RAČUNSKA ANALIZA NOSILNOSTI IN IZDELAVNIH …

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

EKONOMSKO-POSLOVNA FAKULTETA

Denis ŽURAN

RAČUNSKA ANALIZA NOSILNOSTI IN

IZDELAVNIH STROŠKOV JEKLENEGA

OKVIRJA TRANSPORTNEGA TRAKU

PODJETJA OCADO V ANGLIJI

DIPLOMSKO DELO

Maribor, december 2013

I

Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa

RAČUNSKA ANALIZA NOSILNOSTI IN IZDELAVNIH STROŠKOV

JEKLENEGA OKVIRJA TRANSPORTNEGA TRAKU PODJETJA OCADO V

ANGLIJI

Študent: Denis ŽURAN

Študijski program: Gospodarsko inženirstvo

Smer: Gradbeništvo

Mentor(FG): prof. dr. Stojan KRAVANJA

Mentor(EPF) prof. dr. Duško URŠIČ

Maribor, december 2013

http://www.fg.uni-mb.si/podrocje.aspx?id=2095

II

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju prof. dr. Stojanu Kravanji

za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega

dela. Prav tako se zahvaljujem mentorju prof. dr.

Dušku Uršiču.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

IV

RAČUNSKA ANALIZA NOSILNOSTI IN IZDELAVNIH STROŠKOV

JEKLENEGA OKVIRJA TRANSPORTNEGA TRAKU PODJETJA OCADO V

ANGLIJI

Ključne besede: gradbeništvo, jeklene konstrukcije, jeklen okvir, dimenzioniranje,

stroški

UDK: 624.014.2:657.471.11(043.2)

Povzetek

Namen diplomskega dela je zasnova in izvedba računske analize jeklene okvirne

konstrukcije iz vroče valjanih profilov, prikazati porabo jekla ter izvesti cenovno

primerjavo jeklene konstrukcije v združenem kraljestvu Velike Britanije in pri nas v

Sloveniji. Izbrana jeklena konstrukcija ima tlorisne dimenzije 47,7 x 3,2 m in je izvedena iz

jekla S235. Na jekleni konstrukciji so nameščeni transportni trakovi, ki povzročajo

dodatno horizontalno obtežbo. Statična analiza jeklene konstrukcije je izvedena po pravilih

EUROCODE.

V

THE ANALYSIS OF THE STRUCTURE RESISTANCE AND MANUFACTURING

COSTS OF THE CONVEYOR STEEL FRAME OF THE COMPANY OCADO IN

ENGLAND

Keywords: civil engineering, steel structures, steel frame, dimensioning, costs

UDK: 624.014.2:657.471.11(043.2)

Abstract

The purpose of the diploma thesis is to conduct a calculation analysis based on a design of

steel frame structure made from hot rolled profiles, the illustration of the steel

consumption and to perform a price comparison of steel structures between United

Kingdom and Slovenia. The ground plan dimensions of selected steel structure are 47,7 x

3,2 m. Steel structure is made of steel S235. Conveyors are installed on top of the steel

structure, thereby causing additional horizontal load. Static analysis of steel structures has

been carried out in accordance with EUROCODE.

VI

VSEBINA

1. UVOD .......................................................................................................................................... 1

2. PREDSTAVITEV PODJETJA OCADO .............................................................................................. 2

2.1.1 Tehnologija ................................................................................................................. 3

2.1.2 Zgodovina ................................................................................................................... 5

2.1.3 Kronološki pregled podjetja Ocado ............................................................................ 5

2.1.4 Dejstva ........................................................................................................................ 6

3. NAČRTI OBJEKTA ........................................................................................................................ 7

4 NOSILNA KONSTRUKCIJA .......................................................................................................... 11

4.1 Projektne lastnosti jekla ................................................................................................... 11

4.2 Stalna obtežba .................................................................................................................. 11

4.2.1 Lastna teža jeklene konstrukcije .............................................................................. 11

4.2.2 Lastna teža prešanih plošč ....................................................................................... 12

4.3 Spremenljiva obtežba ...................................................................................................... 12

4.3.1 Koristna obtežba...................................................................................................... 12

4.3.2 Transportni trak, vertikalna obtežba ........................................................................ 12

4.3.4 Potres ....................................................................................................................... 13

4.4 Kombinacije obtežb .......................................................................................................... 14

5. DIMENZIONIRANJE PO MSN ..................................................................................................... 15

5.1 Dimenzioniranje po MSN ................................................................................................. 15

5.1.1 Dimenzioniranje zgornjega nosilca IPE 200 ............................................................. 15

5.1.2 Klasifikacija prereza .................................................................................................. 18

5.1.3 Interakcija Ned, My,ed, Mz,ed........................................................................................ 18

5.1.4 Strig .......................................................................................................................... 19

5.1.5 Upogibni uklon ......................................................................................................... 20

5.1.6 Bočna zvrnitev .......................................................................................................... 22

5.1.7 Sočasna tlačna in upogibna obremenitev ................................................................ 25

5.1.8 Dimenzioniranje MSU IPE 200 .................................................................................. 27




5.2.4 Strig .......................................................................................................................... 33

VII

5.2.5 Upogibni uklon ......................................................................................................... 34

5.2.6 Bočna zvrnitev .......................................................................................................... 37






5.3.4 Strig .......................................................................................................................... 47

5.3.5 Upogibni uklon ......................................................................................................... 48

5.3.6 Bočna zvrnitev .......................................................................................................... 50



5.4.1 Dimenzioniranje stebra HEA 120 ............................................................................. 57



5.4.4 Strig .......................................................................................................................... 61

5.4.5 Upogibni uklon ......................................................................................................... 62

5.4.6 Bočna zvrnitev .......................................................................................................... 64


5.4.8 Dimenzioniranje MSU HEA 120 ................................................................................ 70

5.5.1 Dimenzioniranje zavetrovanja ................................................................................. 70

5.5.2 Projektna nosilnost neto prereza: ............................................................................ 71

5.2.3 Projektna nosilnost bruto prereza: .......................................................................... 71

5.6.1 Dimenzioniranje temelja .......................................................................................... 72

4.6.2 Vijaki - zasnova spoja in podatki .............................................................................. 74

5.6.3 Dimenzioniranje točkovnega temelja ...................................................................... 76

6 DIMENZIONIRANJE SPOJEV ...................................................................................................... 78

6.1. SPOJ IPE 200 – IPE 240 ..................................................................................................... 78

6.1.2 Obremenitev ............................................................................................................ 82

6.1.3 Obremenitve v spoju in obremenitve vijakov .......................................................... 82

6.2. SPOJ IPE 140 – IPE 240 ..................................................................................................... 85

6.2.1 vijačni spoj IPE 140 ................................................................................................... 88

6.2.2 Obremenitev : .......................................................................................................... 89

VIII

6.2.3 Obremenitve v spoju in obremenitve v vijakov ....................................................... 89

6.3 SPOJ IPE 240 – IPE 240 ..................................................................................................... 92

6.3.1 vijačni spoj IPE 240 ................................................................................................... 95

6.3.2 Obremenitev ............................................................................................................ 96

6.3.3 Obremenitve v spoju in obremenitve v vijakov ....................................................... 96

7. PORABA MATERIALA IN OBRAČUN STROŠKOV ...................................................................... 100

7.1 Poraba materiala ............................................................................................................ 100

7.1.1 Seznam in teže porabljenega materiala ................................................................. 100

7.1.2 Seznam in teže porabljenega veznega materiala ................................................... 100

7.2 Analiza stroškov .............................................................................................................. 101

7.2.1 Izdelovalni stroški konstrukcije v Sloveniji ............................................................. 101

7.2.2 Izdelovalni stroški jeklene konstrukcije v Angliji .................................................... 104

7.2.3 Primerjava med Anglijo in Slovenijo ...................................................................... 105

8. ZAKLJUČEK .............................................................................................................................. 106

9. LITERATURA IN VIRI ................................................................................................................ 107

IX

UPORABLJENI SIMBOLI

Velike latinske črke

A... površina prereza

Ac... ploščina prečnega prereza betona

Av... površina strižnega prereza

C1... koeficient, ki zajema vpliv upogibnih momentov

Cm... faktor nadomestnega upogibnega momenta

E... modul elastičnosti

F... sila

G... strižni modul, teža

H... horizontalna obtežba

I... vztrajnostni moment

It... torzijski vztrajnostni moment pri neovirani torziji

Iw... torzijski vztrajnostni moment pri ovirani torziji

L... dolžina

M... upogibni moment

Mcr... elastični kritični moment bočne zvrnitve

Med... projektna vrednost upogibnega momenta

Mrd... projektna upogibna nosilnost

Mb,rd... projektna upogibna nosilnost pri bočni zvrnitvi

N... osna sila

Ncr... Eulerjeva kritična sila

Ned... projektna vrednost osne sile

Nrd... projektna osna nosilnost

Nb,rd... projektna uklonska nosilnost tlačenega elementa

V... prečna sila

Ved... projektna vrednost prečne sile

Vpl,rd... projektna plastična strižna nosilnost

W... odpornostni moment

Wpl... plastični odpornostni moment

X

Male latinske črke

ah... redukcijski koeficient višine stebrov

am... redukcijski koeficient števila stebrov v eni vrsti

b... širina

bw... najmanjša širina prečnega prereza v nategu

c... širina dela prečnega prereza, kohezijski delež strižne trdnosti

d... premer, statična višina, širina, višina ravnega dela stojine

e... ekscentričnost, raster

f... trdnost materiala

fcd... projektna vrednost tlačne trdnosti betona

fck... karakteristična tlačna trdnost 28 dni starega betona določena po valju

fy... napetost tečenja jekla

fyd... računska meja plastičnosti jekla

fyk... karakteristična trdnost jekla

fu... natezna trdnost jekla

g... teža

h... višina, višina jeklenega profila

hw... višina stojine

k... koeficient togosti

kyy... interakcijski faktor

kzy... interakcijski faktor

kyz... interakcijski faktor

kzz... interakcijski faktor

l... dolžina

lu... uklonska dolžina

m... masa, število stebrov v eni vrsti

q... površinska obtežba, linijska obtežba

t... debelina, čas

tf... debelina pasnice

tw... debelina stojine

u... pomik

XI

w... vsota upogibka

x, y, z... osi ortogonalnega koordinatnega sistema

Grške črke

α ... kot, faktor nepopolnosti

αlt... faktor nepopolnosti

𝛾 ... delni faktor varnosti, specifična teža

... deformacija

... geometrijska nepopolnost

... faktor za strižni prerez

... vitkost, korekcijski faktor

χ ... redukcijski faktor pri uklonu

χlt... redukcijski faktor pri bočni zvrnitvi

... kot strižne odpornosti

... redukcijski faktor, razmerje robnih momentov

UPORABLJENE KRATICE

SVO... skupna vertikalna obtežba

NHS... nadomestna horizontalna sila

MSN... mejno stanje nosilnosti

MSU... mejno stanje uporabnosti

1

1. UVOD

OKVIRNA JEKLENA KONSTRUKCIJA

Diplomsko delo obravnava zasnovo, računsko analizo in dimenzioniranje jeklene

okvirne konstrukcije transportnega traku podjetja Ocado v Veliki Britaniji. Pri

dimenzioniranju smo uporabili naslednje eurocode:

- EN 1993 projektiranje jeklenih konstrukcij,

- EN 1992 projektiranje betonskih konstrukcij,

- EN 1991 vplivi na konstrukcije, prostorninske teže, lastna teža, koristne obtežbe

stavb.

Teoretični del diplomskega dela obsega predstavitev in način delovanja visoko

avtomatiziranega skladišča za potrebe internetnega nakupa v združenem kraljestvu Velike

Britanije.

Jeklena konstrukcija je tlorisne velikosti 47,7 x 3,23 m in višine 2,81 m. Na

konstrukcijo ne deljujejo zunanji vplivi kot so sneg in veter, saj predstavlja eno od etaž v

veliki visokoavtomatizirani hali podjetja Ocado ki so locirane po celotni Veliki Britaniji.

Na konstrukciji so transportni trakovi, ki povzročajo dodatno horizontalno obtežbo.

Največji razmak med stebri znaša 5,56 m. Za jeklene elemente konstrukcije je predvideno

jeklo kvalitete S235, za temelje pa beton C20/25. Vsi montažni spoji bodo izvedeni z

jeklenimi ploščami in vijaki M12 in M16 , kvalitete 8,8. Celotna konstrukcija je prekrita z

lesenimi prešanimi ploščami. Za statični izračun smo uporabili program Tower, pri

katerem je upoštevana teorija II. Reda.

2

2. PREDSTAVITEV PODJETJA OCADO

Ocado je namenski spletni supermarket v združenem kraljestvu Velike Britanije ter

največji spletni supermarket po prometu na svetu. Nudi najširši trg strankam saj prodajajo

več kot 21.000 produktov. Podjetje Ocado poskuša ustvariti nov način nakupovanja, nekaj

kar bo spremenilo obnašanje strank na okolju prijazen in socialno odgovoren način. Gre za

velik, centralno distribuiran model, kjer so izdelki izbrani v individualne artikle in

dostavljeni v vozilih.

Ustanovitelji podjetja so začeli poslovati na popolnoma drugačen način. Tokrat s

pravim fokusom na storitvah namenjenim strankam (Customer Service). Gre za tip

storitve, s katerim stranke do sedaj niso bile seznanjene. Prepričani so, da so največji

center za distribucijo živil na svetu, ki izdelke pripelje neposredno do kuhinj svojih strank.

Slika 2.1: Dostavno vozilo podjetja Ocado

Ocado ponuja dostavo živilskih proizvodov iz visoko avtomatiziranega skladišča.

Ko produkt prispe v skladišče, najprej skenirajo vse artikle, nato jih vnesejo v njihove

informacijske sisteme. Na tak način dobijo zelo dober nadzor nad njihovim inventarjem in

lahko sledijo vsem njihovim produktom, medtem ko se premikajo med lokacijami v

skladiščih. Na tak način lahko zelo hitro najdejo želene produkte in s tem pohitrijo celoten

proces.Sistem, ki ga ima Ocado, znižuje potrošnikom ceno nakupov. Več kot 7000 artiklov

3

je cenovno primerljivih z grosisitčno združbo Tesco. Kljub temu, da Ocado nudi internetno

prodajo, jamči za sveže izdelke in ustrezen rok trajanja. Dostava nekaterih izdelkov je

brezplačna.

2.1.1 Tehnologija

Temelj poslovanja podjetja Ocado je njihova tehnologija, saj poganja vse kar

delajo. Podjetje se prilagaja digitalni dobi, odziva na spremembe obnašanja svojih strank,

je prisotno na internetu, in na tak način poskuša pripeljati potrošništvo in samo

nakupovanje v novo dobo. Niso kot ostali trgovci, zato ker nimajo fizičnih trgovin, ampak

imajo veliko avtomatizirano skladišče.

Slika 2.2: Visokoavtomatizirano skladišče

Ocado postaja zelo podoben tehnološkim podjetjem, saj pišejo svojo lastno

programsko opremo in 50% zaposlenih v pisarnah uporablja gostinsko programsko

opremo.Uporabljajo najsodobnejšo programsko tehnologijo in najsodobnejšo strojno

opremo, ki jim omogoča vizualizacijo celotnega skladišča v 3D načinu. S to tehnologijo

lahko analitiki odkrivajo in razrešujejo probleme, še preden se ti pojavijo ter odkrivajo

točke, ki upočasnjujejo pretok blaga znotraj skladišča. Skladišča predstavljajo edinstvene

izzive, saj se v vsakem skladišču trenutno premika okoli 5000 izdelkov istočasno. Zato

4

mora biti tudi programska oprema sposobna obdelati ta nivo kompleksnosti in se ustrezno

odzivati.

Tudi natančnost je zelo velika, saj lahko na spletu priležejo realno-časovne

informacije o njihovih izdelkih (npr. kako sveže je jabolko, ki ga bo stranka kupila).

Gre za edinstven načrt skladišča, edinstven poslovni proces, ter edinstvena programska

koda, ki vse to upravlja. Ustvarili so proces, ki tudi v resnici deluje!

Slika 2.3: Prikaz skladišča

Ocado sledi modernim trendom medijev in je uvedel svoje aplikacije internetne

prodaje preko pametnih telefonov kot so iPhone, Android telefon in iPad-a.

Slika 2.4: Prodaja preko pametnih telefonov

5

2.1.2 Zgodovina

Vsakih 50 let se obnašanje potrošnikov oz. strank spremeni. Spomnimo se zadnjih

50 let dvajsetega stoletja in prvih samopostrežnih veleblagovnic. Cene so bile nižje in bilo

je več artiklov na enem samem mestu, prostori so bili manjši. V naslednjih 10 letih je

večina ljudi začela nakupovati v takšnih okoljih. Naslednji večji premik je v supermarketih

na obrobjih mest kar se je zgodilo v poznih 80-ih, začetku 90-ih letih prejšnjega stoletja.

Ljudje so lahko v tem primeru šli ven iz mesta in prišli v še večje trgovine, ki so imele še

več artiklov in nižje cene. Kar trenutno počne podjetje Ocado je to, da razvijajo nekaj kar

bo primerno za novo evolucijsko dobo. Gradijo nekaj, kar bo popolnoma spremenilo

obnašanje ljudi/strank in to z uporabo tehnologij in interneta.

2.1.3 Kronološki pregled podjetja Ocado

Leta 2000

- Ocado so ustanovili Tim Steiner, Jason Gissing and Jonathan Faiman.

Oktober 2000

- Je ocado pridobil prve blagovne znamke z Waitrose.

Maj 2001

- Začeli opremljati prvo z začasno skladišče.

Oktober 2001

- Začeli s prvimi poskusnimi dobavami.

Januar 2002-2004

- Začetek dostavne službe, katera je delovala v majhnih mestih Hertfordshire St

Albans in Hemel Hempstead blizu Londona. Dostavno območje je Ocado hitro

povečal in maja 2002 začel dostavljati v severnem Londonu. V prvih 12 mesecih je

povečal dostavno območje iz 100.000 gospodinjstev na približno 2.200.000

gospodinjstev in posledično se je povečala bruto prodaja za 440.000 funtov na

teden.

- Od druge polovice leta 2002 do 2003 so svoje sisteme širili na področje celotne

Anglije (Weybridge, Surrey Aylesford, Kent, Rugby, Warwickshire), od leta 2004

6

do 2009 pa je Ocado uvajal nadgrajen sistem v mestih Manchester, Southampton,

Leeds in White City (London).

April 2004

- uvedli prve transportne trakove v Hatfield-u.

Maj 2005

- Se je dostava razširila na več kot 10 miljonov gospodinjstev.

Julij 2006

- Je imel Ocado rekordno naročilo in sicer 50.000 naročil v enem tednu.

Leta 2011

- Internetna prodaja dostavne službe pokriva že čez 70 % Angleških gospodinjstev.

2.1.4 Dejstva

- Imajo preko 5000 delovnih mest,

- Povprečno 18.000 dostav dnevno,

- Od ustanovitve leta 2002 so naredili preko 27 milijonov dostavnih naročil,

- So prvi z Angleška živilska spletna trgovina z aplikacijami na i pad-u in i phonu,

- Pripomorejo k čistejšemu okolju,

- To je poslovanje prihodnosti,

- Imajo vse predispozicije za širjenje po celem svetu.

7

3. NAČRTI OBJEKTA

Okvirna enoetažna konstrukcija je tlorisne velikosti 47,7 m x 3,235 m in višine

2,85 m. Največji razmak med stebri znaša 5,56 m. Vsi montažni spoji bodo izvedeni z

jeklenimi ploščami in vijaki M12 in M16, kvalitete 8,8. Za jeklene elemente konstrukcije

je predvideno jeklo kvalitete S235, za temelje pa beton C20/25. Celotna konstrukcija je

prekrita z lesenimi prešanimi ploščami.

Slika 3.2: Prečni prerez konstrukcije

Slika 3.3: Zavetrovanje

HEA 120 HEA 120 HEA 120 HEA 120

8

Slika 3.1: Tloris jeklene konstrukcije

9

Slika 3.4: Prikaz postavitve stebra HEA 120 glede na nosilec IPE 200

10

Slika 3.5: Slika referenčnega objekta

Slika 3.6: Slika referenčnega objekta

11

4 NOSILNA KONSTRUKCIJA

4.1 Projektne lastnosti jekla

Material

Kvaliteta jekla

Napetost tečenja

S235

Modul elastičnosti

Poissonov količnik ν

Strižni modul

Gostota

4.2 Stalna obtežba

4.2.1 Lastna teža jeklene konstrukcije

4.2.1.1 Stebri

Profil Masa [kg/m] Obtežba [kN/m]

HEA 120 19,9 0,199

12

4.2.1.2 Nosilci

Profil Masa [kg/m] Obtežba [kN/m]

IPE 240 30,7 0,307

IPE 140 12,9 0,129

IPE 200 22,4 0,224

4.2.1.3 Zavetrovanje

Jeklena pločevina: 50,5

Profil Debelina [mm] Širina [mm] Masa [kg/m] Obtežba [kN/m]

50,5 5 50 1,95 0,0195

4.2.2 Lastna teža prešanih plošč

Prešana plošča

Debelina [mm] Specifična teža [kN/m3] Obtežba [kN/m2]

38 7,5 0,285

Površinska obtežba q = 0,285 kN/m2 ~ 0,33 kN/m

2

4.3 Spremenljiva obtežba

4.3.1 Koristna obtežba

4.3.2 Transportni trak, vertikalna obtežba

površinska obtežba [kN/m2]

5,0

4.3.3 Transportni trak, horizontalna obtežba, (5% vertikalne sile)

Obtežba [kN/m2]

0,3

13

4.3.4 Potres

Iz slike, ki predstavlja potresna območja v Angliji je razvidno, da območje kjer se

nahaja konstrukcija ni potresno, zato potresa v izračunu nismo upoštevali.

Slika 4.1: Prikaz potresnih območij

Vir: http://www.seced.org.uk/news/UK_seismic_hazard_report-issue3.pdf

14

4.4 Kombinacije obtežb

1. 1.5 x I (spremenljiva vertikalna )

2. 1.35 x II (stalna )

3. 1.5 x I + 1.35 x II (spremenljiva vertikalna + stalna )

4. 1.5 x III ( spremenljiva horizontalna )

5. 1.5 x I + 1.5 x III (spremenljiva vertikalna + spremenljiva horizontalna )

6. 1.35 x II + 1.5 x III (stalna + spremenljiva horizontalna )

7. 1.5xI+1.35xII+1.5xIII(spremenljiva vert.+ stalna+spremenljiva horizontalna )

15

5. DIMENZIONIRANJE PO MSN

5.1 Dimenzioniranje po MSN

5.1.1 Dimenzioniranje zgornjega nosilca IPE 200

5.1.1.1 Ekstremne vrednosti notranjih statičnih količin

Ned = -9,46 kN Vy,ed = -13.74 kN Vz,ed = -0,76 kN

My,ed = -8,96 kNm Mz,ed = 0,61 kNm

Maksimalne notranje statične količine: nosilec IPE 200

16

Statični preračun IPE 200

Slika 5.1: Statični preračun in ekstremne vrednosti nosilca IPE 200

17

Lastnosti profila IPE 200

Slika 5.2: Dimenzije IPE 200 ( mm )

Tabela 4.1: Lastnosti IPE 200

Dimenzije : h [cm] b [cm] tf [cm] tw [cm] r [cm]

20 10 0,85 0,56 1,2

Geometrijske karakteristike: A [cm2] G [

] U [

d [mm] c [mm]

28,5 22,4 0,768 159 183

Iy [cm4] Wy [cm3] iy [cm] Iz [cm4] Wz [cm3]

1940 194 8,26 142 28,5

iz [cm] Wply [cm3] Wplz [cm3] It [cm4] Iw [cm6]

2,24 221 44,6 6,98 12990

18

5.1.2 Klasifikacija prereza

Stojina

sledi:

√

= √

= 1

28,39 ≤ 33 → Stojina je v 1. razredu kompaknosti.

Pasnica

sledi: c =

Pasnica je v 1. razredu kompaknosti.

Celoten prerez je v prvem razredu kompaknosti.

5.1.3 Interakcija Ned, My,ed, Mz,ed

Enačba za izračun interakcije:

+

+

≤ 1,

kjer je :

Nrd - projektna osna nosilnost (kN)

Nrd =

= 669,75 kN

– projektna upogibna nosilnost (kNm)

=

= 51,935 kNm

19


=

= 10,481 kNm

≤ 1

0,245 ≤ 1, pogoj ustreza!

5.1.4 Strig

Prečna sila v y – smeri

Strižni prerez:

=

Projektna strižna nosilnost:

√

=

√

= 230,65 kN ≥ 0,76 kN

Pogoj je izpolnjen.

Prečna sila v z – smeri

Enačba za izračun projektne strižne plastične nosilnosti

Vpl,z,rd =

√

,

kjer je:

– površina strižnega prereza za vroče valjani I in H profil

= -2·b·tf + (tw + 2·r)·tf = 14,02 cm2

Vendar ne sme biti manj kot ɳ·c·tw = 1,0·18,3·0,65 = 11,90 cm2

20

sledi: Vpl,z,rd =

√

=

√

= 190,22 kN ≥ 13,74 kN

Projektna strižna nosilnost Vpl,y,rd je večja od projektne vrednosti prečne sile Ved. Pogoj je

izpolnjen.

Interakcija med Ved in Med

Kadar je prečna sila manjša od polovice plastične strižne nosilnosti, se njen vpliv na

upogibno nosilnost zanemari.

sledi: Vpl,z,rd 0,5 = 95,083 kN ≥ 13,74 kN→ ni potrebno preveriti

Lokalno izbočenje zaradi striga

V primeru da velja spodnja enačba je potrebno dodatno preveriti odpornost proti

lokalnemu izbočenju v strigu. (EN 1993-1-1, 6.2.6.)

enačba:

> 72

sledi:

=32,678 < 72

Kontrola ni potrebna!

5.1.5 Upogibni uklon

Projektna uklonska nosilnost tlačno obremenjenega elementa se izračuna z naslednjim

izrazom:

kjer je:

21

Izračun

Elastična kritična sila izračunana na podlagi bruto prečnega prereza:

kjer je:

- uklonska dolžina okoli y – osi

sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:

faktor nepopolnosti, določimo iz preglednic (EN 1993-1-1, 6.3.1.2,

preglednica 6.1 in 6.2)

sledi: ,

[

Redukcijski faktor upogibnega uklona:

√ , vendar

sledi:

Izračun


kjer je:

22

- uklonska dolžina okoli z – osi

=323,5 cm

sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:

izračun minimalnega redukcijskega faktorja uklona

Projektna uklonska nosilnost tlačenih palic je sedaj:

5.1.6 Bočna zvrnitev

Projektna upogibna nosilnost bočne zvrnitve se za bočno nepodprte nosilce izračuna z

izrazom:

·

23

kjer je:

- odpornostni moment prečnega prereza

sledi: , za 1. in 2. razred kompaknosti

– redukcijski faktor pri bočni zvrnitvi

Izračun

√

kjer je:

– koeficient, ki zajema vpliv upogibnih momentov vzdolž nosilca

sledi:

kjer je:

razmerje robnih momentov

po absolutni vrednosti manjši robni moment

po absolutni vrednosti večji robni moment

sledi:

sledi:

uklonska koeficienta za uklon okoli močne in šibke osi

izraža robne pogoje za vzbočenje prereza

razmik med bočnimi podporami

24

podatki

L = 323,5 cm

E = 21000

G = 8100

Iz = 142 cm2

It = 6,98 cm4

Iw = 12990 cm6

8561,61 kNcm

vitkost se izračuna z izrazom:

= √

[ ( ) ]

kjer je:

faktor nepopolnosti, EN 1993-1-1:2005, 6.3.2.2 preglednica 6.3, 6.4

,

sledi: 0,77

redukcijski faktor upogibnega uklona:

√

=

√ = 0,88

Vendar

, 0,88 1,64

Projektna vrednost nosilnosti na bočno zvrnitev se izračuna po enačbi:

0,88 221 cm3 23,5

= 4570,28 kNcm > 896 kNcm

25

5.1.7 Sočasna tlačna in upogibna obremenitev

Interakcija med uklonom okoli močne osi in upogibnimi momenti:

Interakcija med uklonom okoli šibke osi in upogibnimi momenti:

Splošni delni faktorji so izpuščeni, ker so enaki 1,0.

Faktorji nadomestnega upogibnega momenta:

Izračun

Pripadajoč momentni diagram: diagram št.2, EN 1993-1-1:2005, nacionalni dodatek,

preglednica B.3

Razmerje momentov med sosednjima točkama podpiranja

=

Vrsta obtežbe: zvezna obtežba

sledi:

Izračun

Pripadajoč momentni diagram: diagram št.2


26


sledi: , ne ustreza pogoju, zato velja:

Izračun



=


sledi:

Iterakcijski faktorji

Ker je prerez v prvem razredu kompaknosti uporabimo za interakcijske faktorje plastične

lastnosti prečnega prereza 1. in 2. razreda kompaknosti.

Faktor kyy

[

] ≤ [

]

[

] ≤ [

]

0,51 ≤ 0,52

Faktor

= 0,6 = 0,6 0,42 =0,25

27

Faktor

= [

] [

]

= [

] [

]

= 0,97

Faktor

= [

] ≤ [

]

= 0,4 [

] ≤ [

]

≤ 0,42

Izračun sočasne tlačne in upogibne obremenitve:


0,15


0,30

5.1.8 Dimenzioniranje MSU IPE 200

Deformacija nosilca IPE 200

Vrednosti so izračunane s programom TOWER.

Stalne in spremenljive obtežbe:

Vplivi v gredi: (2-9)

28

Slika 5.3 : Deformacija nosilca IPE 200 (mm)

Spremenljive obtežbe:



Poves zaradi spremenljive obtežbe:

Poves zaradi stalne in spremenljive obtežbe:

Nosilec IPE 200 po mejnem stanju uporabnosti ustreza.

29



Ned = -0,49 kN Vy,ed = 10,97 kN Vz,ed = -0,64 kN

My,ed = -5,92 kNm Mz,ed = 0,40 kNm


30



31


Slika 5.6: Dimenzije IPE 140



14 7,3 0,69 0,45 0,7


] U [

d [mm] c [mm]

16,4 12,9 0,551 112 126,2


541 77,3 5,74 44,9 12,3


1,65 88,4 19,2 2,45 1981

32


Stojina

sledi:

√

= √

= 1

24,88≤ 33 → Stojina je v 1. razredu kompaknosti.

Pasnica

sledi: c =





+

+

≤ 1,

kjer je :


Nrd =

= 385,4 kN


=

= 20,77 kNm

33


=

= 4,51 kNm

≤ 1

0,37≤ 1, pogoj ustreza!

5.2.4 Strig


Strižni prerez:

=


√

=

√

= 136,63 kN ≥ 0,64 kN

Pogoj je izpolnjen.



Vpl,z,rd =

√

,

kjer je:


= -2·b·tf + (tw + 2·r)·tf = 7,60 cm2


sledi: Vpl,z,rd =

√

=

√

= 76,93 kN ≥ 10,97 kN

34


izpolnjen.




sledi: Vpl,z,rd 0,5 = 38,47 kN ≥ 10,97 kN→ ni potrebno preveriti




enačba:

> 72

sledi:

= 28,044 < 72




izrazom:

kjer je:

35

Izračun


kjer je:


sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:

Izračun


kjer je:


36

=323,5 cm

sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:



37



izrazom:

·

kjer je:




Izračun

√

kjer je:


sledi:

kjer je:




sledi:

sledi:

38




podatki

L = 323,5 cm

E = 21000

G = 8100

Iz = 44,9 cm2

It = 2,45 cm4

Iw = 1981 cm6

1453,81 kNcm


=√

[ ( ) ]

kjer je:


,

sledi: 1,12


√

√ = 0,65

Vendar

, 0,65 0,69

Projektna vrednost nosilnosti na bočno zvrnitev se izračuna po enačbi:

0,65 88,4 cm3 23,5

= 1350,31 kNcm > 592 kNcm

39






Izračun


preglednica B.3


=


sledi:

Izračun



40


sledi:

Izračun



=


sledi:




Faktor kyy

[

] ≤ [

]

[

] ≤ [

]

0,5 ≤ 0,5

Faktor

= 0,6 = 0,6 = 0,254

41

Faktor

= [

] [

]

= [

] [

]

= 0,994

Faktor

= [

] ≤ [

]

=0,42 [

] ≤ [

]

≤ 0,424



0,286


0,563

42


Deformacija nosilca IPE 140







Slika 5.8 : Deformacija nosilca IPE 140(mm)


43





Ned = -4,5 kN Vy,ed = 34,36 kN Vz,ed = -0,56 kN

My,ed = -40,05 kNm Mz,ed = -32,71 kNm


44



45


Slika 5.10: Dimenzije IPE 240 ( mm )



24 12 0,98 0,62 1,5


] U [

d [mm] c [mm]

39,1 30,7 0,922 190 220,4


3890 324 9,97 284 47,3


2,69 367 73,9 12,9 37390

46


Stojina

sledi:

√

= √

= 1


Pasnica

sledi: c =





+

+

≤ 1,

kjer je :


Nrd =

= 918,85 kN


=

= 86,24 kNm

47


=

= 17,37 kNm

≤ 1


5.3.4 Strig


Strižni prerez:

=


√

=

√

= 319,11 kN ≥ 0,63 kN

Pogoj je izpolnjen.



Vpl,z,rd =

√

,

kjer je:


= -2·b·tf + (tw + 2·r)·tf = 19,13 cm2


sledi: Vpl,z,rd =

√

=

√

= 259,55 kN ≥ 63,73 kN

48


izpolnjen.




sledi: Vpl,z,rd 0,5 = 129,78 kN ≥ 63,73 kN → ni potrebno preveriti




enačba:

> 72

sledi:

= 35,55 < 72




izrazom:

kjer je:

49

Izračun


kjer je:


sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:

Izračun


kjer je:


50

=

sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:





izrazom:

51

·

kjer je:




Izračun

√

kjer je:


sledi:

kjer je:




sledi:

sledi:




52

podatki

L = 556,5 cm

E = 21000

G = 8100

Iz = 284 cm2

It = 12,9 cm4

Iw = 37390 cm6

5259,16 kNcm


= √

[ ( ) ]

kjer je:


,

sledi: 1,26


√

√ = 0,66

Vendar

, 0,66 0,61 zato je

projektna vrednost nosilnosti na bočno zvrnitev se izračuna po enačbi:

0,61 367 cm3 23,5

= 5260,95 kNcm > 4969,0 kNcm

53






Izračun


preglednica B.3


=


sledi: velja

Izračun




54

sledi:

Izračun




sledi:




Faktor kyy

[

] ≤ [

]

[

] ≤ [

]

0,405 ≤ 0,407

Faktor

= = 0,6 = 0,6 = 0,281

Faktor

= [

] [

]

= [

] [

]

= 0,984

55

Faktor

= [

] ≤ [

]

= 0,44 [

] ≤ [

]

≤ 0,468



0,398


0,937




Vplivi v gredi:(42-57)

56



Vplivi v gredi:(42-57)





57

5.4.1 Dimenzioniranje stebra HEA 120


Ned = -57,64 kN Vy,ed = 2,06 kN Vz,ed = -0,473kN

My,ed = 3,88 kNm Mz,ed = 0,83 kNm

Maksimalne notranje statične količine: steber HEA 120

58

Statični preračun HEA 120

Slika 5.13: Statični preračun in ekstremne vrednosti stebra HEA 120

59

Lastnosti profila HEA 120

Slika 5.14: Dimenzije HEA 120 ( mm )

Tabela 4.4: Lastnosti HEA 120


11,4 12 0,8 0,5 1,2


] U [

d [mm] c [mm]

25,3 19,9 0,677 74 98


606 106 4,89 231 38,5


3,02 119,4 58,9 5,99 6472

60


Stojina

sledi:

√

= √

= 1


Pasnica

sledi: c =

Pasnica je v 3. razredu kompaknosti..

Celoten prerez je v tretjem razredu kompaknosti.



+

+

≤ 1,

kjer je :


Nrd =

= 594,55 kN


=

= 24,91 kNm

61


=

= 9,05 kNm

≤ 1


5.4.4 Strig


Strižni prerez:

=


√

=

√

= 260,5 kN ≥ 0,47 kN

Pogoj je izpolnjen.



Vpl,z,rd =

√

,

kjer je:


= -2·b·tf + (tw + 2·r)·tf = 16,02 cm2

Vendar ne sme biti manj kot ɳ·c·tw = 1,0·9,8·0,5= 4,9 cm2

sledi: Vpl,z,rd =

√

=

√

= 217,36 kN ≥ 2,06 kN

62


izpolnjen.




sledi: Vpl,z,rd 0,5 = 108,68 kN ≥ 2,06 kN → ni potrebno preveriti




enačba:

> 72

sledi:

= 19,6 < 72




izrazom:

kjer je:

Izračun


63

kjer je:


sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:

Izračun


kjer je:


=

64

sledi:

relativna vitkost

√

[ ( ) ]

kjer je:



sledi: ,

[


√ , vendar

sledi:





izrazom:

·

kjer je:


sledi: , za 3. razred kompaknosti

65


Izračun

√

kjer je:


sledi:

kjer je:




sledi:

sledi:




66

podatki

L = 281,2 cm

E = 21000

G = 8100

Iz = 231 cm2

It = 5,99 cm4

Iw = 6472 cm6

16938,17 kNcm


=√

[ ( ) ]

kjer je:


,

sledi: 0,55


√

√ = 1,0

Vendar

, 1,0 6,92

Pogoj:

Sledi:

projektna vrednost nosilnosti na bočno zvrnitev se izračuna po enačbi:

1,0 106 cm3 23,5

= 2491 kNcm > 388 kNcm

67






Izračun


preglednica B.3



sledi: velja

Izračun




sledi:

68

Izračun




sledi: velja


Ker je prerez v tretjem razredu kompaknosti uporabimo za interakcijske faktorje elastične


Faktor kyy

[

] ≤ [

]

[

] ≤ [

]

0,417 ≤ 0,428

Faktor

= 0,6 = 0,6 = 0,264

Faktor

= [

] [

], za <0,4

= [

] [

]

= 0,940

69

Faktor

= [

] ≤ [

]

= 0,4 [

] ≤ [

]

≤ 0,44



0,207


0,366

70

5.4.8 Dimenzioniranje MSU HEA 120




Slika 5.15: Deformacija stebra HEA 120 (mm)


Steber HEA 120 po mejnem stanju uporabnosti ustreza.

5.5.1 Dimenzioniranje zavetrovanja

5.5.1.1 Ekstremne vrednosti notranjih statičnih količin:

Ned = 11,09 kN

71

Lastnosti jeklene pločevine 50,5

5.5.2 Projektna nosilnost neto prereza:

11,09 pogoj ustreza

Ustrezno zmanjšani polni prečni prerez zaradi lukenj:

Izberem vijak M 12, sledi:

M12 = 12 mm+1 mm=13 mm

5.2.3 Projektna nosilnost bruto prereza:

11,09 kN

11,09 kN 58,75 pogoj ustreza

72

5.6.1 Dimenzioniranje temelja

5.6.1.1 Maksimalne notranje statične količine v stiku steber – temelj

= 2,06 kN

= -0,47 kN

= -57,64 kN

Podatki steber HEA 120

b = 120mm tf = 8 mm

h = 114 mm tw = 5 mm

r = 12 mm A = 25,3 cm2

Slika 5.16: Detajl zvara steber - temelj

Izberem zvar:

a= 4 mm, kotni zvar

površina zvarov:

Aw = 0,4

73

Vztrajnostni moment zvara čelne plošče:

Iy =2

(

)

(

)

Iy=2

(

)

(

)

= 520,46

Iy = 520,46

Odpornostni moment:

Izračun napetosti v zvaru v točki 1

n

napetosti v zvaru:

√

Pogoj: √

𝛾

Izbrana debelina in dolžina zvara ustreza

74

4.6.2 Vijaki - zasnova spoja in podatki

Vijaki Iz sidra ϕ16, navoj M 12, S 235

fub = 36,0 kN/cm2

fyb = 23,5 kN/cm2

do = 12+3 = 15 mm

Geometrijske karakteristike spoja

Predpis:

e1 = 2,0·do = 30 mm

e2 = 1,5·do = 22,5 mm

p1 = 3,0·do = 45 mm

p2 = 3,0·do = 45 mm

Slika 5.17: Razmerje med vijaki

75

Slika 5.18: Detajl priključka stebra na temelj

Obremenitev in odpornost vijakov (sidra):

Strižna sila na en vijak:

√

Strižna nosilnost vijaka na eno strižno ravnino:

𝛾

Projektna nosilnost na bočni pritisk:

𝛾

{

1,0

76

5.6.3 Dimenzioniranje točkovnega temelja

Temelj je iz betona kvalitete C25/30. Dimenzije temelja so: tloris 0,8m x 0,8m in višine

0,8m.

Specifična teža betona je 𝛾

. Dopustna napetost v tleh je 200

dobra tla.

Slika 5.19: Tloris temelja (cm)

Slika 5.20: Prečni prerez temelja (cm)

lastnosti zemljine:

kohezija:

𝛾

strižni kot:

(

𝛾 ) (

)

prostorninska teža zemljine:

𝛾 𝛾

𝛾

lastna teža temelja:

77

1,35·

skupna vertikalna obremenitev

Kontrola napetosti na glavi točkovnega temelja:

𝛾

=1,67

pogoj ustreza

Preveritev temelja na zdrs

Kjer je:

𝛾

pogoj ustreza

Preveritev temelja na nosilnost

Ekscentričnost:

Izpolnjen mora biti pogoj:

(

) pogoj ustreza

Moment na dnu:

Napetosti:

pogoj ustreza

Dimenzije za temelj ustrezajo po teoriji dopustnih napetosti

78

6 DIMENZIONIRANJE SPOJEV

6.1. SPOJ IPE 200 – IPE 240

Spoj je predviden kot togi vijačni spoj s čelno ploščo. Vijaki so visokovredni prednapeti.

Podatki:

Jeklo S 235 fy = 23,5

fub = 80,0

βw =0,8

𝛾 b = 100 mm tf = 8,5 mm h =200 mm

tw = 5,6 mm r = 12 mm d = 159 mm c = 183 mm

Maksimalne notranje statične količine:

Ned = -9,46 kN

Med,y = -8,96 kNm

Ved,y = -13,74 kN

79

Slika 6.1: Detajl zvara

Izberem zvar:

a= 4 mm, kotni zvar

Omejitve glede dolžine zvarov:

24 mm

Ni omejitve!

površina z težiščni površina z težiščni

1 6,2 10,6cm 65,72

2 6,2 10,6cm 65,72

3

4

5

Skupaj:

1,4

1,4

4,0

19,2

1,45 cm

1,45 cm

0,2 cm

2,03

2,03

0,8

136,3

80

Težišče T v smeri z znaša:

zT=

Izračun vztrajnostnega momenta Iyy,i

Iyy,i = 248,35

Steinerjevo pravilo:

Vztrajnostni moment

Iyy,i+

Določitev odpornostni moment:

Wy =

√

√

20,25 zvar ustreza

81

6.1.1 vijačni spoj IPE 240

Zasnova in podatki

Imamo natezno in strižno obremenjen spoj kategorije B, C. Uporabimo prednapete vijake

kvalitete 8.8 s tesnim naleganjem. Stične površine je potrebno ustrezno pripraviti.

Material

Jeklo S 235 fy = 23,5

Vijaki M 16, klasa 8.8

do = 16mm + 2mm = 18 mm

najmanjši in največje dovoljene robne oddaljenosti e1 in e2 ter najmanjši dovoljeni

razmaki p1 in p2

Predpis:

e1 = 2,0·do = 36 mm

e2 = 1,5·do = 27 mm

p1 = 3,0·do = 54 mm

p2 = 3,0·do = 54 mm

82

Slika 6.2: Detajl priključka nosilca IPE 200 na nosilec IPE 240

6.1.2 Obremenitev

Ned = -9,46 kN

Med,y = -8,96 kNm

Ved = -13,74 kN

Med,z = 0,61 kNm

6.1.3 Obremenitve v spoju in obremenitve vijakov

Natezna in tlačna sila v conah zaradi momenta:

83

Obremenitev vijakov

Tlačna sila se prenaša z direktnim kontaktom v coni pritiska. Vijaki v tej coni ne

sodeljujejo pri momentih. Prevzemajo samo obtežbo prečnih sil.

Natezna sila na en vijak v natezni coni spoja

Strižna sila na en vijak v natezni coni spoja

Odpornost vijakov

{ 𝛾

𝛾

Odpornost vijaka na natezno silo:

pogoj ustreza

Odpornost sklopa na preboj pločevine:

pogoj ustreza

84


pogoj ustreza


{

0,67

pogoj ustreza

Projektna torna nosilnost(MSN in MSU)

Vijaki v natezni coni

pogoj ustreza

pogoj ustreza

Vijaki v tlačni coni:

21,10 kN

Kombinacija strižne in natezne sile:

85

Priključna čelna plošča:

Prednapeti vijaki

Priključna pločevina

M16, q 8.8

190/130/10

zvari Kotni zvar: a = 4 mm

6.2. SPOJ IPE 140 – IPE 240


Podatki:

Jeklo S 235 fy = 23,5

fub = 80,0

βw =0,8

𝛾 b = 73 mm tf = 6,9 mm h =140 mm

tw = 4,7 mm r = 7 mm d = 112 mm c = 126,2 mm


Ned = -0,49 kN

Med,y = -5,92 kNm

Ved,z = 10,97 kN

Med,z = 0,4 kNm

Ved,y = -0,64 kN

86


Izberem zvar:

a= 4 mm, kotni zvar


24 mm

Ni omejitve!

87

Izračun vztrajnostnega momenta:

površina z težiščni površina z težiščni

1 3,84 6,59 cm 25,31

2 3,84 6,59 cm 25,31

3

4

5

Skupaj:

0,89

0,89

2,92

12,38

1,29 cm

1,29 cm

0,2 cm

1,15

1,15

0,58

53,5

Težišče T v smeri z znaša:

zT=

Izračun vztrajnostnega momenta Iyy,i

Iyy,i = 2

Steinerjevo pravilo:

Vztrajnostni moment

Iyy,i+

88

Določitev odpornostni moment:

Wy =

√

√

35,85 zvar ustreza


Zasnova in podatki



Material

Jeklo S 235 fy = 23,5


do = 12mm + 1mm = 13 mm


razmaki p1 in p2

Predpis:

e1 = 2,0·do = 26 mm

e2 = 1,5·do = 19,5 mm

p1 = 3,0·do = 39 mm

p2 = 3,0·do = 39 mm

89

Slika 6.4: Detajl priključka nosilca IPE 140 na IPE 240

6.2.2 Obremenitev :

Ned = -0,49 kN

Med,y = -5,92 kNm Med,z = 0,40 kNm

Ved,z = 10,97 kN

6.2.3 Obremenitve v spoju in obremenitve v vijakov


Obremenitev vijakov



90



Odpornost vijakov

{ 𝛾

𝛾


pogoj ustreza


pogoj ustreza

91


pogoj ustreza


𝛾

{

0,67

pogoj ustreza



pogoj ustreza

pogoj ustreza

92


11,33 kN



Prednapeti vijaki


M12, q 8.8

130/100/10


6.3 SPOJ IPE 240 – IPE 240


Podatki:

Jeklo S 235 fy = 23,5

fub = 80,0

βw =0,8

𝛾 b = 120 mm tf = 9,8 mm h =240 mm

tw = 6,2 mm r = 15 mm d = 190 mm c = 220,4 mm

93


Med,y = -49,69 kNm

Ved,z = 63,73 kN

Ned = -7,57 kN (tlak)


Izberem zvar:

a= 6 mm, kotni zvar


36 mm

Ni omejitve!

Vztrajnostni moment zvara čelne plošče:

94

Iy =2

(

)

(

)

Iy=2

(

)

(

)

= 4020,83

Iy = 4020,83

Odpornostni moment:

Površina zvarov:

Aw = =47,26

Izračun napetosti v zvaru v točki 1

n

napetosti v zvaru:

√

= 22,8

Pogoj: √

Izbrana debelina in dolžina zvara ustreza

95


Zasnova in podatki



Material

Jeklo S 235 fy = 23,5


do = 16mm + 2mm = 18 mm


razmaki p1 in p2

Predpis:

e1 = 2,0·do = 36 mm

e2 = 1,5·do = 27 mm

p1 = 3,0·do = 54 mm

p2 = 3,0·do = 54 mm

96

Slika 6.6: Detajl priključka nosilca IPE 240

6.3.2 Obremenitev

Ned = -7,57 kN

Med,y = -49,69kNm

Ved,z = 63,73 kN

Med,z = -0,28 kNm

6.3.3 Obremenitve v spoju in obremenitve v vijakov


97

Obremenitev vijakov





Odpornost vijakov

{ 𝛾

𝛾


pogoj ustreza


98

pogoj ustreza


pogoj ustreza


{

0,67

pogoj ustreza



pogoj ustreza

pogoj ustreza


21,10 kN

99



Specifikacija elementov spoja:

Prednapeti vijaki


M16, q 8.8

340/230/15


100

7. PORABA MATERIALA IN OBRAČUN STROŠKOV

7.1 Poraba materiala

7.1.1 Seznam in teže porabljenega materiala

Zap. št. Profil Količina Dolžina (mm)

Teža (kg)

1. HEA 120 12 2812 671,51

2. IPE 140 52 3235 2170,04

3. IPE 200 9 3235 652,18

4. IPE 240 32 2981 2928,53

5. LAMELA 50x5 4 3230 25,19

6. LAMELA 50x5 4 3605 28,12

∑

7.1.2 Seznam in teže porabljenega veznega materiala

Zap. št Opis Količina Enota mere Teža (kg)

1. Čelna plošča 180/180/10

12 kos 30,52


18 kos 34,90


104 kos 106,13


64 kos 589,31

5. Vijaki M12 (komplet)

416 kos 66,56

6. Vijaki M16 (komplet)

608 kos 115,52

∑

101

7.1.3 Masa konstrukcije

- Jeklena konstrukcija

Skupaj teža jeklene konstrukcije....................................................7418,51 kg

Skupaj teža jeklene konstrukcije na m2 tlorisa....................................48,60

- Lesena prešana plošča s plemenitim furnirjem debeline 38 mm dimenzije 2800 x

2070 mm in prostorninsko maso 750

.

Skupaj teža lesenih prešanih plošč ................................................4350,24 kg

Skupaj teža lesenih prešanih plošč na m2 tlorisa...................................28,5

- Temelji iz betona kvalitete C25/30 s specifično težo 25

.

Skupaj teža betonskih temeljev ....................................................15360,0 kg

Skupaj teža betonskih temeljev na m3 ........................................... 2500,0

.

7.2 Analiza stroškov

7.2.1 Izdelovalni stroški konstrukcije v Sloveniji

Stroškovna cena jeklene konstrukcije locirane na Ptuju vsebuje dobavo, izdelavo,

montažo in osnovno antikorozijsko zaščito. Cene so pridobljene s pomočjo podjetja Hidus

d.o.o. in so zgolj informativne.

102

Stroški jeklene konstrukcije:

Stroški prešane plošče:

Prešana plošča t.i. furnirana iverna plošča oplemenitena obojestransko s plemenitim

furnirjem je debeline 38 mm dimenzije 2800 x 2070 mm in prostorninsko maso 750 kg/m3

Podatki so pridobljeni s pomočjo podjetja Les 3 d.o.o. Transport je zajet v ceni materiala.

VRSTA STROŠKA EM strošek/ EM Skupaj v €

A- MATERIAL

Osnovni material kg 0,8 eur/kg 5.789,14 eur Vijačni material kos 0,4 eur/kos 409,6 eur B- PROIZVODNJA Proizvodnja - delo kg 0,4 eur/kg 2967,4 eur Strojna oprema ur 30 eur/ur 300,0 eur Antikorozijska zaščita kg 0,2 eur/kg 1483,70 eur C- MONTAŽA Montaža - delo kg 0,2 eur/kg 1483,70 eur Gradbena mehanizacija ur 30 eur/ur 900,0 eur D- TRANSPORT Transport km 1 eur/km 250,0 eur E- RAZNO Razno / / / TOTAL- A+B+C+D+E 13.583,54 eur


A- MATERIAL

Osnovni material m2 15,0 eur/m2 2314,0 eur Vijačni material kos 0,11 eur/kos 825,0 eur B- MONTAŽA Montaža - delo m2 16 eur/ m2 2464,0 eur E- TRANSPORT Zajet v ceni nabave materiala TOTAL- A+B+E 5.603,0 eur

103

Stroški temeljev C 25/30:

Za jekleno konstrukcijo je potrebni 12 temeljev. Cene so pridobljene s pomočjo

podjetja Tadej Kolarič s.p. in so zgolj informativne.

Izdelovalni stroški konstrukcije v Sloveniji:

- Jeklena konstrukcija...........................................13.583,54 eur

- Lesena konstrukcija................................................5.603,0 eur

- Betonski temelji .................................................. .1.062,92 eur

Skupaj izdelovalni stroški: ∑

Izdelovalni stroški konstrukcije v Sloveniji na m2:

- Jeklena konstrukcija..................................................89,0

- Lesena konstrukcija................................................ 36,71

- Betonski temelji ................................................... 6,96

- Skupaj izdelovalni stroški na m2: ∑


A- MATERIAL

Beton C25/30 m3 55,0 eur/m3 337,92 eur B- MONTAŽA Montaža – delo betoniranje m3 22 eur/ m3 135,17 eur Opažanje m2 15 eur/ m2 460,80 eur Izkop z odvozom na deponijo m3 7 eur/m3 43,01 eur E- TRANSPORT Transport in črpanje betona m3 14 eur/m3 86,016 eur TOTAL- A+B+E 1.062,92 eur

104

7.2.2 Izdelovalni stroški jeklene konstrukcije v Angliji

Pri upoštevanju izdelovalnih stroškov jeklene konstrukcije v Angliji, smo si

pomagali z grafom, slika 7.1 spodaj. Spodnja slika, nam prikazuje razčlenitev izdelovalnih

stroškov jeklene konstrukcije v Angliji. V poglavju 7.1 smo znane količine jeklene

konstrukcije (stebrov, nosilcev, potrošnega materiala,…) pomnožili z ustreznimi utežmi in

dobili skupno težo konstrukcije. Za izračun stroškov jeklene konstrukcije, moramo

upoštevati vse stopnje: nabava materiala, delo v proizvodnji, montaža, prevoz, inženiring,

antikorozijska zaščita. Nakupna cena jekla (nosilcev, stebrov, potrošni material) v Angliji,

znaša po podatkih, ki smo jih dobili na spletu cca. 1086,0 funta/tono, kar smo preračunali v

euro in znaša približno 1,3 eur/kg. Vse ostale izdelovalne stroške, smo razdelili

procentualno, kot prikazuje spodnji graf slika 7.1.

Slika: 7.1 Razčlenitev stroškov jeklene konstrukcije

Vir:http://www.building.co.uk/home/steel-insight-cost-planning-through-design-

stages/5034975.article

Razčlenitev stroškov jeklene konstrukcije

nabava materiala 30-40%

delo v proizvodnji 30-40%

montaža 10-15 %

antikorozijska zaščita 10-15%

inženiring 2%

prevoz 1%

http://www.building.co.uk/home/steel-insight-cost-planning-through-design-stages/5034975.article


105

Stroški jeklene konstrukcije v Angliji:

Izdelovalni stroški konstrukcije v Angliji:

- Jeklena konstrukcija...........................................27.278,3 eur

Izdelovalni stroški konstrukcije v Angliji na m2:

- Jeklena konstrukcija...............................................178,71

7.2.3 Primerjava med Anglijo in Slovenijo

Znano je, da so ob višji stopnji razvitosti države tudi višje ravni cen storitev in

proizvodov. Po podatkih, ki smo jih pridobili je celotna okvirna jeklena konstrukcija v

Angliji dražja za 100% v primerjavi s konstrukcijo v Sloveniji. Največje stroškovne

razlike, so prikazane pri proizvodnji dela, pri čemer znašajo stroški proizvodnje dela v

Sloveniji 0,4

, stroški proizvodnje dela v Angliji pa 1,3

. Na razliko stroškov vpliva v

veliki meri tudi nabava materiala. V Sloveniji enaka količina jeklenega materiala stane 0,8

v Angliji pa 1,3

iz česar lahko sklepamo, da je v Sloveniji nabava materiala za

približno 40 % nižja.


A- MATERIAL

Nabava materiala kg 1,3 eur/kg 9.644,06 eur B- PROIZVODNJA Proizvodnja - delo kg 1,3 eur/kg 9.644,06 eur Antikorozijska zaščita cca. 13% 3.582,05 eur C- MONTAŽA Montaža - delo cca. 13% 3.582,05 eur D- TRANSPORT Transport 1% 275,0 eur E- RAZNO Inženiring 2% 551,08 eur TOTAL- A+B+C+D+E 27.278,3 eur

106

8. ZAKLJUČEK

Izvedena je računska analiza in dimenzioniranje okvirne konstrukcije tlorisnih

dimenzij 47,7 x 3,235 m. Konstrukcija je vijačena z vijaki kvalitete 8.8 in varjena s

kotnimi zvari. Jeklo je kvalitete S235, betonski temelji pa so izvedeni z betonom marke

C20/25. Lastne in koristne obtežbe so obravnavane po evropskih predpisih SIST EN 1991,

jekleni elementi okvirne konstrukcije so dimenzionirani po predpisih SIST EN 1993.

Statična analiza je izvedena s programom TOWER, ki upošteva analizo konstrukcij po

teoriji II. reda.

V diplomskem delu smo izvedli stroškovno primerjavo jeklene okvirne

konstrukcije, izdelane v Angliji in Sloveniji ter ugotovili, da so stroški v Angliji večji za

100 % v primerjavi s stroški v Sloveniji.

107

9. LITERATURA IN VIRI

[1] Beg D., 2007, Projektiranje jeklenih konstrukcij v skladu z evrokod standardi –

računski primeri, Ljubljana, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

[2] Beg D., Projektiranje jeklenih konstrukcij v skladu z evrokodom 3 – kratek

povzetek, Ljubljana, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

[3] SIST EN 1993-1-1: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 1-1. del: Splošna pravila in

pravila za stavbe

[4] Kravanja S., 2007/2008 in 2008/2009, Zapiski predavanj pri predmetih Jeklene

konstrukcije in Kovinske konstrukcije

[5] Spletni vir - http://www.seced.org.uk/news/UK_seismic_hazard_report-issue3.pdf

[6] Podatki pridobljeni od podjetij: Les 3 d.o.o., Hidus d.o.o.,

[7] Spletni vir - http://www.building.co.uk/home/steel-insight-cost-planning-through-

design-stages/5034975.article

[8] Spletni vir -

http://www.tatasteeleurope.com/file_source/StaticFiles/Business_Units/CCandI/Products/S

ections/Advance%20Sections%20Price%20List%205.pdf



http://www.tatasteeleurope.com/file_source/StaticFiles/Business_Units/CCandI/Products/Sections/Advance%20Sections%20Price%20List%205.pdf

http://www.tatasteeleurope.com/file_source/StaticFiles/Business_Units/CCandI/Products/Sections/Advance%20Sections%20Price%20List%205.pdf

Documents

RAČUNSKA ANALIZA NOSILNOSTI IN IZDELAVNIH …