Analiza Opterecenja Hala

GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET

Katedra za metalne i drvene konstrukcije Kolegij: OSNOVE DRVENIH KONSTRUKCIJA

ANALIZA OPTEREĆENJA-

INDUSTRIJSKA HALA

1

2

Potrebno je napraviti analizu opterećenja za predmetnu građevinu.

Hala se nalazi na području grada Splita. Tlocrtne dimnzije su 34,0 x 60,0 (m), a visina iznosi 9,05 (m). Krovna ploha

je u odnosu na horizontalnu ravninu nagnuta pod kutom α = 3,53°, što je ekvivalentno padu od 6,18%.

Glavni nosivi sustav hale čini 11 ravninskih okvira raspona 34,0 (m) na međusobnom osnom razmaku od 6,0 (m).

Na grede okvira se oslanjaju sekundarni krovni nosači (podrožnice) međusobnog osnog razmaka od 2,63 (m), a na

stupove sekundarni bočni nosači razmaka 2,53 (m).

Ravninski okvir glavne nosive konstrukcije hale:

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

3

Stabilizacija hale u smjeru okomitom na glavni

nosivi sustav ostvarena je spregovima u krovnim

(horizontalnim) i bočnim (zidnim) ravninama u

krajnjim poljima (prvom i posljednjem).

Prostorni prikaz glavnog nosivog sustava hale.

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

4

1. GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA (OKVIR)

1.1 Stalno opterećenje

1.1.1 Krovna ploha

- sendvič paneli (aluminij) .....................................

- sekundarna konstrukcija i spregovi .....................

- instalacije ............................................................

0,25

0,20

0,10

kN/m2

kN/m2

kN/m2

Σ = 0,55 kN/m2

- vlastita težina automatski uključena u računalni program

Gkp = 0,55 kN/m2 · 6,00 m = 3,30 kN/m'

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

5

1.2 Promjenjivo opterećenje

1.2.1 Djelovanje snijega

s = µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

sk → karakteristična vrijednost opterećenja na tlu u (kN/m2)

sk = 0,80 kN/m2, za područje C (Split), od 100 do 200 m visine

µi → koeficijent oblika za opterećenje snijegom

µi = 0,8 za nagib krova 0° < α < 15°, α = 3,54°

Ce → koeficijent izloženosti; Ce = 1,0

Ct → toplinski koeficijent; Ct = 1,0

sk – isčitavamo iz tablice


6

1α 2α

12,αμ21,αμ

11,αμ 22,αμ

11,α0,5μ

21,αμ

μi – koeficijent oblika za opterećenje snijegom (ovisi o obliku i nagibu krova, te o rasporedu snijega na krovnoj plohi)

0,821 μμ

0,410,5μ

0,420,5μ

:1s Snijeg

:2s Snijeg

:3s Snijeg

s1 = µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

s1 = 0,8 · 1,0 · 1,0 · 0,80

s1 = 0,64 kN/m2

S1 = 0,64 kN/m2 · 6 m = 3,84 kN/m'

s2 = 0,5 · µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

s2 = 0,5 · 0,8 · 1,0 · 1,0 · 0,80

s2 = 0,32 kN/m2

S2 = 0,32 kN/m2 · 6 m = 1,92 kN/m'


7

1.2.2 Djelovanje vjetra

Opterećenje vjetrom (okomito na površinu) definira se prema izrazu:

- pritisak na vanjske površine we = qref · ce(ze) · cpe [kN/m2]

- pritisak na unutarnje površine wi = qref · ci(zi) · cpi [kN/m2]

qref → referentni pritisak pri srednjoj brzini vjetra

ce(ze) i ci(zi) → koeficijenti izloženosti koji uzimaju u obzir neravnine terena

ze i zi → referentne visine za lokalni ili unutarnji tlak

cpe i cpi → vanjski i unutarnji koeficijenti pritiska


8

Proračun referentnog pritiska vjetra;

refref vρ

q2

ρ → gustoća zraka

ρ = 1,25 kg/m3

vref → referentna brzina dana je izrazom:

0,refALTTEMDIRref vcccv

vref,0 = 35 m/s, za područje III (Split) , visina objekta 9,50 m

cDIR

cTEM

cALT

as

→

→

→

→

koeficijent smjera vjetra;

koeficijent ovisan o godišnjem dobu;

koeficijent nadmorske visine;

nadmorska visina mjesta u (m);

cDIR = 1.0

cTEM = 1.0

cALT = 1 + 0.001· as

as = 200 m

cALT = 1 + 0.001 · 200

cALT = 1,2

vref = 1,0 · 1,0 · 1,2 · 35

vref = 42 m/s

kN/m 101

N/m 51102

422

251

2

2

2

2

2

,

,

,

ref

ref

ref

refref

q

q

q

vq


Reretentni pritisak vjetra qref :

Proračun referentnog pritiska vjetra;

refref vρ

q2

ρ → gustoća zraka

ρ = 1,25 kg/m3

vref → referentna brzina dana je izrazom:

0,refALTTEMDIRref vcccv

vref,0 = 35 m/s, za područje III (Split) , visina objekta 9,50 m

cDIR

cTEM

cALT

as

→

→

→

→

koeficijent smjera vjetra;

koeficijent ovisan o godišnjem dobu;

koeficijent nadmorske visine;

nadmorska visina mjesta u (m);

cDIR = 1.0

cTEM = 1.0

cALT = 1 + 0.001· as

as = 200 m

Određivanje koeficijenata izloženosti ce(ze) i ci(zi):

9

ce(ze) i ci(zi) = 2,0, za kategoriju zemljišta III, te visinu objekta h = 9,5 m


Određivanje koeficijenata vanjskog pritiska cpe:

10

Za krovove nagiba |α| < 4° (α = 3,53°) koeficijenti vanjskog pritiska se određuju kao

za ravne krovove na način da se krovna ploha podijeli na zone kako je to prikazano na slici.

h

d

b

→

→

→

visina u sljemenu dvostrešnog krova

dubina građevine

širina građevine (površina izložena vjetru)

h = 9,50 m

d = 34,0 m

b = 60,0 m

e = min (b; 2h)

e = min (60,0; 19,0) (m)

e = 19,0 m


11

Za d > e (34,0 > 19,0) i α = 3,53° (ravni krov) područja A,B,C,D,E,F,G,H i I određena su na slici.

D EH

F

F

G ISmjer

vjetra

e/4

e/4

B CA

e/2 = 9,50 m

e/4 = 4,75 m

e/5 = 3,80 m

e/10 = 1,90 m

Koeficijenti vanjskog pritiska na halu s „ravnim“ krovom nagiba α = 3,53°

PODRUČJE A B C D E F G H I

cpe,10 –1,0 –0,8 –0,5 +0,8 –0,30 –1,8 –1,2 –0,7 ±0,2


Pritisak vjetra na vanjske površine

we = qref · ce(ze) · cpe [kN/m2]

qref = 1,10 kN/m2, ce(ze) = 2,0


cpe,10 –1,0 –0,8 –0,5 +0,8 –0,30 –1,8 –1,2 –0,7 ±0,2

we (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 ±0,44

12

Određivanje koeficijenata unutarnjeg pritiska;

Koeficijenti cpi ovise o veličini i raspodjeli otvora na oblozi hale (fasada i krov). U

ovom primjeru nije definiran raspored i veličina otvora, zato se za vrijednost cpi usvaja

vrijednost iz starih normi.

Unutrašnji koeficijent pritiska → cpi = ± 0,3

Pritisak vjetra na unutarnje površine

wi = qref · ci(zi) · cpi [kN/m2]

qref = 1,10 kN/m2, ci(zi) = 2,0

wi = 1,10 · 2,0 · ±0,3 = ±0,66 kN/m2


Određivanje koeficijenata unutarnjeg pritiska cpi:

13

Rezultirajuće djelovanje vjetra

wk = we – wi [kN/m2]

Vjetar W1 pozitivni unutarnji pritisak (cpi = +0,3)

Wk = wk · L [kN/m'], L = 6,0 m, → razmak okvira


we (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 –0,44

wi (kN/m2) +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66

wk (kN/m2) –2,86 –2,42 –1.76 +1,10 –1,32 –4,62 –3,30 –2,20 –1,10

Wk (kN/m') –17,16 –14,52 –10,56 +6,60 –7,92 –27,72 –19,80 –13,20 –6,60

Vjetar W2 negativni unutarnji pritisak (cpi = –0,3)

Wk = wk · L [kN/m'], L = 6,0 m, → razmak okvira


we (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 +0,44

wi (kN/m2) –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66

wk (kN/m2) –1,54 –1,10 –0,44 +2,42 0,00 –3,30 –1,98 –0,88 +1,10

Wk (kN/m') –9,24 –6,60 –2,64 +14,52 0,00 –19,80 –11,88 –5,28 +6,60


14

2. SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA (PODROŽNICA)

2.1 Stalno opterećenje

- sendvič paneli (aluminij) .....................................

- vlastita težina ......................................................

0,25

0,20

kN/m2

kN/m2

g = 0,45 kN/m2

Gz = g · l · cosα = 0,45 · 2,80 · cos 3,53° = 1,26 kN/m'

Gy = g · l · sinα = 0,45 · 2,80 · sin 3,53° = 0,08 kN/m'

l → razmak sekundarnih krovnih nosača, l = 2,80 m


2.2.1 Djelovanje snijega

Sz = s · l · cosα = 0,64 · 2,80 · cos 3,53° = 1,79 kN/m'

Sy = s · l · sinα = 0,64 · 2,80 · sin 3,53° = 0,11 kN/m'


Usisno djelovanje vjetra

wk = –2,20 kN/m2, za područje H

Wz = wk · l = –2,20 · 2,80 = –6,16 kN/m'

Tlačno djelovanje vjetra

wk = +1,10 kN/m2, za područje I

Wz = wk · l = +1,10 · 2,80 = +3,08 kN/m'

Usisno djelovanje vjetra

wk = –2,20 kN/m2, za područje H

Wz = wk · l = –2,20 · 2,80 = –6,16 kN/m'


wk = +1,10 kN/m2, za područje I

Wz = wk · l = +1,10 · 2,80 = +3,08 kN/m'

ANALIZA OPTEREĆENJA – SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA

15

3. BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA




wk = +2,42 kN/m2, za područje D

Wz = wk · l = +2,42 · 2,60 = +6,29 kN/m'

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA

16

4. KROVNI VJETROVNI SPREG



kN 19323131102101 ,,,,,ZW

kN 963601681002101 ,,,,,frW

kN 721039636193251 ,,,,P

kN 86512

72103

2,

,P

frZQ WWP

ZZeerefZ AczcqW → 113080 ,,,pipeZ ccc

frfreereffr AczcqW → 10,frc

2m 3132

1

2

605509

2

1

2,

,,lhAZ → Zabatna površina

2m 01686052

60

2,,l

dA fr

ANALIZA OPTEREĆENJA – KROVNI VJETROVNI SPREG

17

5. BOČNI (ZIDNI) VJETROVNI SPREG



Rk = 3,0 · P = 3,0 · 103,72 = 311,16 kN → reakcija rešetke krovnog sprega

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNI VJETROVNI SPREG

Documents

Analiza Opterecenja Hala