SN021a_Informacje uzupełniające Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów SN021a.pdf

Informacje uzupelniajace: Projektowanie elementów oporowych przenoszacych sile pozioma w stopach slupów przegubowych

Informacje uzupełniające: Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów

przegubowych

SN021a-EN-EU

Informacje uzupełniaj ą ce: Projektowanie elementów

oporowych przenosz ą cych sił ę poziom ą w stopach słupów

przegubowych

Opracowanie zawiera reguły projektowania elementów oporowych (ostróg), przenosz ą cych

sił ę poziom ą w podstawach słupów. Przedstawione reguły uzupełniaj ą opracowania SN037 i

SN043, w których omówiono projektowanie podstaw przegubowych i utwierdzonych słupów

stalowych.

Zawarto ść

l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s .

1. Wstęp

2. Rodzaje elementów oporowych

3. Parametry

4. Model obliczeniowy

5. Sytuacja obliczeniowa 1: Wymiarowanie blachy podstawy z elementem oporowym na

działanie siły poprzecznej

6. Sytuacja obliczeniowa 2: Wyznaczanie nośności podstawy z elementem oporowym na

działanie siły poprzecznej

7. Literatura

o 4 a 0

Strona 1

Informacje uzupelniajace: Projektowanie elementów oporowych przenoszacych sile pozioma w stopach slupów przegubowych

Informacje uzupełniające: Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów

przegubowych

SN021a-EN-EU

1. Wst ę p

Opracowanie obejmuje swym zakresem przegubowe stopy słupów ( SN037 ) oraz stopy

utwierdzone ( SN043 ).

W większości typowych przypadków, do przeniesienia siły poziomej ze słupa na fundament

wystarczająca jest siła tarcia, pojawiająca się pomiędzy blachą poziomą podstawy słupa

a betonowym fundamentem (z dodatkową warstwą podlewki), tak jak pokazano to

w opracowaniu SN037 .

l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s .

W przypadku przegubowego zamocowania słupa w fundamencie, jeśli w słupie pojawia się

siła rozciągająca, wówczas siły tarcia nie powstają. W przypadku sztywnych połączeń słupa

w fundamencie, samo tarcie bywa niewystarczające, gdy znaczna siła pozioma występuje

równocześnie z niewielką wartością momentu zginającego lub niewielka wartością siły

ściskającej.

W takich sytuacjach wymagane są inne sposoby przekazania siły poziomej z słupa na

fundament.

Mogą one być następujące:

o 4 a 0

¦ Przekazanie siły poziomej przez śruby kotwiące, pracujące czas na ścinanie i docisk (por.

§6.2.2(7) PN-EN 1993-1-8 ).

¦ Zagłębienie podstawy słupa wraz z blachą podstawy we wnęce wykonanej

w fundamencie (fundament „kielichowy”). Głębokość wnęki wynosi co najmniej

300 mm. Po umieszczeniu w niej słupa, wnęka jest wypełniana starannie zagęszczonym

betonem. Taki sposób jest najbardziej odpowiedni do projektowania sztywnego

zamocowania słupa w fundamencie. Siła pozioma, a takŜe siły wynikające z działania

momentu zginającego, są wówczas przekazywane przez docisk obetonowanej części

słupa na ściany wnęki fundamentu. W fundamencie jest wymagane odpowiednie

zbrojenie.

¦ Ustawienie podstawy słupa wraz z blachą podstawy w płytkim zgłębieniu, wykonanym

w fundamencie, zwykle nie głębszym niŜ 100 mm. Przekazywanie siły poziomej odbywa

się w sposób podobny, jak w połączeniu „kielichowym”. Rozwiązanie takie nie jest

zalecane do słupów mocowanych przegubowo do fundamentu, poniewaŜ deformacje

wywołane obrotem podstawy słupa mogą wywoływać miejscowe zniszczenia betonu nad

i obok blachy podstawy.

¦ Zapewnienie odpowiedniego zamocowania słupa do płyty posadzki w poziomie parteru.

Takie rozwiązanie wymaga upewnienia się, czy płyta posadzki posiada odpowiednie

zbrojenie, zdolne do przejęcia siły poziomej ze słupa.

¦ Zaprojektowanie elementu oporowego, przyspawanego od spodu poziomej blachy

podstawy, który umieszczony jest we wnęce fundamentu. Przestrzeń pomiędzy

elementem oporowym a wnęką wypełniana jest niskokurczliwą zaprawą cementową po

ustawieniu słupa na fundamencie.

Stosowanie śrub kotwiących do przejęcia siły poziomej nie jest powszechną praktyką. Aby

wykorzystać śruby kotwiące do przekazania siły poziomej na fundament, naleŜy najpierw

upewnić się, Ŝe będzie to moŜliwe bez znacznych przemieszczeń poziomych podstawy słupa.

