AS-Projektowanie kratownic dachowych.pdf
(
197 KB
)
Pobierz
SN027a-PL-EU
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych
SN027a-PL-EU
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic
dachowych
Ten dokument zajmuje się kilkoma specjalnymi przypadkami, jakie mogą
występować podczas projektowania kratownic dachowych. Np. jak traktować
brak osiowego przekazywania się sił w połączeniach, przyłoŜenie obciąŜeń nie
w węzłach konstrukcji, obciąŜenia zmiennoznakowe, itp.
Spis treści
1.
Wprowadzenie .................................................................................................................. 2
2.
Projektowanie pasa górnego ........................................................................................... 2
l
n
t
y
m
m
-
e
a
.
e
o
u
e
t
d
w
y
j
z
s
.
3.
Projektowanie pasa dolnego ............................................................................................ 5
4.
Projektowanie prętów skratowania.............................................................................. 10
5.
Mimośrody ...................................................................................................................... 10
6.
Węzły podporowe kratownicy i styki montaŜowe ....................................................... 12
7.
Literatura ........................................................................................................................ 13
o
6
a
0
Strona 1
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych
SN027a-PL-EU
1. Wprowadzenie
l
n
t
y
m
m
-
e
a
.
e
o
u
e
t
d
w
y
j
z
s
.
W tradycyjnej analizie przyjmuje się, Ŝe obciąŜenia przyłoŜone są do węzłów
kratownicy, a wszystkie węzły kratownicy są traktowane jak przeguby. ChociaŜ
załoŜenie to nie jest do końca prawdziwe, gdyŜ pasy górny i dolny są elementami
ciągłymi, a pręty skratowania są zazwyczaj łączone z pasami za pomocą spawania,
to jednak siły osiowe w prętach kratownicy są wyznaczane przy załoŜeniu, Ŝe węzły
kraty są połączeniami przegubowymi. W sytuacji, gdy pas górny kratownicy jest
wykonany z kształtowników charakteryzujących się duŜą wysokością, a wysokość
kratownicy jest stosunkowo niewielka, powinno się uwzględniać wpływ momentów
zginających, spowodowanych uwzględnieniem w obliczeniach ciągłości pasa
kratownicy. NaleŜy jednak zaznaczyć, Ŝe obliczenia uwzględniające ten fakt są w
praktyce inŜynierskiej dość rzadko stosowane. Wpływ momentów zginających jest
uwzględniany w inny sposób, co zostało przedstawione w prezentowanym
przykładzie.
Ten dokument dotyczy swobodnie podpartych kratownic dachowych Rys. 2.1.
Biorąc pod uwagę załoŜenia przedstawione w poprzednim paragrafie obliczenia
statyczne kratownic są zagadnieniem nieskomplikowanym i nie są przedmiotem
rozwaŜań w tym dokumencie. NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe obliczenia te mogą się
skomplikować, gdy:
¦
Przekrycie dachowe jest zamocowane bezpośrednio do pasa kratownicy lub jeśli
w przypadku stosowania płatwi są one zamocowane nie tylko w węzłach
kratownicy, ale i pomiędzy nimi, co powoduje pojawienie się momentów
zginających w pasie górnym.
¦
Na skutek mimośrodowego połączenia pasów z prętami skratowania, mogą się
pojawić dodatkowe momenty zginające, co powinno być uwzględnione podczas
obliczeń.
¦
W przypadku dachów charakteryzujących się małym kątem pochylenia połaci,
jako jeden z przypadków obciąŜenia wiatrem, moŜe pojawić się obciąŜenie
ssaniem wiatru, co powoduje pojawienie się sił ściskających w pasie dolnym
kratownicy i konieczność jego projektowania z uwzględnieniem wyboczenia.
2. Projektowanie pasa górnego
2.1 Wprowadzenie
o
6
a
0
W przypadku, gdy obciąŜenia przyłoŜone są do węzłów, w pasie górnym kratownicy
pojawiają się tylko siły osiowe. Gdy w górnym pasie pojawiają się siły ściskające,
wyboczenie tego pasa w płaszczyźnie kratownicy jak i z płaszczyzny kratownicy
powinno być brane pod uwagę, o ile pas nie jest zabezpieczony przed wyboczeniem
w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kraty. Zgodnie z
Annex BB of EN 1993-
1-1
[1], długość wyboczeniowa w płaszczyźnie kratownicy jest równa odległości
pomiędzy węzłami w tym pasie. Długość wyboczeniowa z płaszczyzny kratownicy,
równa się natomiast rozstawowi płatwi. JeŜeli pas górny kratownicy jest elementem
wielogałęziowym, powinien być projektowany zgodnie z zaleceniami zawartymi w
Strona 2
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych
SN027a-PL-EU
§6.4 of EN1993-1-1
z uwagi na wyboczenie w płaszczyźnie prostopadłej do
płaszczyzny kratownicy.
