METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

OBJEKAT: INDUSTRIJSKA HALA

MESTO GRADNJE: LESKOVAC

STATIČKI PRORAČUN

RASPON GLAVNOG NOSAČA L= 26,94 m

RAZMAK GLAVNIH NOSAČA l= 12,00 m

NAGIB KROVNE RAVNI α= 6 °

KROVNI POKRIVAČ: ČELIČNI SENDVIČ LIM

VISINA STUBA H= 10,75 m

BROJ POJASEVA n= 14

MAKSIMALNI RAZMAK ROŽNJAČA λ'= 1,9349 m

RAZMAK POJASEVA λ= 1,9243 m

POS 1 - KROVNI POKRIVAČ

1. ANALIZA OPTEREĆENJA

1.1. STALNO OPTEREDENJE

OPTEREDENJE OD KROVNOG POKRIVAČA gkp= 0,169 kN/m2

1.2. OPTEREDENJE SNEGOM

( nagib krova < 20° , nadmorska visina H=225m < 500 m )

TEŽINA SNEGA s = 0,75 kN/m2

1.3 OPTEREDENJE VETROM - JUS U.C7.110

LOKACIJA : LESKOVAC; meteorološka stanica NIŠ

BRZINA VETRA : vB

m,50,10 = 23,00 m/s

NADMORSKA VISINA DO: 225 m

GUSTINA VAZDUHA: ρ = 1,1969 kg/m3

POVRATNI PERIOD: T = 50 GOD

FAKTOR POVRATNOG PERIODA OSNOVNE BRZ. VETRA:KT = 1,0

FAKTOR VREMENSKOG OSRED. OSNOVNE BRZINE VETRAKt = 1,0

KATEGORIJA HRAPAVOSTI TERENEA : B

FAKTOR TOPOGRAFIJE TERENA: SZ = 1,00

PARAMETRI HRAPAVOSTI TERENA :a = 0.03 b = 1,0 α = 0.14 z0=0.03 zg = 320

= 0,391

FAKTOR EKSPOZICIJE :

= 1,036

OSRED. BRZINE VETRA : vm,T,z = KT · Kt · vB

m,50,10 · KZ · SZ = 23,82 m/s

OSN.PRIT.VETRA : qm,T,10 = ρ/2 · (vBm,50,10 · KT· KZ )

2 · 10-3 = 0,340 kN/m2

AERODINAMIČKI PRITISAK : qm,T,z = qm,50,10 · KT2· KZ

2 = 0,364 kN/m'

JUS U.C7.111 - VRSTA ZGRADA U POGLEDU KRUTOSTI

OBLOGA 100 m

OBJEKAT 15 m

UGIB VRHA OBJEKTA

2h = 25,72 m

ZADOVOLJENI SU USLOVI ZA PRORAČUN PO POJEDNOSTAVLJENOM PRORAČUNU ZA KLASU

MALIH KRUTIH ZGRADA.

h = 12.86m <

h = 12.86m <

u = h/250 = 5,14cm

b = 28,04 m >

10

zbK z

)/10(/ zbaI Z

1 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

JUS U.C7.112.

PRITISAK VETRA qw,p = qm,T,z · Gz · Cp

Veličina otvora u oblozi zgrade - Zgrada sa velikim otvorima: kliznim vratama, ventilatorima ili

prozorima koje se mogu razbiti => G · Cpi = ± 1,4

Krov 0° < 6° < 10°

z = min

z ≥

zona s sleme : 2,804 · 49,71 = 139,39 m2 > 10 m2

streha : 2,804 · 55,32 = 155,12 m2 > 10 m2

zona c ivice kalkana : 2,804 · 14,09 + 2,8042

= 47,37 m2 > 10 m

2

zona r ostali delovi krovne ravni: 14,09 · 60,93 - (139,39+155,12+47,37) = 516,62 m2

zona s G · Cpe = -2,0

zona s G · Cpe = -2,0

zona c G · Cpe = -1,5

zona r G · Cpe = -2,0

qwp,max = qm,50,z · ( G · Cpe + G · Cpi ) = -0,0364 kN/m2(upravno na krov)

qwp,min = qm,50,z · ( G · Cpe - G · Cpi ) = -1,2392 kN/m2(upravno na krov)

REDUKCIJA OPTEREDENJA NA m2 KROVNOG POKRIVAČA (UPRAVNO NA POKRIVAČ)

