPa

f

ck

ctd

cd

16

87

,

0

6

,

10

 Wyznaczenie obciążenia użytkowego p 

m

kN

m

kNm

l

M

q

l

q

M

Rd

Rd

/

40

,

4

)

4

,

5

(

12

,

16

8

8

*

8

*

2

2

2

 

m

cm

a

6

,

0

60

rozstaw żeber w stropie typu Fert 60 

2

2

2

2

2

/

2

/

97

,

1

/

37

,

5

/

34

,

7

*

*

/

34

,

7

60

,

0

:

/

40

,

4

*

m

kN

m

kN

m

kN

m

kN

p

q

q

p

p

q

q

m

kN

m

m

kN

q

 

Strop gęstożebrowy typu Fert 60 przeniesie obciążenie użytkowe o wartości 

2kN/m

1.3.2 Sprawdzenie belki stropowej na ścinanie 

Belka składa się z krzyżulców kratownicy przestrzennej ϕ5 stali A – I i betonu 

wypełniającego kształtkę. Rozstaw krzyżulców to 18cm, a najmniejsza szerokość 

przekroju wynosi 70mm.  

  Obliczenia przeprowadza się dla następujących danych: 

Beton klasy: C16/20:  

 

 

Wymiary: 

 

 

 

Stal klasy: A – I 

62

,

0

210

lim

,

eff

ywd

MPa

f

 

  Warunki nośności: 

1) 

2

2

cot

1

cot

cot

z

b

vf

V

w

cd

Rd

 

2) 

sin

)

cot

(cot

2

2

2

3

z

s

f

A

V

ywd

sw

Rd

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

  Wyznaczenie nośności V

Rd2

 

Stan graniczny nośności na ścinanie ma miejsce wtedy, gdy naprężenia w 

ściskanych krzyżulcach betonowych osiągają wartość 

cd

c

vf

, zaś w zbrojeniu 

poprzecznym 

ywd

s

f

, przy czym:  

56

,

0

)

250

/

16

1

(

6

,

0

)

250

/

1

(

6

,

0

ck

f

v

 

m

m

d

z

prov

198

,

0

22

,

0

9

,

0

9

,

0

 

Kąt θ, nachylenia do osi elementu krzyżulców ściskanych znajdujących się w 

strefie ścinania, można dobierać dowolnie z przedziału określonego nierównością 

2

cot

0

,

1

 

Przyjęto 

5

,

1

cot

 

7

,

59

90

154

tg

 

kN

z

b

vf

V

w

cd

Rd

76

,

52

5

,

1

1

584

,

0

5

,

1

198

,

0

07

,

0

10600

56

,

0

cot

1

cot

cot

2

2

2

 

  Wyznaczenie nośności V

Rd3

 

kN

z

s

f

A

V

ywd

sw

Rd

2

,

16

863

,

0

)

584

,

0

5

,

1

(

198

,

0

18

,

0

10

210

000039

,

0

sin

)

cot

(cot

3

2

2

2

3

 

  Wyznaczenie nośności na ścinanie 

kN

kN

kN

V

V

V

Rd

Rd

Rd

20

,

16

20

,

16

;

76

,

52

min

;

min

3

2

 

  Wyznaczenie obciążenia użytkowego p 

m

kN

m

kN

l

V

q

l

q

V

Rd

Rd

/

0

,

6

4

,

5

20

,

16

2

2

*

2

*

 

m

cm

a

6

,

0

60

rozstaw żeber w stropie typu Fert 60 

2

2

2

2

2

/

60

,

4

/

63

,

4

/

37

,

5

/

0

,

10

*

*

/

0

,

10

60

,

0

:

00

,

6

*

m

kN

m

kN

m

kN

m

kN

p

q

q

p

p

q

q

m

kN

m

kN

q

 

Strop gęstożebrowy typu Fert 60 przeniesie obciążenie użytkowe o wartości 

4,60kN/m

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

1.4 Strop o rozpiętości L=6,00m  

1.4.1  Schemat statyczny i zestawienie obciążeń  

 

 

 

 

 

Rys. [1.4] Schemat statyczny stropu 

Tab.[1.2] Zestawienie obciążeń stałych 

 

 

1.5 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI BELEK STROPOWYCH 

Belka stropowa stropu typu Fert 60 składa z kształtki ceramicznej, zbrojenia nośnego 

podstawowego 2xϕ8, zbrojenia nośnego dodatkowe 1x ϕ16, krzyżulców kratownicy 

przestrzennej ϕ5 i betonu wypełniającego kształtkę.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nr

Ɣ

d

1

1,35

2

1,35

3

-

4

1,35

5

1,35

6

1,35

SUMA

Tynk cementowo - wapienny 0,015m*19kN/m

3

0,285

0,385

3,98

5,37

Styropian FS 0,03m*0,45kN/m

3

0,014

0,019

Strop ceramiczny gęstożebrowy Fert 60

2,77

3,740

Wylewka betonowa 0,035m*23kN/m

3

0,805

1,087

Folia budowlana

-

-

Nazwa warstwy 

Q

k

 [kN/m

2

]

Q

d

 [kN/m

2

]

Panele podłogowe 0,015m*7kN/m

3

0,105

0,142

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

mm

b

mm

h

mm

h

f

90

240

35

MPa

f

MPa

f

ctd

cd

87

,

0

6

,

10

m

h

m

h

m

b

m

b

f

w

eff

035

,

0

24

,

0

09

,

0

51

,

0

1.5.1  Sprawdzenie nośności na zginanie 

  Określenie szerokości współpracującej b

eff

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

Rys. [1.5] Przekrój obliczeniowy żebra stropu typu Fert 60  

W obliczeniach wg stanu granicznym nośności szerokości współpracujące płyty 

muszą spełniać warunki: 

                   

max

510

210

2

90

2

210

35

6

6

1

,

1

,

1

,

mm

mm

mm

b

b

b

mm

mm

b

h

b

eff

eff

eff

f

eff

 

Przyjęto b

eff

=510mm 

  Obliczenia przeprowadza się dla następujących danych: 

Beton klasy: C16/20:                                 Wymiary: 

 

 

Stal klasy: A – III 

53

,

0

350

lim

,

eff

yd

MPa

f

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

 

  Obliczenie rzeczywistej wysokości użytecznej przekroju  

m

mm

mm

mm

a

h

d

prov

prov

22

,

0

220

20

240

,

1

 

  Sprawdzamy warunek na umowną oś obojętną przy uwzględnieniu tylko 

dolnego zbrojenia 

f

eff

cd

prov

s

yd

h

b

f

A

f

,

1

 

A

s1,prov 

– pole przekroju zbrojenia dolnego belki stropowej odczytane z tablic 

2

2

,

1

000302

,

0

02

,

3

16

1

8

2

m

cm

A

prov

s

 

kN

h

b

f

kN

A

f

f

eff

cd

prov

s

yd

2

,

189

035

,

0

51

,

0

10600

7

,

105

000302

,

0

350000

,

1

Warunek został spełniony. Obliczeniową nośność na zginanie należy wyznaczyć jak 

dla podwójnie zbrojonego przekroju prostokątnego o szerokości b=b

eff

 i wysokości 

użytecznej d. Przekrój pozornie teowy.  

  Położenie umownej osi obojętnej w przekroju ( z równanie równowagi sił)  

b

f

A

A

f

x

cd

prov

s

prov

s

yd

eff

,

2

,

1

 

Założenia: 

eff

prov

s

b

b

A

0

,

2

otrzymujemy: 

m

b

f

A

f

x

eff

cd

prov

s

yd

eff

02

,

0

51

,

0

10600

000302

,

0

10

350

3

,

1

 

i porównujemy z położeniem granicznym tej osi: 

m

d

x

prov

eff

eff

12

,

0

22

,

0

53

,

0

lim

,

lim

,

 

Jeżeli 

lim

,

eff

eff

x

x

, to nośność obliczeniową przekroju na zginanie wyznaczamy z 

następującego wyrażenia ( otrzymanego z równania równowagi momentów 

zapisanego względem osi ciężkości przekroju zbrojenia rozciąganego):  

kNm

x

d

x

b

f

M

eff

prov

eff

eff

cd

Rd

71

,

22

02

,

0

5

,

0

22

,

0

02

,

0

51

,

0

10600

5

,

0

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

10 

 

2

2

2

000039

,

0

39

,

0

22

,

0

07

,

0

70

m

cm

A

m

d

m

mm

b

sw

prov

w

MPa

f

MPa

f

MPa

f

ck

ctd

cd

16

87

,

0

6

,

10

 Wyznaczenie obciążenia użytkowego p 

m

kN

m

kNm

l

M

q

l

q

M

Rd

Rd

/

05

,

5

)

0

,

6

(

71

,

22

8

8

*

8

*

2

2

2

 

m

cm

a

6

,

0

60

rozstaw żeber w stropie typu Fert 60 

2

2

2

2

2

/

10

,

3

/

05

,

3

/

37

,

5

/

42

,

8

*

*

/

42

,

8

60

,

0

:

/

05

,

5

*

m

kN

m

kN

m

kN

m

kN

p

q

q

p

p

q

q

m

kN

m

m

kN

q

 

Strop gęstożebrowy typu Fert 60 przeniesie obciążenie użytkowe o wartości 

3,10kN/m

1.5.2 Sprawdzenie belki stropowej na ścinanie 

Belka składa się z krzyżulców kratownicy przestrzennej ϕ5 stali A – I i betonu 

wypełniającego kształtkę. Rozstaw krzyżulców to 18cm, a najmniejsza szerokość 

przekroju wynosi 70mm.  

  Obliczenia przeprowadza się dla następujących danych: 

Beton klasy: C16/20:  

 

 

Wymiary: 

 

 

 

Stal klasy: A – I 

62

,

0

210

lim

,

eff

ywd

MPa

f

 

  Warunki nośności: 

3) 

2

2

cot

1

cot

cot

z

b

vf

V

w

cd

Rd

 

4) 

sin

)

cot

(cot

2

2

2

3

z

s

f

A

V

ywd

sw

Rd

 

 

 

background image

POLITECHNIKA OPOLSKA

 

Katedra Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich 

 

11 

 

  Wyznaczenie nośności V

Rd2

 

Stan graniczny nośności na ścinanie ma miejsce wtedy, gdy naprężenia w 

ściskanych krzyżulcach betonowych osiągają wartość 

cd

c

vf

, zaś w zbrojeniu 

poprzecznym 

ywd

s

f

, przy czym:  

56

,

0

)

250

/

16

1

(

6

,

0

)

250

/

1

(

6

,

0

ck

f

v

 

m

m

d

z

prov

198

,

0

22

,

0

9

,

0

9

,

0

 

Kąt θ, nachylenia do osi elementu krzyżulców ściskanych znajdujących się w 

strefie ścinania, można dobierać dowolnie z przedziału określonego nierównością 

2

cot

0

,

1

 

Przyjęto 

5

,

1

cot

 

7

,

59

90

154

tg

 

kN

z

b

vf

V

w

cd

Rd

76

,

52

5

,

1

1

584

,

0

5

,

1

198

,

0

07

,

0

10600

56

,

0

cot

1

cot

cot

2

2

2

 

  Wyznaczenie nośności V

Rd3

 

kN

z

s

f

A

V

ywd

sw

Rd

2

,

16

863

,

0

)

584

,

0

5

,

1

(

198

,

0

18

,

0

10

210

000039

,

0

sin

)

cot

(cot

3

2

2

2

3

 

  Wyznaczenie nośności na ścinanie 

kN

kN

kN

V

V

V

Rd

Rd

Rd

20

,

16

20

,

16

;

76

,

52

min

;

min

3

2

 

  Wyznaczenie obciążenia użytkowego p 

m

kN

m

kN

l

V

q

l

q

V

Rd

Rd

/

4

,

5

0

,

6

20

,

16

2

2

*

2

*

 

m

cm

a

6

,

0

60

rozstaw żeber w stropie typu Fert 60 

2

2

2

2

2

/

60

,

3

/

63

,

3

/

37

,

5

/

0

,

9

*

*

/

0

,

9

60

,

0

:

40

,

5

*

m

kN

m

kN

m

kN

m

kN

p

q

q

p

p

q

q

m

kN

m

kN

q

 

Strop gęstożebrowy typu Fert 60 przeniesie obciążenie użytkowe o wartości 

3,60kN/m