PowyŜsze stwierdzenie, Ŝe długość wyboczeniowa z płaszczyzny kratownicy jest
równa rozstawowi płatwi, wymaga aby płatwie stanowiły podparcie w płaszczyźnie
prostopadłej do płaszczyzny kraty, co znaczy, Ŝe uniemoŜliwia się ich
przemieszczanie w tym kierunku. Oznacza to, Ŝe płatwie powinny być usztywnione
stęŜeniami w płaszczyźnie dachu i pionowymi tęŜnikami w ścianach. MoŜliwe jest
takŜe wykorzystanie pokrycia dachowego, jeŜeli jego sztywność jest wystarczająca
do pracy jako przepona i spełnia wymagania odnośnie przekrojów klasy 1 lub 2
zgodnie z EN 1993-1-3 [2]. W
SS050
przykłady stabilizacji kratownic zostały
przedstawione i wyjaśnione.
l
n
t
y
m
m
-
e
a
.
e
o
u
e
t
d
w
y
j
z
s
.
JeŜeli pokrycie dachowe jest ułoŜone bezpośrednio na pasie kratownicy (np. arkusze
blachy fałdowej ułoŜone bezpośrednio na pasach górnych dźwigarów, tzw. dachy
bezpłatwiowe), sprawdzenie nośności pasa ze względu na wyboczenie z
płaszczyzny kratownicy moŜe być pominięte, przy spełnieniu wymagań zawartych w
EN 1993-1-3 [2].
W idealnym przypadku, gdy na dźwigarze dachowym płatwie zamocowane są w
węzłach pasa górnego, tylko nośność elementów obciąŜonych siłami osiowymi
powinna być sprawdzona. Taka sytuacja nie zawsze ma miejsce. W przypadku
dachów bezpłatwiowych, w których arkusze pokrycia dachowego opierają się
bezpośrednio na pasach dźwigarów, pas górny jest nie tylko ściskany, ale równieŜ
zginany. Ten sposób obciąŜenia pokazano na Rys. 2.1.
Rys. 2.1
Przykładowy dźwigar dachowy, w którym pokrycie dachowe przekazuje
obciąŜenie w sposób ciągły bezpośrednio na pas górny.
W tym przypadku pas górny dźwigara powinien być traktowany jak belka ciągła
obciąŜona momentami zginającymi i siłą osiową. Uproszczony schemat obliczeniowy
pokazano na poniŜszym rysunku.
Podczas projektowania kratownic mogą z róŜnych powodów wystąpić mimośrody w
węzłach pomiędzy pasami i prętami skratowania (Rys. 5.1). Powoduje to powstanie
momentów zginających w prętach kratownicy, które naleŜy uwzględniać w trakcie
wymiarowania elementów. Zostało to opisane w Rozdziale 5.
o
6
a
0
2.2 Przykład schematyczny kratownicy której pas górny
jest obciąŜony obciąŜeniem ciągłym
Pod uwagę wzięto kratownicę dachową (Rys. 2.1) obciąŜoną obciąŜeniem ciągłym.
W celu uproszczenia wzięto pod uwagę tylko środkowy segment kratownicy
(Rys. 2.2).
Strona 3
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych
SN027a-PL-EU
q
N
N
a
Rys. 2.2
Segment kratownicy wzięty pod uwagę w rozpatrywanym przykładzie.
l
n
t
y
m
m
-
e
a
.
e
o
u
e
t
d
w
y
j
z
s
.
Pas górny kratownicy moŜe być traktowany jako belka ciągła obciąŜona siłami
ściskającymi na końcach (Rys. 2.3). Jest to oczywiście pewne uproszczenie, a
dokładniejsze wyniki obliczeń moŜna otrzymać przy wykorzystaniu obliczeń
komputerowych.
q
×
cos
a
N
N
q
×
sin
a
l
Rys. 2.3
Pas górny kratownicy traktowany jako belka obciąŜona siłami
ściskającymi na końcach.
Biorąc pod uwagę uproszczenie pokazane na Rys. 2.3, wyznaczono rozkład
momentów zginających Rys. 2.4.
o
6
a
0
Strona 4
Informacje uzupelniajace: Projektowanie kratownic dachowych
Informacje uzupełniające: Projektowanie kratownic dachowych
SN027a-PL-EU
q
×
cos
12
a
×
l
2
M
=
q
×
cos
24
×
l
2
M
=
Rys. 2.4
Rozkład momentów zginających pomiędzy węzłami pasa górnego
kratownicy.
l
n
t
y
m
m
-
e
a
.
e
o
u
e
t
d
w
y
j
z
s
.
Pas górny powinien być sprawdzony biorąc pod uwagę obciąŜenie siłą ściskającą i
momentem zginającym. W tym przypadku, gdy pokrycie dachowe jest zamocowane
do górnego pasa kratownicy, jako jego usztywnienie ze względu na wyboczenie w
płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kratownicy, kształtownik powinien być
sprawdzony ze względu na wyboczenie w płaszczyźnie kratownicy, zgodnie z to
§6.3
of EN 1993-1-1
[1]. Zaleca się, aby arkusze pokrycia dachowego naleŜały do 1 lub
drugiej klasy przekrojów, zgodnie z EN 1993-1-3 [2]. JeŜeli blacha pokrycia zalicza
się do klasy 3, nie usztywnia pasa dźwigara w wystarczający sposób. W tym
przypadku naleŜy sprawdzić nośność pasa na wyboczenie w płaszczyźnie
prostopadłej do płaszczyzny kratownicy.
Przedstawiony powyŜej model obliczeniowy, stosuje się równieŜ w przypadku płatwi
zamocowanych pomiędzy węzłami pasa górnego kratownicy. W fazie koncepcyjnej
projektu, gdy nie znamy dokładnej lokalizacji płatwi, wartość momentu zginającego
moŜe być wyznaczona według wzoru
wL
2
/6, gdzie
L
jest odległością pomiędzy
węzłami pasa górnego kratownicy,
w
jest sumą sił skupionych działających na
odcinku pomiędzy w/w węzłami, podzieloną przez rozstaw płatwi.
3. Projektowanie pasa dolnego
W przypadku, gdy na dźwigar dachowy działa obciąŜenie stałe i zmienne, pas dolny
dźwigara jest rozciągany i powinien być wymiarowany ze względu na siły
rozciągające.
NaleŜy jednak brać pod uwagę fakt, Ŝe z róŜnych powodów mogą wystąpić
mimośrody w połączeniach pomiędzy pasem dolnym a prętami skratowania. W tym
przypadku naleŜy uwzględnić wpływ pojawiających się momentów zginających na
nośność elementów. Zagadnie to zostało opisane w Rozdziale 5.
o
6
a
0
W przypadku obciąŜenia wiatrem, bierze się zazwyczaj pod uwagę parcie wiatru,
jednak w przypadku dachów o niewielkim kącie nachylenia połaci dachowej, moŜe
wystąpić obciąŜenie ssaniem wiatru, a takŜe ciśnienie wewnętrzne co powinno być
przeanalizowane w trakcie projektowania kratownicy. Część prętów kratownicy moŜe
mieć niewystarczającą nośność, gdy zostanie obciąŜona siłami ściskającymi. Gdy
pas dolny kratownicy zostanie obciąŜony siłami ściskającymi, naleŜy brać pod uwagę
Strona 5
a
Plik z chomika:
k_a_r_o_l_e_k
Inne pliki z tego folderu:
Projktowanie elementów ściskanych i rozciąganych osiowo wg PN-EN.pdf
(7672 KB)
Projektowanie elementów zginanych wg PN-EN.pdf
(10469 KB)
Proj.zakladkowych poł. srubowych wg PN-EN.pdf
(4030 KB)
Obl. nośności śrub wg PN-EN.pdf
(6121 KB)
POŁĄCZENIA wg EC_C1.pdf
(2111 KB)
Inne foldery tego chomika:
01. Blachownice
02. Belki podsuwnicowe
03. Słupy
04. Wiązary
05. Hale
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin