Page 1
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
Informacje uzupełniaj
ą
ce: Projekt wst
ę
pny pionowego
st
ęŜ
enia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie
ramy st
ęŜ
onej, nieprzechyłowej.
W dokumencie przedstawiono procedurę doboru stęŜeń zapewniających nieprzesuwność
układów ramowych, co pozwala na wykonywanie obliczeń statycznych według teorii
pierwszego rzędu.
Spis tre
ś
ci
1.
Wprowadzenie
2
2.
Cel
3
3.
Procedura projektowa
3
Załącznik A Podstawy i analiza czynnikowa
5
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 2
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
1.
Wprowadzenie
Pionowe stęŜenia w budynkach wielokondygnacyjnych projektuje się w celu zapewnienia
nośności przy obciąŜeniu parciem wiatru oraz poziomym obciąŜeniem ekwiwalentnym
wyznaczonym według
§5.3 of EN 1993-1-1
. Analizę obliczeniową pierwszego rzędu stosuje
się w przypadku ram stęŜonych, pod warunkiem, Ŝe stęŜenia te zapewniają odpowiednią
sztywność ramy. Analiza pierwszego rzędu moŜe być stosowana gdy zgodnie z
EN 1993-1-1
§5.2.1
współczynnik
α
cr
≥ 10 dla całej ramy i kaŜdej kondygnacji w budynku
wielokondygnacyjnym.
Podstawowe informacje dotyczące wyboru kształtowników zapewniających odpowiednią
sztywność stosowanych stęŜeń, przedstawiono w Rozdziale 2 i 3. Pozwala to projektantowi
na uniknięcie stosowania bardziej skomplikowanej analizy drugiego rzędu lub dopuszcza
uwzględnianie efektów drugiego rzędu poprzez amplifikację obliczeń stosowanych w analizie
pierwszego rzędu.
Rozmieszczenie i typy omawianych stęŜeń przedstawiono na Rys. 1.1.
θ
H
H
H
H
H
1
4
3
2
5
b
θ
θ
θ
θ
H
H
H
F
Ed
H
(a)
(b)
(c)
(d)
b
b
b
b
Na ka
Ŝ
dym poziomie, H
i
= 0,025
×
V
Ed,i
gdzie V
Ed,i
jest obci
ąŜ
eniem całkowitym przyło
Ŝ
onym na danym poziomie
Rys. 1.1
Typy stęŜeń w budynkach wielokondygnacyjnych: (a) stęŜenie typu X, pręty pracują
tylko na rozciąganie; (b) stęŜenie ukośne; (c) poziome stęŜenie typu K; (d) pionowe
stęŜenie typu K.
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 3
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
2.
Cel
Przedstawiona poniŜej procedura została opracowana dla budynków spełniających
następujące wymogi:
Wysokość nie większa niŜ 30 m.
Kąt nachylenia do poziomu prętów skratowania w przedziale pomiędzy 15
o
i 50
o
.
Typy stęŜeń pokazano na Rys. 1.1.
Przedstawiona procedura nie zaleŜy od klasy stali zastosowanej do wykonania stęŜenia.
3.
Procedura projektowa
Wybór jednego z rodzajów stęŜeń pokazanych na Rys. 1.1.
Sprawdzenie, czy w słupach i belkach stęŜanej konstrukcji napręŜenia normalne
wyznaczone przy przyjęciu przekroju brutto elementu, a spowodowane obciąŜeniem
konstrukcji siłami poziomymi o wartości równej 2,5% obciąŜenie pionowego, nie
przekraczają 30 N/mm
2
. W przypadku, gdy ich wartość jest większa, naleŜy zwiększyć
przekroje kształtowników z których wykonano słupy. MoŜna teŜ zwiększyć rozstaw
słupów ‘b’ (Rys. 1.1), ale do odległości nie większej niŜ 12m. W przypadku
przekroczenia w/w wartości napręŜeń w belkach, naleŜy zwiększyć przekroje
kształtowników lub zmienić typ stęŜenia.
Zaprojektowanie stęŜenia według konwencjonalnych zasad na siły poziome równe 2,5%
sił pionowych i sprawdzanie czy wartość napręŜeń normalnych w przekrojach brutto
elementów, nie przekroczy wartości podanych w Tab. 3.1. Dla kondygnacji pośrednich
moŜna stosować albo, wartości z Tab. 3.1 jak dla kondygnacji górnych, albo wynikające
z licznej interpolacji w stosunku do wartości dla kondygnacji dolnej, stosownie do
wysokości od poziomu terenu do stropu rozwaŜanej kondygnacji.
JeŜeli wartość zewnętrznego obciąŜenia poziomego oraz wartości poziomych sił
pochodzących od wstępnych imperfekcji i inne efekty związane ze wstępnym przechyłem
konstrukcji wyznaczone według teorii pierwszego rzędu, przekraczają 2,5% wartości
obciąŜenia pionowego, naleŜy sprawdzić nośność stęŜenia. Nie naleŜy wtedy brać pod
uwagę wartości napręŜeń granicznych przedstawionych w Tab. 3.1.
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 4
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
Tab. 3.1
Ograniczenie wartości napręŜeń w przekrojach brutto elementów, w budynkach o
wysokości nie przekraczającej 30 m. Wysokość kondygnacji ≥ 3m, rozstaw słupów 5
m ≤ b ≤ 12 m, maksymalna, dopuszczalna wartość napręŜeń normalnych w
przekroju brutto elementów (słupów i belek) spowodowana obciąŜeniem poziomym o
wartości 0,025V, wynosi 30 N/mm
2
.
Warto
ść
graniczna napr
ęŜ
e
ń
w przekrojach brutto pr
ę
tów st
ęŜ
enia
spowodowana obci
ąŜ
eniem poziomym o warto
ś
ci 0,025V
K
ą
t nachylenia
krzy
Ŝ
ulców st
ęŜ
enia
(w stosunku do
poziomu)
θθθθ
(stopnie)
Górna kondygnacja
budynku o wysoko
ś
ci
30 m.
Górna kondygnacja
budynku o wysoko
ś
ci
20 m.
Dolna kondygnacja
budynku
15
≤
θ
< 20
65 N / mm
2
80 N / mm
2
100 N / mm
2
20
≤
θ
< 30
70 N / mm
2
95 N / mm
2
135 N / mm
2
30
≤
θ
< 40
55 N / mm
2
110 N / mm
2
195 N / mm
2
40
≤
θ
≤
50
75 N / mm
2
130 N / mm
2
225 N / mm
2
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 5
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
Zał
ą
cznik A Podstawy i analiza parametryczna
Układ uwaŜa się za nieprzesuwny, gdy spełniony jest warunek:
10
Ed
H,
Ed
Ed
cr
>
=
δ
α
h
V
H
gdzie
H
Ed
obliczona wartość poziomej reakcji na poziomie dolnej części kondygnacji budynku,
pochodząca od wszystkich zewnętrznych i fikcyjnych obciąŜeń poziomych,
V
Ed
wartość wszystkich obciąŜeń pionowych obciąŜających konstrukcję przyłoŜonych do
dolnej części kondygnacji,
δ
H,Ed
poziome przemieszczenie górnej części kondygnacji wyznaczone w stosunku do
części dolnej, spowodowane obciąŜeniami poziomymi,
h
wysokość kondygnacji.
Tradycyjnie stęŜenia są zaprojektowane tak, aby przenosiły obciąŜenie poziome o wartości
2,5% obciąŜenia pionowego bez uwzględniania podatności ramy. Ten sposób obliczeń jest
zadowalająco sprawdzony w praktyce. Analiza przedstawiona w zał. A jako punkt wyjściowy
bierze właśnię tą wartość i ma na celu zbadanie granic jej stosowania, tak aby
α
cr
≥ 10,0.
δ
H,Ed
jest spowodowane zarówno przez odkształcenie styczne panelu stęŜenia jak i poziome
przemieszczeniem budynku traktowanego jak pionowy wspornik.
Zakłada się, Ŝe wartość napręŜeń w słupach i belkach powstałych na skutek pracy tych
elementów jako prętów stęŜeń wynosi 30 N/mm
2
(na poziomie kaŜdej kondygnacji).
Poziome przemieszczenie budynku zaleŜy od rozstawu słupów
h, kąta
θ
i wielkości napręŜeń
w prętach stęŜenia.
Przesuw ramy zaleŜy od rozstawu słupów
h, kąta
θ
i napręŜeń w elementach stęŜeń. Stąd
kryterium analizy pierwszego rzędu moŜe być wyraŜone jako graniczna wartość napręŜeń w
prętach stęŜeń, dla danego kąta pochylenia skratowania. Przemieszczenie stęŜenia pod
wpływem obciąŜenia poziomego pokazano schematycznie na Rys. A.1.
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 6
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
h
b
d
θ
H
δ
δ
δ
1
d
h
Rys. A.1
StęŜenie obciąŜone siłą poziomą.
W przedstawionym powyŜej przekroju stęŜenia, przemieszczenie wierzchołka lewego słupa w
stosunku do jego spodu wynosi:
3
2
1
Ed
H,
δ
δ
δ
δ
+
+
=
gdzie:
δ
1
poziome przemieszczenie wierzchołka prawego słupa, spowodowane odkształceniem
krzyŜulca stęŜenia pod wpływem obciąŜenia H = 0,025V
θ
σ
θ
σ
θ
ε
θ
ε
θ
δ
θ
δ
tan
cos
tan
cos
tan
cos
c
d
c
d
h
d
E
h
E
d
h
d
×
+
×
=
×
×
+
×
=
×
+
=
δ
2
poziome przemieszczenie spowodowane odkształceniem belki (rygla) pod wpływem
obciąŜenia H = 0,025V
b
E
b
b
b
σ
ε
=
=
δ
3
poziome przemieszczenie pomiędzy wierzchołkiem i spodem słupa kaŜdej kondygnacji
spowodowane deformacją ramy pracującej jak pionowy wspornik, obciąŜonej siłami
H = 0,025V
Dla dolnej kondygnacji,
δ
3
= 0 (całkowita deformacja =
δ
1
+
δ
2
)
Dla górnej kondygnacji,
h
b
L
E
h
b
L
2
2
tf
c
tf
c
3
σ
ε
δ
=
=
gdzie:
ε
d
,
ε
c
i
ε
b
odkształcenia pręta skratowania, słupa i belki pod wpływem obciąŜenia H = 0,025V,
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 7
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
θ
kąt nachylenia pręta skratowania – w stosunku do poziomu,
d
długość pręta skratowania,
h
wysokość kondygnacji,
b
rozstaw słupów w stęŜeniu (Rys. 1.1),
L
tf
wysokość górnej części budynku, powyŜej rozpatrywanej kondygnacji,
E
moduł spręŜystości podłuŜnej ( = 210 000 N/mm
2
)
σ
d
,
σ
c
i
σ
b
napręŜenia w krzyŜulcu, słupie i belce wchodzącej w skład stęŜenia, spowodowane
obciąŜeniem H = 2,5%V
Obliczenie tego wpływu dla górnej kondygnacji oznacza, Ŝe ta wartość jest zachowana dla
dolnych kondygnacji.
Analiza czynnikowa została wykonana, aby określić granicę napręŜeń w słupach i belkach,
tak aby
α
cr
> 10 dla H
Ed
= 0,025V
Ed
. ZałoŜenia:
Wszystkie klasy stali.
Kąt nachylenia prętów skratowania w przedziale 15
o
do 50
o
w stosunku do poziomu.
Wysokość budynku
≤
30 m, typowe obciąŜenie 8,0 kN/m
2
.
