A.Biegus Cz.3 Wymiarowanie konstrukcji stalowych.pdf

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA L Ą DOWEGO I WODNEGO

ANTONI BIEGUS

PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI STALOWYCH

WEDŁUG EUROKODU 3

CZ ĘŚĆ 3 – WYMIAROWANIE KONSTRUKCJI STALOWYCH

WYKŁADY

WROCŁAW 2012

ANTONI BIEGUS

PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI STALOWYCH WEDŁUG EUROKODU 3

CZ ĘŚĆ 3 – WYMIAROWANIE KONSTRUKCJI STALOWYCH

SPIS TRE Ś CI

1. Wprowadzenie ……………………………….….……………..……….…....…..…… 4

2. Wymiarowanie przekrojów …..........................................…………………………… 8

2.1. Klasyfikacja przekrojów …..........................................………………………… 8

2.2. Identyfikacja klasy przekroju ….............................…………………..……… 13

2.3. Przekrój współpracuj ą cy elementów klasy 4 ………...…………………….. 18

2.4. Współczynniki cz ęś ciowe w ocenie no ś no ś ci konstrukcji stalowych .……… 23

2.5. No ś no ść graniczna przekrojów rozci ą ganych ………….…...……………… 25

2.6. No ś no ść graniczna przekrojów ś ciskanych ……....………………………… 26

2.7. No ś no ść graniczna przekrojów zginanych …………..…………………..… 28

2.8. No ś no ść graniczna przekrojów ś cinanych ….……...…………………….. 29

2.9. Interakcyjna no ś no ść przekrojów ……………..…..……………………… 32

3. Wymiarowanie elementów …………………………………………..…………… 34

3.1. Wprowadzenie …………………………………………...…..……………… 34

3.2. No ś no ść graniczna elementów rozci ą ganych …………………..…….……… 35

3.3. No ś no ść graniczna elementów ś ciskanych ………………………………… 35

3.4. No ś no ść graniczna elementów zginanych ………………………….………… 38

3.5. No ś no ść graniczna elementów ś ciskanych i zginanych …..………………… 40

4. Sprawdzenie stanów granicznych u Ŝ ytkowalno ś ci …..…………..……………… 42

4.1. Wprowadzenie …..…….....…………………………………………………… 42

4.2. Ugi ę cia …..…..………………………………………………………………… 44

4.3. Przemieszczenia poziome ....…………………………………………………… 45

4.4. Cz ę sto ś ci drga ń własnych …..………………………………………….....…… 46

Literatura ……………………………………………………………………….………. 47

PODZIĘKOWANIE

AutorserdeczniedziękujePanudr.inŜ.DariuszowiCzepiŜakowizatrudkorekty

pracyiwniesioneuwagiredakcyjneorazmerytoryczne

PODZIĘKOWANIE

Wymiarowanie konstrukcji stalowych

1. Wprowadzenie

Ocena bezpiecze ń stwa oraz niezawodnego u Ŝ ytkowania budowli jest podstawowym zada-

niem (postulatem) projektowania i realizacji obiektów budowlanych. Konstrukcje budowlane

i elementy konstrukcyjne powinny by ć zaprojektowane tak, aby z odpowiednim stopniem nie-

zawodno ś ci mogły si ę oprze ć działaniom, które mog ą zaj ść w czasie budowy i eksploatacji,

zachowuj ą c swoje parametry u Ŝ ytkowe. Zawodno ść jest stanem konstrukcji, w którym prze-

staje ona spełnia ć wymagania projektowe zwi ą zane z jej funkcjonowaniem. Rozumiana jest

ona nie tylko jako katastrofa, awaria lub inna forma wyczerpania no ś no ś ci konstrukcji, ale

tak Ŝ e sytuacje, gdy przestaj ą by ć spełnione wymogi u Ŝ ytkowe (np. nadmierne deformacje,

ugi ę cia, drgania). Zniszczenie budowli lub jej elementu mo Ŝ e nast ą pi ć w wyniku utraty no-

ś no ś ci (wytrzymało ś ci, stateczno ś ci) i zamiany go w ustrój geometrycznie zmienny.

Stan graniczny okre ś la tak ą faz ę wyt ęŜ enia konstrukcji, po osi ą gni ę ciu której zagra Ŝ a ona

bezpiecze ń stwu lub przestaje ona spełnia ć wymagania u Ŝ ytkowe. Przekroczenie stanów gra-

nicznych oznacza wi ę c naruszenie zało Ŝ e ń projektu. Projektuj ą c konstrukcj ę budowlan ą nale-

Ŝ y wykaza ć , Ŝ e dla wszystkich mo Ŝ liwych do przewidzenia schematów obci ąŜ e ń (w fazie re-

alizacji, u Ŝ ytkowania, rozbiórki) spełnia ona warunki

stanu granicznego no ś no ś ci – SGN (wyczerpania wytrzymało ś ci, utraty stateczno ś ci, znisz-

czenia, itp),

stanu granicznego u Ŝ ytkowania – SGU (niedostatecznej sztywno ś ci i przekroczenie gra-

nicznych warto ś ci ugi ęć , przemieszcze ń , drga ń ).

Wymiarowanie konstrukcji jest obliczeniowym etapem projektowania, którego celem jest

dobranie takich przekrojów poprzecznych elementów składowych konstrukcji w ich miej-

scach krytycznych, aby były spełnione normowe warunki bezpiecze ń stwa (SGN i SGU) w fa-

zie transportu, monta Ŝ u i eksploatacji budowli.

W analizie wyt ęŜ enia konstrukcji wyró Ŝ nia si ę elementy krytyczne (sprawcze). S ą to takie

cz ęś ci składowe ustroju no ś nego, w których wskutek przyrostu obci ąŜ e ń dochodzi do wy-

czerpania ich no ś no ś ci, prowadz ą cego do zmiany systemu konstrukcyjnego w ustrój geome-

trycznie zmienny (ła ń cuch kinematyczny). Mog ą nimi by ć przekroje elementów, pr ę ty (belki,

słupy – elementy) oraz w ę zły (poł ą czenia styki). S ą one przedmiotem wymiarowania i nor-

mowego sprawdzania ich bezpiecze ń stwa w stanie granicznym no ś no ś ci. Kryteria bezpie-

cze ń stwa obejmuj ą kontrol ę m.in. nast ę puj ą cych podstawowych form zniszczenia:

zniszczenie materiałowe (uplastycznienie w wyniku osi ą gni ę cia granicy plastyczno ś ci stali

lub rozerwanie w stanie wyczerpania wytrzymało ś ci stali na rozci ą ganie),

utrat ę stateczno ś ci ogólnej elementu (wyboczenia pr ę tów ś ciskanych, zwichrzenia pr ę tów

zginanych),

utrat ę stateczno ś ci konstrukcji (jako cało ś ci),

zniszczenie na skutek nadmiernego odkształcenia

przekształcenie si ę konstrukcji w mechanizm.

Wymiarowanie jest jednym z wa Ŝ niejszych etapów projektowania konstrukcji i jej ele-

mentów. Poprzedzaj ą je etapy kształtowania ustroju no ś nego i obliczenia statyczne. Do jego

wykonania konieczna jest znajomo ść sił wewn ę trznych (

) . Wyniki wymiaro-

wania umo Ŝ liwiaj ą wykonanie rysunków konstrukcyjnych projektowanego obiektu.

Wymiarowanie ma na celu przede wszystkim ustalenie - na podstawie odpowiednich obli-

cze ń - wymiarów poprzecznych, przekrojów elementów konstrukcyjnych b ą d ź sprawdzenie,

czy obliczone siły wewn ę trzne nie s ą wi ę ksze od no ś no ś ci tych elementów wynikaj ą cych z

zało Ŝ onych wst ę pnie wymiarów ich przekrojów oraz cech wytrzymało ś ciowych przyj ę tych

materiałów. Jest to wytrzymało ś ciowa ocena bezpiecze ń stwa konstrukcji – sprawdzenie stanu

granicznego no ś no ś ci (SGN). Wymiarowanie zawiera tak Ŝ e sprawdzenie, czy ugi ę cia, prze-

mieszczenia, drgania spowodowane oddziaływaniami nie s ą wi ę ksze od granicznych okre ś lo-

nych w normach (lub uzgodnionymi z inwestorem). S ą to warunki stanu u Ŝ ytkowalno ś ci

(sprawdzenie warunku sztywno ś ci i nie przekroczenia granicznych ugi ęć lub deformacji).

W stanie granicznym no ś no ść (dla obliczeniowych warto ś ci sił wewn ę trznych

) przeprowadza si ę sprawdzenie bezpiecze ń stwa na trzech poziomach:

wytrzymało ś ci materiału w najbardziej wyt ęŜ onym punkcie przekroju poprzecznego

(

)

, (1)

max

no ś no ś ci przekroju elementu

, (2)

no ś no ś ci elementu

, (3)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: