Podstawa słupa
2. Określenie minimalnej powierzchni podstawy.
gdzie:
N
j,Ed
– obliczeniowa siła ściskająca w podstawie słupa (z uwzględnieniem
ciężaru własnego słupa):
w którym:
N
Ed
– obliczeniowa siła ściskająca (zadana w temacie projektu) [N],
H – wysokość słupa [m],
m – masa przekroju sprawdzanego profilu [kg/m],
9,81 – przyspieszenie ziemskie [m/s
2
],
1,35 – współczynnik częściowy dla oddziaływań stałych w kombinacji SGN.
Wskazówka przy wyborze typu blachy czołowej (modelu obliczeniowego):
A
c0
≥ 0,95∙h∙b
f
podstawa o „dużym wysięgu”,
A
c0
< 0,95∙h∙b
f
podstawa o „małym wysięgu”.
jd
Ed
j
c
f
N
A
,
0
35
,
1
81
,
9
,
m
H
N
N
Ed
Ed
j
Rozkład naprężeń dociskowych na szerokości
króćca teowego dla „małego wysięgu” blachy.
l
eff
l
eff
b
eff
b
eff
c
c
c
c
c
c
c
c
Rozkład naprężeń dociskowych na szerokości
króćca teowego dla „dużego wysięgu” blachy.
l
eff
l
eff
b
eff
b
eff
c
c
c
c
c
c
c
c
3. Nośność podstawy słupa przy ściskaniu.
,gdzie:
F
C,Rd
– obliczeniowa nośność przy ściskaniu króćca teowego:
Na nośność podstawy słupa sumują się nośności króćców teowych:
1)
lewego pasa
2)
prawego pasa
3)
środnika
Rd
C
Rd
j
F
N
,
,
eff
eff
jd
eff
jd
Rd
C
l
b
f
A
f
F
,
Wysięg strefy docisku:
,gdzie:
t
p
– grubość blachy podstawy,
f
y
– granica plastyczności stali płyty podstawy,
γ
M0
– częściowy współczynnik bezpieczeństwa; γ
M0
= 1.
Wysięg strefy docisku zależy od grubości blachy, której początkowo nie znamy.
Ścieżka obliczeń 1:
• Założenie t
p ,
• Obliczenie c,
• Sprawdzenie nośności.
Ścieżka obliczeń 2:
• Wyznaczenie parametrów geometrycznych strefy docisku,
• Wyznaczenie t
p ,
• Sprawdzenie nośności.
0
3
M
jd
y
p
f
f
t
c
3.1 Nośność podstawy przy „małym wysięgu” blachy.
w
f
f
f
jd
Rd
j
t
c
t
c
h
t
c
t
b
f
N
2
2
2
2
2
2
,
3.2. Nośność podstawy przy „dużym wysięgu” blachy.
w
f
f
jd
Rd
j
t
c
t
c
h
t
c
c
b
f
N
2
2
2
2
2
2
,
Pola docisku króćców teowych zachodzących na siebie.
duży wysięg blachy
mały wysięg blachy
3.3. Wstępne wyznaczenie strefy docisku
, c > 0, gdzie:
A
AC
B
B
c
2
4
2
Stała
Krótki wysięg
blachy
Duży wysięg blachy
Nie zachodzące na
siebie
króćce teowe
Nie zachodzące na
siebie
króćce teowe
Przewidywane
zachodzenie
na siebie króćców
teowych
A
2
2
2
B
-(b - t
w
+ h)
+(2b - t
w
+ h)
+(b + h)
C
+(N
j,Ed
/2f
jd
) -
(2b·t
f
+ 4t
f
2
+
0,5h·t
w
- t
f
·t
w
)
+(b·t
f
+ 0,5h·t
w
-
t
f
·t
w
)-
(N
j,Ed
/2f
jd
)
+(b·h)/2 -
(N
j,Ed
/2f
jd
)
Sprawdzenie zachodzenia na siebie poszczególnych stref
docisku króćców teowych
Przypadek1
Jeżeli przy krótkim wysięgu, wartość „c” przekracza połowę wysokości środnika,
to należy przyjąć model z dużym wysięgiem.
Przypadek 2
Jeżeli przy dużym wysięgu, „c” przekracza połowę wysokości środnika, to
należy ponownie przeliczyć „c” zgodnie z ostatnią kolumną podanej tabeli.
Nośność podstawy wynosi wtedy:
c
h
c
b
f
N
jd
Rd
j
2
2
,
f
t
h
c
2
5
.
0
3.4. Wyznaczenie minimalnej grubości blachy podstawy.
Z przekształcenia wzoru
otrzymujemy:
Przyjmujemy grubość blachy zaokrągloną do typowych grubości blach:
12 (minimum), 14, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 28, 30, 32, 36, 40mm
Dla obliczonego c należy sprawdzić nachodzenie na siebie króćców ściskanych
0
3
M
jd
y
p
f
f
t
c
y
M
jd
p
f
f
c
t
0
min
,
3
0
3
M
jd
y
p
f
f
t
c
3.5. Wyznaczenie rzeczywistego wysięgu strefy docisku
dla przyjętej grubości blachy podstawy t
p
.
f
t
h
c
2
5
.
0
3.6. Sprawdzenie warunku nośności podstawy.
,gdzie:
N
j,Rd
– obliczeniowa nośność podstawy słupa wyznaczona dla rzeczywistego
wysięgu strefy docisku
• Przypadek małego wysięgu
b
p
≥ b + 2t
f
h
p
≥ h + 2t
f
• Przypadek dużego wysięgu
b
p
≥ b + 2c
h
p
≥ h + 2c
Rd
j
Ed
j
N
N
,
,
3.7. Wyznaczenie wymiarów blachy podstawy.
4. Spoiny łączące profil z blachą podstawy.
• Trzon słupa łączymy z blachą poziomą spoinami pachwinowymi.
• Spoiny muszą przenieść:
– 25% wartości obciążenia, gdy zapewnimy pełne przyleganie trzonu słupa
do blachy poziomej poprzez odpowiednią obróbkę mechaniczną (75%
obciążenia przenosi się przez docisk trzonu do blachy),
– 100% wartości obciążenia w pozostałych przypadkach.
• Warunek konstrukcyjny na dobór grubości spoiny pachwinowej:
0.2t
max
a
0.7t
min
oraz a
3mm
t
max
– grubość grubszego z łączonych elementów,
t
min
– grubość cieńszego z łączonych elementów.
Uwaga: warunek konstrukcyjny należy wykonać dla spoiny łączącej środnik
słupa z blachą poziomą oraz dla spoiny łączącej półki słupa z blachą poziomą.
Zaleca się projektować spoiny o tej samej grubości.
4.1. Przyjęcie grubości spoin.
4.2. Wyznaczenie pola powierzchni spoin.
A
w
= ∑a l
eff
Uwaga:
Łączne pole spoin nie uwzględnia
odcinków na czołach grubości
pasów oraz pomijając zaokrąglenia.
4.3. Wyznaczenie naprężeń normalnych w spoinie.
w
Ed
j
A
N
,
oraz
(4.1)
gdzie:
f
u
– nominalna wytrzymałość na rozciąganie słabszej z łączonych części,
γ
M2
– współczynnik częściowy dla nośności spoin; γ
M2
= 1,25,
β
w
– współczynnik korelacji wg Tablicy 4.1 zależny od gatunku stali.
Uwaga: Blachę podstawy projektujemy z gatunku stali przyjętego dla profilu
słupa.
2
0
II
4.5. Sprawdzenie nośności spoiny pachwinowej.
2
2
2
2
3
M
w
u
II
f
2
9
,
0
M
u
f