Товари и въздействия върху конструкцията

I. Подова конструкция на междинно ниво

1. Избор на профилирана ламарина за кофраж

Подпорното разстояние на кофража е l=2m< 3m, работният участък е по цялата дължина на отвора

2. Оразмеряване на второстепенните подови греди

2.1. Статическа схема и натоварване

2.1.1. Постоянно натоварване:

- прието тегло на гредата + теглото на кофража:

- тегло на стоманобетонната плоча:

2.1.2. Експлоатационен товар:

Ф№ 15426

2.2. Първоначален избор на напречно сечение

2.2.1. Натоварването за изчислителна комбинация на въздейстията е:

2.2.2. Огъващият момент в гредата и максималното и провисване са съответно:

Избира се профил IPE 300 с характеристики:

Собствено тегло на профила: 0,422kN/m

2.3. Окончателна проверка на избраното напречно сечение

Проверка за носимоспособност на напречното сечение:

Проверка за провисване при пълно натоварване :

Ф№ 15426

II. Оразмеряване на покривна столица

1. Конструктивна схема:

2. Статическа схема и натоварване:gy

B=64000

2.1. Натоварване от собствено тегло и сняг

3. Oразмеряване:

Огъващи моменти спрямо двете главни инерционни оси:

Избран е профил UPN280 от стомана S235JR , сечение клас 1 за огъване и за натиск , с геометрични характеристики :Wz,pl = 108 cm3; Iz = 398 cm4 Wy,pl = 532 cm3 ; Iy = 6280 cm4 ; G = 29.4 kg.m-1

4. Проверка.- Проверка за носимоспособност в крайно гранично състояние в пластичен стадий:

Ф№ 15426

-Проверка за сряващи сили:

- Проверка в експлоатационно гранично състояние – пресмятат се провисванията в средата на отвора:

Ф№ 15426

III. Напречна рамка1. Натоварване1.1. Натоварване от вятърА) Определяне на върховата стойност на скоростния напор на вятъраqr(z)- върховата стойност на скоростния напор на вятъра

1.1.1. Натоварване от вятър по вертикалните повърхнини

h/d=0,2

5

A B C D E

cpe,10 -1.2 -1.5 -0.8 0.7 -0.30

Ф№ 15426

2. Конструктивна схема

3. Товари и въздействия3.1. Постоянно натоварване:

- прието тегло на покрив, ферма, столици =

- тегло на инсталации:

Ф№ 15426

3.2. Натоварване от сняг:

Симетрично натоварване от сняг:

Несиметрично натоварване от сняг:

3.3. Натоварване от вятър:

Ф№ 15426

3.4. Натоварване от полезни товари на подова конструкция

4. Проверка за ефекти от 2ри редДеформирани схеми от FEd с αCR=12,3; FEd2 с αCR=22,01; FEd3 с αCR=16,42

Минималното αCR=12,3 от което следва, че няма нужда да се отчитат ефектите от 2ри ред.

Ф№ 15426

Деформирана схема от товарна комбинация ULS1

Моментова диаграма от товарна комбинация ULS1

V диаграма от товарна комбинация ULS1

N диаграма от товарна комбинация ULS1

Ф№ 15426

Деформирана схема от товарна комбинация ULS2

Моментова диаграма от товарна комбинация ULS2

V диаграма от товарна комбинация ULS2

N диаграма от товарна комбинация ULS2

Ф№ 15426

III. Покривна ферма1. Конструктивна схема

2. Товари и въздействия

2.1. Постоянно натоварване:- прието тегло на покрив, ферма, столици =

- тегло на инсталации:

Ф№ 15426

2.2. Натоварване от сняг:

Симетрично натоварване от сняг:

Несиметрично натоварване от сняг:

2.3. Натоварване от вятър:

Ф№ 15426

2.5 Товарни комбинации

3. Изчислителен моделИзкълчвателни дължини

Провисвания от комбинация SLS

Ф№ 15426

4. Оразмеряване на възли от ферма4.1. Възел 2

Изчислителното усилие в долния пояс на фермата е: Приети са болтове клас 8.8 с Приети размери на съединението: m=30mm,n=30mm,p=115mm

Приети са болтове М20, с Аs= 2,45см2

Носимоспособност на опън:

Приета е дебелина на плочата : tpl=3,0cm , S345J2

Oгъване във фланцевата плоча:

Ф№ 15426

4.2. Възел 1

Проверката е изпълнена при сечение CHS48,3х5 от което следва, че ще е изпълнена и за CHS101,6х5

Носимоспособност на пояса на поясния яелемент

Ф№ 15426

Нужно е да се увеличи сечението на CHS101,6х5 сцел да се удовлетвори проверката.

Ф№ 15426

5. Оразмеряване на фланцева плоча – изчисление на плоча по CIDECT

Приемам

Ф№ 15426

IV. Колона1. Конструктивна схемаМакс. нормална сила в Iви етаж: NEd,max=243kN, М=20,26kN.mMакс. момент в Iви етаж:MEd,max=138,15kN.m, N=135,39kN

Макс. нормална сила във IIри етаж: NEd,max=91,81kN, М=7,1kN.mMакс. момент във IIри етаж:MEd,max=24,75kN.m, N=15,81kN

2. Изкълчвателни дължиниИзвън равнината на рамката

В равнината на рамката

Сечение на колоната HEA300A

Материал:

Ф№ 15426

Определяне на коефициентите на изкълчване в двете равнини

Определяне коефициентите на взаимодействие

При максимални нормални сили от USL1

При максимални нормални сили от USL2

Определяне на коефициентите на измятане в двете равниниФ№ 15426

k- коефициент за изкълчвателна дължина, отчитащ завъртането в дадена равнинакw- коефициент, oтчитащ депланацията

USL1 USL2I eт. 1.739 1.739II eт. 1.879 1.879

Ф№ 15426

1. Оразмеряване

1.1. Загуба на устойчивост в равнината на рамката1.1.1. Първи етаж

1.1.2. Втори етаж

Ф№ 15426

1.2. Загуба на устойчивост извън равнината на рамката1.2.1. Първи етаж

1.2.2. Втори етаж

Ф№ 15426

Mcr чрез LTBeam – етаж 1

Отчетено: 12313kN.mИзчислено: 12005kN.mРазлика: 2,3%

Ф№ 15426

Mcr чрез LTBeam – етаж 2

Отчетено: 2507kN.mИзчислено: 2364kN.mРазлика: 4,7%

Ф№ 15426

V. Главна подова греда1. Конструктивна схема

2. Статическа схема и натоварване2.1. Постоянно натоварване

- прието собствено тегло на главната греда:

- постоянно натоварване от второстепенната греда

2.2. Експлоатационен товар:

2.2. Комбин ация

ULS= 1,35gk+1,5qk

2.3. Диаграми на разрезните усилия

М – диаграма

V – диаграма

Ф№ 15426

Предварителен избор на напречното сечение

Приета стомана клас S235JR

Избрано напречно сечение:

Ф№ 15426

4. Оразмеряване4.1. Огъване

2.4. Срязване

2.5.Oразмеряване на стеблото за МЗУ Стеблото на гредата е укрепено с двустранни напречни ребра в местата, където се присъединяват второстепенните греди. Размерите на полетата са а=200см, hw=73cm- Деформируемо крайно ребро

За изчисляване на коефициента на изкорубване е необходимо да се определи условната стрйност на стеблото

Междинни напречни ребра

Изчислителното напречно сечение на реброто се определя като се включи и част от стеблото, равна на от всяка страна на реброто

Ф№ 15426

Носимоспособност на напречното ребро на устойчивост

Крайните ребра и коравите междинни напречни ребра се оразмеряват за осова сила, равна на срязващата сила в сечението непосредствено до реброто:

3.3. Деформационна провека- SLS=qk=28.8kN

3.4. Проверка за обща устойчивост – строително състояние – при натоварване със собствено тегло (0,6kN/m) и тегла от второстепенните греди (3,22kN/m)

Ф№ 15426

Ф№ 15426

2.6. Oразмеряване на заваръчния шев

Определяне на хлъзгащата сила

Избор на дебелина на заваръчния шев

Проверка на заваръчния шев по опростения метод на условно срязване:

Ф№ 15426

Компоненти на напреженията в шева:

породени от огъващия момент

породени от срязващата сила

Проверките за заваръчния шев са:

Ф№ 15426

2.7. Оразмеряване на болтово сечение

на срязване

на смачкване

=>прието:

=>прието:

Меродавна е носимоспособността на болтовете на срязване.

Необходимият им брой е

2.8. Проверка на блоково разрушение

-нетна площ ,подложена на опън;

нетна площ ,подложена на срязване

Ф№ 15426

База на колоните по оси Б и В ( в оси 3 до 7 )

1. Меродавни разрезни усилия GSW -> 1,35Gk + 1,5S1 + 1,5.0,6Wk GWS -> 1,35Gk + 1,5W1 + 1,5.0,5Wk

Диаграми от GSW Деформирана схема от товарна комбинация GSW = 1,35Gk + 1,5S1 + 1,5.0,6Wk

Моментова диаграма от товарна комбинация GSW

V диаграма от товарна комбинация ULS1

N диаграма от товарна комбинация GSW

Ф№ 15426

Диаграми от GWS Деформирана схема от товарна комбинация GWS = 1,35Gk + 1,5W1 + 1,5.0,5Wk

Моментова диаграма от товарна комбинация GSW

V диаграма от товарна комбинация ULS1

N диаграма от товарна комбинация GSW

Ф№ 15426

Отчетено от товарна комбинация ULS2: Med = 115,47kN.m; Ved = 19,91 kN; Ned = 12,44 kN

2. Конструиране

Приети са размери на опорната плоча L x B = 530 x 380мм, дебелина = 30ммИзбрани са болтове с d=36мм, от стомана клас 8.8Бетон на фундамента С25/30.

3. Усилие в анкерни болтовеОбщото усилие в анкерните болтове е :

4. Определяне на

Ф№ 15426

5. Определяне на носимоспособността на опънната зона

6. Поемане на срязващите сили

Ф№ 15426

Ф№ 15426

Изследване на конструкцията за сеизмично въздействие. Вертикални връзки.

1. Общи положения

Aпокрив = (l1+l2).B/4 = (27+8).56,7/4 = 496,13м2

Aпод = l2.B/4 = 113,4м2

2. Определяне на сеизмичните маси2.1. Натоварване Определяне на m1 за етажно ниво:

o Главни греди – 5бр.l/2.A.ρ = 5.4.(0,73.0,005+2.0,26.0,01).78,50 = 23,39 kNo Стоманобетонна плоча – Aпод.3,22 = 365,15kN

теглото на кофража: o Второстепенни греди IPE300 – 9,5бр. l/2 .A. ρ = 9,5.6,3/2.0,00538.7850 = 12,4 kNo Фасадни панели – (l2+B).(h1+h2)/4.gф1= (8+56,7).(3,9.5,1).0,4/4 = 145,85.0,4 = 58,23 kNo Полезни товари – Aпод.ΨЕ.qk =113,4.0,64.4 = 290,3 kN

ΨЕ = ϕ. Ψ2 = 0,8.0,8 = 0,64 – за етажно ниво

Q1 = 23,39 + 365,15 + 12,4 + 58,23 + 290,3 = 862,34 kN

m1 = Q1/g = 87,9 [t]

Определяне на m2 за покрив:o Инсталационен товар – Апокрив.0,1 = 49,6kNo Тегло на ферма – Aпокрив.15,56/(b.l1) = 496,13.15,56/6,3.8 = 45,38 kNo Тегло на столици – Апокрив.gc/аc = 496,3.0,22/2,7 = 40,43 kNo Фасадни панели – (l1+l2+B).(h2)/4.gф2= (27+8+56,7).5,1.0,4/4 = 46,77 kNo Товар от сняг – Aпокрив.ΨЕ.sk = 496,13.0,3.0,928 = 138,12 kN

ΨЕ = ϕ. Ψ2 = 1.0,3 = 0,3 – използва се само за комбиниране на натоварванията от сняг с въздействията

от земетръс при едноетажни сгради с леки покривни конструкции, за който съотношението Gk/Sk<0,8,

изграждани върху терен с надморска височина до 1000м

Q2 = 49,6 + 45,38 + 40,43 + 46,77 + 138,12 = 320,3 kN

m2 = Q2/g = 32,65 [t]

m = m1 + m2 = 120,55 [t]

3. Метод на хоризонталните сили

Определяне собствения период на странслационно трептене – Т1=Ct.H3/4 (sec)

Ct = 0,05; H = h1 + h2 = 3,9 + 5,1 = 9m; T1 = 0,05.93/4 = 0,26s

За тип земна основа „С“, при която за TB=0,1<T1=0,26<TC=0,5s, ординатата на изчислителния спектър е:

Sd(T1)=ag.S.2,5/q=2,65.1,2.2,5/4=1,9875[m/s2]

Срязваща сила в основата:

Fb=Sd(T1).m.λ=1,9875.120,55.1 = 2 39,59 kN

Сила за етажно ниво:

z1=3,9; z2=5,1

S1(z)=cos((1-z1/z2).90o)=cos((1-3,9/9).90o)=0,629

S2(z)=1Ф№ 15426

F1 = Fb.m1.S1(z) / (S1(z).m1+S2(z).m2) =

= 239,59.87,9.0,629/(0,629.87,9+1.32,65) = 150,64kN

F2 = Fb.m2.S2(z) / (S1(z).m1+S2(z).m2) =

= 239,59.32,65/(0,62.87,9+9.32,65) = 88,95kN

Fb = F1 + F2 = 150,64 + 88,95 =239,59kN

4. Ефекти от ротацияx1=13,5m; Le=43m -> - коефициент за случаен ексцентрицитет:δ=1+1,2.x1/Le=1,38δ.F1 = 150,64.1,38 = 207,88kNδ.F2 = 88,95.1,38 = 122,75kN

5. РезултатиN1

Ed= 388,86 kN ; N2Ed= 157,93 kN

Диагонал 1: 1бр. x UPN120 -> A = 2040мм2

Npl,Rd = 235.2040/1,05 = 456,57kN > N1Ed= 388,86

1,3<λ<2,0 -> λ = Lcr/i. λ1 = 3704/46,3.93,9=1,37

Ω1=456,57/388,86 =1,17

Диагонал 2:1бр. х UPN50 -> A = 712мм2

Npl,Rd = 235.712/1,05 = 159,35kN > N2Ed= 157,93

1,3<λ<2,0 -> λ = Lcr/i. λ1 = 4052/19,3.93,9=1,71

Ω2=159,35/157,93=1,01 Ω1/ Ω2=(1,17-1,01).100/1,01=15,84% < 25%

Ф№ 15426

5.1. Проверка на недисипативни елементи

Крайна второстепенна подова греда – IPE300NEd = NEd,G+1,1.γov. Ω.NEd,E

NEd = 0+1,1.1,25.1,17.388,86 = 625,58 kNNpl,Rd = A.fy/γM0 = 53,8.23,5/1,05 = 1204 kN > NEd = 625,58 kN

NEd = 625,58 kN > 0,25.Npl,Rd = 301 kN проверката на якост при огъване се прави с отчитане на влиянието на осовата сила

MEd = (Gk+0,8.Qk).6,32/8 = 6,54.6,32/8 = 32,45 kN.m

n = NEd/Npl,Rd = 625,58/1204 = 0,52; a = 1 – 2.b.tf/A = 1 – 2.15.1,07/53,8 = 0,4 < 0,5

MEd = 32,45 kN.m < MN,y,Rd = 75,53 kN.m – не може да изгуби устойчивост

Проверка на обща устойчивост при нецентричен натиск в равнината на вертикалната връзка

Колона – HEA300 А=112,5m2; Wy,pl=1383m3 от „Gk+0,8.Qk” -> NEd = 243 kN, MEd = 20,6 kN.mNEd,E = 388,86 kN; MEd,E ≈ 0 kN.mNEd = NEd,G+1,1.γov. Ω.NEd,E

NEd = 243+1,1.1,25.1,86.388,86 = 1020,12 kNNpl,Rd = A.fy/γM0 = 112.23,5/1,05 = 2507 kN > NEd = 1020,12 kNn = NEd/Npl,Rd = 1020,12/2507 = 0,41; a = 1 – 2.b.tf/A = 1 – 2.30.1,4/112 = 0,25 < 0,5

MEd от ELS: g+E+ψ2(S+q)-> MEd = 20,6+1,1.1,25.1,17.0 = 20,6 kN

> MEd = 20,6 kN.m

Проверка за нецентричен натиск:

Извод: колоната е устойчива при нецентричен натиск

Ф№ 15426

5.2. Оразмерителни усилия във възела Усилието, с което трябва да се оразмери съединението и другите компоненти на възела се определя по израза Rd - носимоспособност на съединениетоRfl - пластична носимоспособност на свързвания дисипативен елемент

5.3. Заваръчен шев:

5.4. Проверка за носимоспособност на брутното сечение на плочата

Ф№ 15426