Wysokość kondygnacji ≥ 3m.
Rozstaw słupów w stęŜeniu w przedziale 5 m do 12 m.
Wartość napręŜeń w słupach, spowodowana obciąŜeniem poziomym, nie więcej niŜ
30 N/mm
2
.
Przyjęto następujące załoŜenia:
Wartość sił poziomych wynosi 2,5% wartości obciąŜenia pionowego.
Przyjęto spręŜystą analizę i ramy o węzłach przegubowych.
Kąt nachylenia krzyŜulców jest taki sam na wszystkich kondygnacjach.
Częściowe współczynniki bezpieczeństwa wynoszą
γ
M0
= 1,0 i
γ
M1
= 1,0.
Wartości graniczne napręŜeń normalnych w przekrojach brutto prętów stęŜeń przedstawiono
w Tab. 3.1.
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 8
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
Protokół jako
ś
ci
TYTYŁ ZASOBU
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w
budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej,
nieprzechyłowej.
Odniesienie(a)
ORYGINAŁ DOKUMENTU
Nazwisko
Instytucja
Data
Stworzony przez
Alena Ticha
SCI
Zawarto
ść
techniczna sprawdzona
przez
Charles King
SCI
6/7/06
Zawarto
ść
redakcyjna sprawdzona
przez
Techniczna zawarto
ść
zaaprobowana
przez nast
ę
puj
ą
cych partnerów
STALE:
1. UK
G W Owens
SCI
10/7/06
2. France
A Bureau
CTICM
12/7/06
3. Sweden
B Uppfeldt
SBI
10/7/06
4. Germany
C Müller
RWTH
10/7/06
5. Spain
J Chica
Labein
19/7/06
Zasób zatwierdzony przez
technicznego koordynatora
G W Owens
SCI
16/01/07
DOKUMENT TŁUMACZONY
Tłumaczenie wykonane przez:
A. Wojnar, PRz
Przetłumaczony zasób zatwierdzony
przez:
A. Kozłowski, PRz
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Page 9
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
SN028a-PL-EU
Informacje ramowe
Tytuł*
Informacje uzupełniające: Projekt wstępny pionowego stęŜenia w budynku
wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stęŜonej, nieprzechyłowej.
Seria
Opis*
W dokumencie przedstawiono procedurę doboru stęŜeń zapewniających nieprzesuwność
układów ramowych, co pozwala na wykonywanie obliczeń statycznych według teorii
pierwszego rzędu.
Poziom
dostępu*
Ekspertyza
Praktyka
Identyfikatory
*
Nazwa pliku
C:\Documents and Settings\awojnar\Moje
dokumenty\2009\tlumaczenie\2009-04-08\!_SN\028\SN028a-PL-
EU.doc
Format
Microsoft Office Word; 9 Pages; 193kb;
Tytuł zasobu
Informacje uzupełniające
Kategoria*
Punkt widzenia
InŜynier
Przedmiot*
Obszar zastosowania
Budynki wielokondygnacyjne
Data utworzenia
06/07/2006
Data ostatniej
modyfikacji
Data sprawdzenia
Wa
Ŝ
ny od
Daty
Wa
Ŝ
ny do
Język(i)*
Polski
Autor
Alena Ticha, SCI
Sprawdzony przez
Charles King, SCI
Zatwierdzony przez
Redaktor
Kontakt
Ostatnio modyfikowany
przez
Słowa
kluczowe*
Rama stęŜona, analiza pierwszego rzędu
Zobacz teŜ
Odniesienie do
Eurocodu
Przykład(y)
obliczeniowy
Komentarz
Dyskusja
Inne
Omówienie
Narodowa przydatno
ść
EU
Szczególne
instrukcje
Informacje uzupelniajace: Projekt wstepny pionowego stezenia w budynku wielokondygnacyjnym, o schemacie ramy stezonej, nieprzechylowej.
Created on Tuesday, November 16, 2010
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement