Pytania na test teoretyczny:

7. naszkicuj przykład przekrycia strukturalnego

8. wymień trzy stalowe budynki szkieletowe o największej wysokości

Burj Dubaj, Taipei 101, Petronas Towers, Sears Tower

9. jaką konstrukcję ma najwyższy budynek świata Burj Khalifa

Burj Khalifa ma konstrukcję mieszaną: pierwsze 153 kondygnacje szkielet żelbetowy
z wykorzystaniem betonów wysokowytrzymałościowych, kondygnacje wyższe
szkielet stalowy. Budynek opiera się na trójnogim trzonie zmiejszającym swe
wymiary wraz z wysokością.

10. zalety stalowych budynków szkieletowych

-mała masa własna konstrukcji oraz ścian
-małe pole przekroju słupów
-małe wymiary fundamentów
-szybki i łatwy montaż niezależny od warunków atmosferycznych
-mały plac budowy
-łatwość przebudowy i adaptacji do nowych potrzeb
-odporność na wpływy dynamiczne i sejsmiczne
-swobodne kształtowanie elewacji

11. wady stalowych budynków szkieletowych

-mała odporność ogniowa
-korozja

12. jakie obciążenia przenosi układ stężający

Układ stężający przenosi obciążenia poziome.

13. z czego składa się układ grawitacyjny budynku szkieletowego

Układ grawitacyjny składa się ze słupów, rygli, belek drugorzędnych i stropów.

14. rola stropów w budynkach szkieletowych

Stropy pełnią podwójną rolę w budynkach szkieletowych:
-w układach grawitacyjnych przenoszą obciążenia pionowe na podpierające je belki i
rygle
-w układach stężających przekazują obciążenia poziome na pionowe układy stężające,
czyli tworzą sztywną tarczę stropową

15. co to jest sztywna tarcza stropowa i z czego się składa

Strop żelbetowy lub blacha fałdowa o odpowieniej sztywności, która przekazuje
obciążenia poziome na pionowe układy stężające.

16. wymień płaskie układy stężające

-układy nośne ramowe
-układy wieloprzeguowe o stężeniach kratowych
-układy wieloprzeguowe o stężenia tarczowych
-układy mieszane

17. wymień przestrzenne układy stężające

-układy nośne trzonowe
-układy wieloprzeguowe stężone przestrzennymi ramami kratowymi
-układy powłokowe
-systemy megakonstrukji

23. wymień i naszkicuj typy trzonowych układów stężających

24. jaki układ stężający zastosowano w budynkach: Sears Tower i WTC

Powłokowe układy stężające.

25. jakie układy stężające można stosować w budynku o wysokości 25 kondygnacji

Płaskie:
-kratowe
-tarczowe ze ścianami żelbetowymi
-mieszane
Przestrzenne:
-trzonowe
-z przestrzennymi ramami kratowymi
-powłokowe
-megakonstrukcje

26. jakie znasz grupy imperfekcji

-materiałowe
-geometryczne
-technologiczne

27. jak w obliczeniach uwzględniane są imperfekcje materiałowe

Za pomocą częściowych, materiałówych współczynników bezpieczeństwa γ

28. jak dzielą się imperfekcje geometryczne

-imperfekcje wymiarowe przekrojów (różnica pomiędzy nominalnym kształtem i
wymiarami rzeczywistymi)
-imperfekcje globalne układów ramowych i stężeń (różnica pomiędzy nominalnym
usytuowanie węzłów konstrukcji, a rzeczywistym)
-imperfekcje lokalne poszczególnych, pojedynczych elementów (odchylenie od
idealnego położenia linii prostej, skutek walcowania i poddawania różnym procesom
produkcyjnym)

29. jak w obliczeniach uwzględnia się imperfekcje globalne

Jako zastępcze imperfekcje przechyłowe. Norma dopuszcza zastąpienie ich w
obliczeniach układami równoważnych sił poziomych.

30. jak w obliczeniach uwzględnia się imperfekcje lokalne

Jako zastępcze wygięcie łukowe pręta. EC3 zezwala na zastąpienie wygięcia
równoważnym obciążeniem ciągłym przyłożonym na długości słupa.

31. jakie znasz rodzaje efektów II rzędu

P−Δ

, odnoszące się do uwzględniania w obliczeniach przesuwów węzłów

konstrukcji
-

P−δ

, dotyczące uwględniania w obliczeniach lokalnych wygięć prętów między

węzłami.

32. Oblicz moment drugiego rzędu w słupie wspornikowym

33. jak można uwzględnić w obliczeniach efekty II rzędu

-metoda iteracyjna – obciążenia przykłane stopniowa, a macierz sztywności jest
aktualizowana za każdym razem do zdeformowanej geometrii układu
-metoda przybliżeń – obliczyć przesuw, skorygować wielkości sił w zależności od
przesuwu – aż wartości przesuwów kolejnych przebiegów będą zbliżone)
-metoda amplifikacji – efekty oddziaływań otrzymane z analizy 1 rzędu przemnażane
są przez odpowiednie współczynniki zwiększające
-metoda uproszczona – siły wewnętrzne wyznacza się na podstawie obliczeń 1 rzędu,
przy odpowiednio powiększonych obciążeniach poziomych (wiatr i imp)

34. nazwij ramę pokazaną na rysunku (stężona, niestężona, przechyłowa,

nieprzechyłowa)

Ramy

Nieprzechyłowe

Przechyłowe

Stężone

Niestężone

35. metody wyznaczania długości wyboczeniowej prętów ram

Długość wyboczeniową prętów ram wyznacza się w zależności od analizy układu:
-I rząd z pominięciem imperfekcji: długość wyboczeniową układu wyznacza się jak
dla ram o węzłach przesuwnych oraz uwzględnia się sztywność elementów i węzłów,
istnienie przegubów plastych oraz rozkład sił ściskających
-z uwzględnionymi imperfekcjami globalnymi o efektami P−Δ ; długość
wyboczeniową słupów wyznacza sę jak dla ram o węzłach nieprzesuwnych lub
długość teoretyczną
-z uwzględnionymi imperfekcjami globalnymi, lokalnymi i całkowitymi efektami II
rzędu: sprawdzanie stateczności nie jest potrzebne, gdyż wpływ wszystkich efektów II
rzędu i imperfekcji uwzględniony jest w wyninach obliczeń statycznych

36. ile wynosi długość wyboczeniowa słupa ramy, którą obliczono z uwzględnieniem

efektu P-Δ i globalnych imperfekcji
Można przyjąć długość teoretyczną pręta lub wyliczyć jak dla ram o węzłach
nieprzesuwnych.

37. wymień obciążenia wyjątkowe na które projektuje się budynki szkieletowe

-uderzenia (pojazdami drogowymi, podnośnikami widłowymi, pociągami,
lądowaniem helikopterów, statków)
-eksplozje wewnętrzne (gazu, materiałów wybuchowych: płyny tworzące opary, gazy)
Inne oddziaływania (sejsmiczne, pożarowa, nierównomierne osiadanie podłoża,
huraganowy wiatr i wyjątkowy śnieg)

38. co to jest współczynnik c

w obciążeniu wiatrem

jest współczynnikiem konstrukcyjnym, zależy od wysokości i szerokości

budynku.

39. co to są naprężenia drugorzędne w skratowaniu i od czego pochodzą

Są to naprężenia wynikająca ze skrócenia sprężystego słupów.

40. co to jest stateczność położenia budynku

W sprawdzaniu stateczności położenia całą konstrukcje łącznie z fundamentem
traktuje się jako ciało sztywne. Sprawdza się:
-stateczność na obrót
-stateczność na przesunięcie

41. rozpisz warunki stateczności położenia budynku pokazanego na rysunku

Zapewnienie stateczności położenia polega na
sprawdzeniu dwóch warunków:
1. stateczność na obrót:

≥

– moment bierny, przeciwdziałający wywróceniu

(utrzymujący):

(

∑

G+G

)

.≤1 ;

∑

W⋅h

moment działań czynnych (wywracający); γ

> 1.

2. stateczność na przesunięcie

≥

= γ

(ΣG + G

)μ

μ – współczynnik tarcia,
F

= γ

ΣW

42. jakie stropy stosuje się w budynkach szkieletowych

Stropy żelbetowe (monolityczne, półprefabrykowane, prefabrykowane) i zespolone
stalowo-żelbetowe.

43. naszkicuj przekroje przykładowych słupów stosowanych w budynkach

szkieletowych

44. po co stosuje się belki ażurowe w stropach budynków szkieletowych

Belki ażurowe stosuje się, aby:
-zwiększyć ramię sił wewnętrznych w belke nie zwiększając jej masy
-uzyskać miejsce pod stropem do przeprowadzenia instalacji

45. jakie znasz metody ochrony p/pożarowej budynków

-ochrona czynna: kurtyny wodne, spryskiwacze, chłodzenie elementów wodą krążącą
w układzie (elementy z rur), zbiorniki wodne
-osłony z materiałów izolacyjnych, aby nie dopuścić do przekroczenia temperatury
krytycznej, okładziny ognioochronne słupów i belek( płyty, farby pęczniejące,
natryski, sufity podwieszane)

46. narysuj wykres zmiany granicy plastyczności stali z zależności od temperatury

pożarowej

47. naszkicuj „szachownicowe” schematy obciążeń zmiennych ramy

48. co to znaczy, że element ma klasę odporności ogniowej F2

Oznacza to, iż element musi spełniać swoją funkcję nośną minimum 120min po
powstaniu pożaru. (jeśli to strop lub ściana, to także izolacyjną i szczelną)

49. naszkicuj przykładowe zabezpieczenie p/pożarowe słupa

Zabezpieczenie natryskowe słupa na siatce:
1 – słup
2 – powłoka natrysku
3 – siatka tynkarska

50. co to są farby pęczniejące

Jeden ze sposobów zabezpieczania konstrukcji przed działaniem wysokiej
temperatury. W podwyższonej temperaturze dochodzi do przyrostu powłoki
ochronnej. W wyniku przyrostu tworzy się warstwa izolująca i chroniąca stal przed
wys temp. Niska przenikliwość cieplna i zmiana obj w wys temp sprawia, że podczas
kontaktu z ogniem przyrasta także współczynnik masywności zabezpieczonego
elementu lub konstrukcji. Powłoka pozwala na zapewnienie odporności ogniowej
R15- R60

51. naszkicuj rozwiązanie konstrukcyjne tradycyjnego węzła sztywnego

52. jak zakwalifikujesz węzeł pokazany na rysunku

53. narysuj wykres M-

węzła i oznacz jego główne cechy podatnościowe

initial rotational stiffness

moment resistance (strength)

rotation

capacity

-sztywność początkowa S

j ,ini

(initial rotational stiffness)

-obliczeniowa nośność

j , Rd

(moment resistance, strength)

-zdolność do obrotu ϕ

(rotation capacity)

54. jakie są główne źródła odkształcalności węzłów stalowych

-odkształcanie panelu środnika słupa pod wpływem sił z pasów oraz ścinania
-odkształcanie części składowych węzła i połączeń: śrub, nakładem, blach węzłowych
doczołowych

55. wymień modele węzłów podatnych

-modele mechaniczne (w obliczeniach elementy węzła zastępuje się „sprężynkami”)
-modele MES

56. na czym polega metoda składnikowa do obliczania charakterystyk węzłów

podatnych
Rozpatruje się poszczególne składniki węzła i na tej podstawie buduje się model
opisujący zachowanie się całego węzła. (Węzeł dzieli się na strefy: ściskaną (środnik
słupa, pas i środnik belki; rozciąganie: środik słupa, pas słupa, śruby, blachy czołowe,
środnik belki; strefa ścinana: panel środnika słupa)

57. naszkicuj model mechaniczny do określania sztywności węzłów spawanych

58. wymień metody modelowania węzłów podatnych w analizie konstrukcji

Na podstawie sztywności początkowej i nośności węzła tworzy się modele:
-nieliniowy
-dwuliniowy
-trzyliniowy
W zależności od obciążenia węzła i przyjętego modelu należy przyjmować
odpowienią (określoną w EC3) wartość sztywności początkowej.

59. naszkicuj trzy węzły o narastającej sztywności

takie:

lub takie:

do wyboru do koloru ;)

60. ile razy wzrasta nośność belki zespolonej w stosunku do belki stalowej

2-3 krotny wzrost nośnośności.

61. co oznacza „pełne zespolenie” belki

Zespoloenie, przy którym wzrost nośności połączenia (np. liczba łączników
ścinanych) nie wpływa na zwiększenie nośności elementu na zginanie.

62. jakie obciążenia przenosi blacha fałdowa w sytuacji przejściowej

Obciążenie montażowe: ciężar własny pomostu blachy oraz ciężar świeżego betonu z
uwzględnieniem jego grubości wskutek ugięcia blachy.

63. jaka jest minimalna grubość płyty zespolonej

Grubość minmalna to 80 mm i 40 mm nad górną płaszczyzną żeber z blachy fałdowej.
Gdy płyta zespolona jest wykorzystywana jako tarcza usztywniająca to 90 i 50 mm.

64. w jakich dwóch fazach należy obliczać płyty zespolone na blachach fałdowych

-w fazie montażu (sytuacja przejściowa)
-w fazie eksploatacji (sytuacja trwała)

65. jakie znasz sposoby zespolenia blachy fałdowej z betonem

-zespolenie mechaniczne (kardy, wgniecenia i wytłoczenia profilu)
-zespolenie cierne (tarcie betonu i blachę ukształtowaną w formie wklęsłej)
-zespolenie za pomocą przyspawanych przez blachę do pasa górnego belki stalowej
sworzni (tylko w zestawieniu z jednym z poprzednich)
-zakotienie końców płyty przez zgniecenie żeber na końcach blachy fałdowej (tylko w
zestawieniu z zesp. ciernym)

66. jakie przekroje krytyczne należy uwzględnić w obliczeniach płyty zespolonej

W sytuacji trwałej należy rozpatrzyć trzy przekroje krytyczne
-przekrój krytyczny I – decydująca nośność płyty na zginanie M

pl , Rd

-przekrój krytyczny II – decyduje nośność na ścinanie podłużne

l , Rd

-przekrój krytyczny III – decyduje nośność na ścinanie pionowe V

v , Rd

67. po co stosuje się wytłoczenia pokazane na rysunku blachy

Wytłoczenia zapewniają zespolenie blachy z betonem. W dużej mierze od nich zależy
nośność na ścinanie podłużne.

68. co to jest szerokość efektywna belki zespolonej

Jest to szerokość współpracującej z belką płyty żelbetowej. Zależy od schematu
statycznego, rozmieszczenia łączników zespalających oraz rozpiętości belki.

69. wymień łączniki zespalające w belkach zespolonych

-sworznie z główkami
-łączniki blokowe
-łączniki kątownikowe
-łączniki kotwowe
-łączniki pętlowe
-śruby sprężające
-łączniki listowe z otworami
-lączniki kątowe HILTI