I SLUČAJ OPTEREDENJA -osnovno opteredenje

kN/m²

II SLUČAJ OPTEREDENJA - osnovno + dopunsko opteredenje

kN/m²

kN/m²

Merodavan i za dimenzionisanje i za vezu sa rožnjačom

ODGOVARA ČELIČNI SENDVIČ LIM KP-060-T "M PROFIL" STARA PAZOVA

D=60mm t1/t2=0.6/0.5mm g=16.9kg/m2=0,169kN/m2

nosivost qmax=1,66kN/m2 > 1,07kN/m2

razmak rožnjača lmax=2,00m > 1,92m

oslanjanje preko jednog polja

q II max

= q

I + qwp,max = 0,87

q II min = gkp · cosα + qwp,min = -1,07

0,91q I = gkp · cosα + s · cos²α =

60.93m

28.04m

11

.40

m

z

z

z

z

c

c

r

r

s

s

0.1 0.1 28.04 2.804

0.4 0.4 11.40 4.56

b m

H m

0.04 0.04 28.04 1.1216

1.0

b m

m

2 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

POS R1 - "R" ROŽNJAČA

RASPON ROŽNJAČA : l = 12,00 m

RAZMAK ROŽNJAČA : λ = 1,9243 m

RAZMAK ROŽNJAČA KOSO : λ' = 1,9349 m

1. ANALIZA OPTEREĆENJA

1.1. STALNO OPTEREDENJE

OPTEREDENJE OD KROVNOG POKRIVAČA gkp= 0,169 kN/m2

SOPSTVENA TEŽINA ROŽNJAČE g r = 0,18 kN/m

1.2. OPTEREDENJE SNEGOM

TEŽINA SNEGA s = 0,75 kN/m2

1.3 OPTEREDENJE VETROM

MAKSIMALNO qwp,max = qm,50,z · ( G · Cpe + G · Cpi ) = -0,036 kN/m2

MINIMALNO qwp,min = qm,50,z · ( G · Cpe - G · Cpi ) = -1,239 kN/m2

1.4 OPTEREDENJE OD RADNIKA

RADNIK P = 1,00 kN

2. STATIČKI SISTEM I UTICAJI

2.1 REDUKCIJA OPTEREDENJA NA m'

I slučaj opteredenja - osnovno opteredenje

= 1,950 kN/m

qHI = = 0 kN/m

II slučaj opteredenja - osnovno + dopunsko opteredenje

= 1,880 kN/m

= -0,007 kN/m

qVminII = gkp · λ' + gr + qwpmin · λ · cosα = -1,864 kN/m

= -0,251 kN/m

ODREĐIVANJE MERODAVNOG OPTEREDENJA

qxII

/ qxI = 0,956 < σdop

II/σdopI= 1,125

MERODAVAN PRVI SLUČAJ OPTEREĆENJA

2.2. PRORAČUN PRESEČNIH SILA

α = 63,43 °

USVAJA SE SE h = 600 mm lII = 4,00 m

35,10 kNm

qVI = gkp · λ' + gr + s · λ

qVII = qV

I + qwpmax · λ' · cosα

qHII = qwpmax · λ' · sinα

qHminII = qwpmin · λ' · sinα

VISINA ROŽNJAČE h = l/12 - l/20 = 1000 do 600 mm

I 2 2I Vq l 1.95 12

maxM = =8 8

R U

O

D1

D2

63.43°

l/2=10x600=6000mm

3 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

SILE U POJASNIM ŠTAPOVIMA

58,51 kN

11,70 kN

SILE U DIJAGONALAMA

13,08 kN

-13,08 kN

Lokalno savijanje gornjeg pojasa usled direktnog naleganja krovnog pokrivača

q I = qV

I · cosα = 1,940 kN/m

qIII = qV

I · sinα = 0,204 kN/m

0,044 kNm (srednja polja i oslonci)

0,063 kNm (krajnja polja)

0,26093 kNm

0,08154 kNm

-0,3262 kNm

0,89695 kN

3,139 kN

2.3. DIMENZIONISANJE

2.3.1. GORNJI POJAS

Pretpostavlja se presek U 100 A = 13,50 cm2ix = 3,91 cm

Ix = 206,00 cm4iy = 1,47 cm

Iy = 29,30 cm4Sx = 24,50 cm3

Wx = 41,20 cm3ID = 2,81 cm4

Wy = 8,49 cm3

Sila u zatezi

2 1D =-D =

I 2 2

x2M 0.025 q l 0.025 0.204 4.0

I 2 2

BM 0.1 q l 0.1 0.204 4.0

I

BR Z 1.1 q l 1.1 0.204 4.0

2n 1maxZ 3.5 0.897

2

ImaxM 35.1U -O= =

h 0.6

I

Vq l 1.95 12R= =

2 2

11

Q 11.70D = =

sin 0.1045

I 2 21

ylokn

q l 1.94 0.6M

16 16

I 2 21

ylokn

q l 1.94 0.6M

11 11

I 2 2

x1 y3M M 0.08 q l 0.08 0.204 4.0

20x600=12000mm

4x3000=12000mm

q'

q''

x

x

yy

4 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

Kontrola napona

5,05 kN/cm2

< 16,00 kN/cm2

Kontrola ekscentričnog pritisaka ( JUS U.E7.096/86 )

4,33 kN/cm2

0,514 kN/cm2

0,198 kN/cm2

1,656 < 2,067

0,271

α = 0,489

102,3

βx= 2,653

1,101 0,484 2,067

1,124 < 1,141

40,82

βy= 1,310

0,44 0,877 1,141

1,638 > 1

1,055 > 1

0,915 < 1 usvaja se υ=1,0

26,243 kN/cm2

1,189

0,9194

0,748

51,05 kN/cm2

0.4

M 5D

1

1

x x

nx 2x N

0.2k 1

1

2 2yx

x y

MMN 58.51 0.0815 10 0.044 10= + + = + + =

A W W 13,50 41,20 8,49σ

nx(y) N mx mx my my dopk k v k

N

N 58.51

A 13,50

2y

My

y

M 0.044 10

W 8,49

2x

Mx

x

M 0.0815 10

W 41,20

N

v

N

A

ixx

x

l 400

i 3,91

xx

1

102,3

92.9

"C"

1

y y

ny 2y N

0.2k 1

1

iy

y

y

l 60

i 1,47

y

y

1

40,82

92.9

"C"

1

xmx 2 2

x

1.10k

1 1 1.1 0.327

y

my 2 2y

1.00k

1 1 0.44 0.327

υ

D

συ= =

σ

D p v Mσ

xp

x

2 S

W

p y

D

cr,D

1.189 24

D y5 2 5 2

cr,D Ey2 2

x

2.81 29.31.679 10 1.12 1 1.679 10 39.61

W l 41.2 4

1

1

5 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

η = 1,12 φ = 1,0

39,60 kN/cm2

1,656·4,33+1,638·1,00·0,198+1,055·0,514 = 8,04 < 16,00 kN/cm2

Sa dodatnom uticaja radnika (koncentrisana sila od 1kN) lokalno

dodMy =0,995·0,6/4 = 0,15 kNm

dodMx =0,105 · 4 / 4 = 0,105 kNm

1,656·4,33+1,638·1,00·(0,198+0,105·102/41,2)+1,055·(0,514+0,15·102/8,49) = 10,31 < 18,00 kN/cm2

USVAJA SE PRESEK GORNJEG POJASA U 100 (g=10,6kg/m')

2.3.2. DONJI POJAS

Pretpostavlja se presek L 60x60x6 (g= kg/m') A = 6,91 cm2

iξ = 2,29 cm

8,4669 < 16,00 kN/cm2iη = 1,17 cm

USVAJA SE PRESEK DONJEG POJASA L 60X60X6 (g=5,42kg/m')

2.3.2. DIMENZIONISANJE ISPUNE

D2 = -13,08 kN Pretpostavlja se φ 18

A = 2,54 cm2

I = 0,707 cm4

i = 0,53 cm

dužina izvijanja

lk = 67,08 cm βx= 3,449

λ = 127,2754

λ = 1,37 0,361

σidoz = 5,772 kN/cm2

σN = 5,141 kN/cm2

< σidoz

USVAJA SE ISPUNA φ 18

2.3.4. DIMENZIONISANJE ZATEGE

0,20 cm2

Iz konstruktivnih razloga usvaja se kruta zatega zbog obezbeđivanja

dužine za bočno izvijanje pojasa .

L 80x80x7 A = 10,8 cm2

iξ = 3,07 cm

iη = 1,57 cm

lk = 193,5 cm

λ = 123,2 < λmax = 250

Ey 2y

Eσ

N

N 58.51

A 6,91

pot

dop

maxZA

"C"

6 SOKOL SABOLČ 66/2007

METALNE KONSTRUKCIJE II INDUSTRIJSKA HALA STATIČKI PRORAČUN

2.3.5. KONTROLA DONJEG POJASA NA IZVIJANJE PRI SIŠUDEM DEJSTVU VETRA

(izvan ravni rešetke) II slučaj opteredenja

Donji pojasevi su razuprti u tredinama raspona krutim razupiračima L →lkξ = 400cm

λξ = 130,29 βx= 3,555

λ = 1,40 0,348

σidoz = 5,576 kN/cm2

Sila u donjem pojasu

-55,93 kN

-33,56 kNm

σN = 5,179014 kN/cm2 < σidoz = 5,576 kN/cm

2

USVAJA SE PRESEK DONJEG POJASA L 80X80X7 (g=8,49kg/m')

2.3.6. KONTROLA UGIBA ROŽNJAČE

fdop = l/300 = 4,00 cm

1,29 cm

19440 cm4

eu= 33,33 cm

Rožnjača zadovoljava u pogledu ugiba

2.3.7. PRORAČUN VEZA

Kontrola napoa u šavovima

lš = 60,0 mm

aš = 4,0 mm

RH = (D1+D2)·cosα = 11,704 kN

Me = RH·e = 36,63 kNm

Fš =2·lš·aš = 4,8 cm2

σšdoz = 12,00 kN/cm2

Iš = 14,40 cm4

Wš = 4,8 cm3

vII = 2,438 kN/cm2

n = 7,632 kN/cm2

σu = 8,012 kN/cm2< σidoz = 12,00 kN/cm2

Odgovaraju ugaoni šavovi dbljine aš=4mm i dužine lš=60mm

"C"

IIminM

Uh

II 2II min v

min

q lM

8

l

I

I 2x

xr

q5max f

384 E

2 2xr o o u uI A e A e 0,9

x x

600

eo

eu

Ao

Au

19

31.3

62.5

19

7 SOKOL SABOLČ 66/2007