Strona 2

Informacje uzupelniajace: Projektowanie elementów oporowych przenoszacych sile pozioma w stopach slupów przegubowych

Informacje uzupełniające: Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów

przegubowych

SN021a-EN-EU

(patrz §6.2.2(5) EN 1993-1-8 ). JeŜeli śruby kotwiące są osadzane w uprzednio wykonanych

kanałach kotwiących (studzienkach) wówczas nie zawsze mogą one przejąć siłę poziomą.

Często w blachach podstawy są stosowane otwory powiększone, aby umoŜliwić zgubienie

odchyłek wykonawczych ustawienia śrub kotwiących w fundamencie. W takim przypadku

stosowane są dodatkowe podkładki z blach pod nakrętkami śrub kotwiących i powinny one

być spawane do blachy podstawy, aby umoŜliwić przekazanie siły poziomej na śruby

kotwiące. Zaleca się, aby średnice otworów w takich dodatkowych podkładkach z blach były

jak najmniejsze, na przykład d + 1,5 mm (gdzie d jest nominalna średnicą śruby kotwiącej).

Przy takich środkach ostroŜności, obliczeniowa nośność śrub kotwiących przy obciąŜeniu siłą

poziomą określana jest według §6.2.2(7) EN 1993-1-8 i moŜe być dodawana do nośności ze

względu na poślizg pomiędzy blacha podstawy a fundamentem.

W niniejszym opracowaniu nie omawia się projektowania podstawy słupa w zagłębieniu

fundamentu ani jego mocowania do płyty posadzki parteru celem przekazania siły poziomej.

l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s .

Przedmiotem opracowania jest projektowanie elementów oporowych, których zadaniem jest

przekazanie siły poziomej z słupa na fundament.

Element oporowy (ostroga) jest wykonywany najczęściej w postaci krótkiego odcinka

kształtownika stalowego, spawanego pod spodem blachy podstawy. Po ustawieniu słupa

w ostatecznym połoŜeniu, podczas wypełniania podlewką przestrzeni pomiędzy blachą

podstawy a wierzchem fundamentu, wypełniana jest takŜe przestrzeń pomiędzy elementem

oporowym a ścianami wnęki w fundamencie, gdzie element oporowy jest osadzony. Siła

pozioma przekazywana jest wówczas ze słupa bezpośrednio na fundament za pomocą docisku

pomiędzy pionowymi ściankami elementu oporowego a fundamentem betonowym.

W praktyce, spotykane są dwie sytuacje projektowe:

1. Znany jest rozmiar trzonu słupa i wielkości sił obciąŜających fundament. NaleŜy

wówczas wyznaczyć wymiary blachy podstawy i wymiary elementu oporowego.

2. Znane są wymiary trzonu słupa, blachy podstawy, elementu oporowego i wymiary całej

podstawy słupa. NaleŜy sprawdzić nośność podstawy na działanie siły pionowej

i poziomej.

Zwykła procedura projektowa rozpoczyna się od wyznaczenia wymiarów blachy podstawy

za pomocą procedur podanych w rozdziale 4 lub 5 opracowania SN037 lub SN043 .

Projektowanie elementu oporowego przenoszącego siłę poziomą odbywa się za pomocą

procedur podanych w rozdziale 5 i 6 niniejszego opracowania.

2. Rodzaje elementów oporowych

Na Rys. 2.1 pokazano dwa rodzaje najpowszechniej stosowanych elementów oporowych.

Jeden z nich to krótki odcinek kątownika, zdolny do przejęcia stosunkowo nieduŜej siły

poziomej; drugi to krótki odcinek dwuteownika, posiadający o wiele większą nośność na

działanie siły poziomej.

o 4 a 0

Uwaga: Na Rys. 2.1 pokazano typowe rozwi ą zania podstawy słupa z elementami oporowymi.

W przypadku podstaw słupów utwierdzonych (patrz Rys. 1.1 w opracowaniu SN043 ) szereg

ś rub kotwi ą cych nie jest ustawiony obok ś rodnika trzonu słupa, lecz obok jego pasów,

w wystaj ą cej cz ęś ci blachy podstawy)

Strona 3

Informacje uzupelniajace: Projektowanie elementów oporowych przenoszacych sile pozioma w stopach slupów przegubowych

Informacje uzupełniające: Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów

przegubowych

SN021a-EN-EU

d n

l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s .

Legenda :

1. Trzon słupa (dwuteownik)

2. Pozioma blacha podstawy

3. Przestrzeń do wypełnienia podlewką cementową

4. Śruba kotwiąca

Element oporowy z kątownika

Element oporowy z dwuteownika

Steel positioning/levelling plate

Studzienki wypełniane betonem lub zaprawą

niskokurczliwą po ustawieniu słupa

Fundament betonowy

10.

Pręt zbrojenia fundamentu

Rys. 2.1

Typowa podstawa słupa z elementem oporowym

Inne typy elementów oporowych od tych przedstawionych na Rys. 2.1 to:

¦ Pionowa blacha spawana do blachy podstawy, która pełni rolę taką, jak pionowe ramię

kątownika w opisanym wcześniej przypadku.

¦ Pozioma blacha o znacznych wymiarach (osadzona w betonie swoja grubością, spawana

na obwodzie do blachy podstawy) która wywołuje docisk do betonu pod działaniem siły

poziomej.

Podane niŜej zasady projektowania odnoszą się do elementów oporowych pokazanych na

Rys. 2.1. Mogą one jednakŜe być łatwo adaptowane do innych typów elementów oporowych,

w szczególności tych wymienionych w rozdziale 1.

o 4 a 0

Najlepiej, gdy elementy oporowe są przyspawane do blachy podstawy centralnie, na

przedłuŜeniu osi trzonu słupa. W przypadku elementu oporowego z kątownika, jeśli długość

kątownika (szerokość elementu oporowego) jest umieszczona centralnie względem osi trzonu

słupa, wówczas wystające w dół ramię kątownika musi być nieco przesunięte, aby uniknąć

jego kolizji ze śrubami kotwiącymi. Jeśli długość kątownika jest dłuŜsza od rozstawu śrub

kotwiących, naleŜy wykonać otwory przechodzące takŜe przez ramię poziome kątownika. W

przypadku kątownika nierównoramiennego, zwykle węŜsze ramię spawane jest do blachy

podstawy.

Strona 4

Informacje uzupelniajace: Projektowanie elementów oporowych przenoszacych sile pozioma w stopach slupów przegubowych

Informacje uzupełniające: Projektowanie elementów oporowych przenoszących siłę poziomą w stopach słupów

przegubowych

SN021a-EN-EU

3. Parametry

W poniŜszej tablicy objaśniono znaczeniu uŜywanych symboli:

Tablica 3.1

Parametry (równie Ŝ te u Ŝ ywane w opracowaniu SN037 )

Parametr

Definicja

Parametr

Definicja

Stosunek wymiaru powierzchni

obliczeniowego docisku, do wymiaru

blachy podstawy (długości,

szerokości).

h f

Szerokość ramienia kątownika

elementu oporowego zagłębiona w

fundamencie

h c

Wysokość kształtownika trzonu

słupa.

a cc

Współczynnik uwzględniający efekty

długotrwałe oraz niekorzystne wpływy

wynikające ze sposobu przyłoŜenia

obciąŜenia na wytrzymałość betonu

na ściskanie (patrz PN-EN 1992-1-1)

h n

Długość w rzucie elementu

oporowego z dwuteownika.

h p

Długość blachy podstawy.

l n t y m m - e a . e o u e t d w y j z s .

b j

Współczynnik materiałowy odniesiony

do fundamentu.

t fc

Grubość pasa trzonu słupa.

l eff

Długość efektywna półki króćca

teowego blachy podstawy przy

ściskaniu.

g c

Współczynnik częściowy

wytrzymałości betonu na ściskanie

(Patrz PN-EN 1992-1-1).

d eff,n

Wysokość efektywna elementu

oporowego.

g M0

Współczynnik częściowy nośności

przy zginaniu blachy podstawy.

d n

Wysokość całkowita elementu

oporowego.

b a

Szerokość półki kątownika elementu

oporowego spawanej do blachy

podstawy.

t wc

Grubość środnika słupa.

b p

Szerokość blachy podstawy.

t an

Grubość ramienia kątownika

stosowanego na element oporowy.

b f

Szerokość fundamentu

(odpowiadająca szerokości trzonu

słupa)

t fn

Grubość pasa dwuteownika

stosowanego na element oporowy.

b fc

Szerokość trzonu słupa (szerokość

pasa dwuteownika).

t p

Grubość blachy podstawy.

A c0

Pole powierzchni ściskanej pod

blachą podstawy o wymiarach b p i

h p .

b eff

Szerokość efektywna półki

ściskanego króćca.

b n

Szerokość elementu oporowego.

F f,Rd

Obliczeniowa nośność ze względu

na poślizg.

Maksymalny wysięg strefy docisku

(poza obwodem przekroju trzonu

słupa).

F v,Rd

Obliczeniowa nośność podstawy

słupa przy obciąŜeniu siłą poziomą.

d f

Wysokość fundamentu.

N sec,Ed

Drugorzędna siła podłuŜna.

f yb

Granica plastyczności śrub

kotwiących.

N j,Rd

Obliczeniowa nośność przy

ściskaniu podstawy słupa.

f yp

Granica plastyczności blachy

podstawy.

V Ed

Obliczeniowa siła poprzeczna w

podstawie słupa.

f jd

Obliczeniowa wytrzymałość

połączenia na docisk.

f cd

Obliczeniowa wytrzymałość betonu

na ściskanie według PN-EN1992-1-1.

f un

Granica wytrzymałości stali elementu

oporowego.

o 4 a 0

Strona 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: