OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMAŁOŚCIOWE DREWNIANYCH

ZAWARTOŚĆ PROJEKTU

1. OPIS TECHNICZNY

2. OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMAŁOŚCIOWE DREWNIANYCH

KONSTRUKCJI DACHU

3. CZĘŚĆ RYSUNKOWA

• rzut konstrukcji dachu, skala 1 : 100
• przekrój poprzeczny hali, skala 1 : 50
• rysunek wykonawczy kratownicy drewnianej, skala 1 : 25
• szczegół konstrukcyjny, skala 1 : 10

OPIS TECHNICZNY

1. Dane ogólne

Przedmiot i zakres opracowania:

przedmiotem opracowania jest projekt budowlany dachu drewnianego nad projektowaną halą magazynową

adres inwestycji – Wrocław, ul. Norwida 64, nr ewidencyjny działki 66/6

inwestor – Akademia Rolnicza we Wrocławiu, IBiAK

projektant – Zenobiusz Świst, student Akademii Rolniczej we Wrocławiu

Podstawa opracowania:

zlecenie inwestora

aktualna mapa sytuacyjno – wysokościowa w skali 1 : 500

dokumentacja geologiczna

uzgodnienia materiałowo – techniczne

decyzja o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu wydana przez Urząd Miasta i Gminy we Wrocławiu

polskie normy i unormowania prawne

2. Konstrukcja obiektu

hala parterowa jednonawowa o konstrukcji murowanej

szerokość hali w osiach konstrukcyjnych: 18 m

długość hali w osiach konstrukcyjnych: 54 m

ściany konstrukcyjne wykonane z pustaków ceramicznych Porotherm 44 na zaprawie cementowo – wapiennej M5

ściany fundamentowe wykonane z bloczków betonowych grubości 38 cm

budynek posadowiony na ławach fundamentowych o wymiarach 40 x 100 cm wykonanych z betonu B 30, wylanych na 10 cm warstwie podkładu z betonu B 10

strop nad parterem: sufit podwieszany wykonany z płyt G-K na ruszcie stalowym mocowany do dźwigarów kratowych

podłoga: posadzka przemysłowa wykonana na 5 cm warstwie wylewki betonowej

3. Konstrukcja dachu

dach wykonany z dwuspadowych drewnianych dźwigarów kratowych z litego drewna sosnowego klasy C 30

rozstaw osiowy dźwigarów: 1,8 m

pokrycie dachu: gonty papowe położone na pełnym deskowaniu i warstwie podkładowej z papy termozgrzewalnej

odprowadzanie wody opadowej z dachu: rynny PCV f200 i rury spustowe f

obróbki blacharskie wykonane z blachy ocynkowanej

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMAŁOŚCIOWE

1. Dane wyjściowe:

szerokość hali: B = 18,0 m

długość hali: L = 54,0 m

wysokość do okapu: H = 4,5 m

rozstaw kratownic:  a = 1,8 m

pokrycie dachu:  gonty papowe

kąt nachylenia połaci dachu: a = 20^o

ściany murowane z trzpieniami żelbetowymi

kratownica łączona na płytki kolczaste

2. Założenia do obliczeń:

Lokalizacja: Wrocław

I strefa śniegowa

I strefa wiatrowa

Rozwiązania materiałowe i konstrukcyjne:

budynek parterowy bez podpiwniczenia

ściany konstrukcyjne murowane z pustaków Porotherm 44 P+W

ścian piwnic z bloczków betonowych 38 cm

budynek posadowiony na ławach fundamentowych 100 x 40 cm

dach drewniany wykonany z kratownic drewnianych

3. Obciążenia jednostkowe:

Obciążenie śniegiem (wg normy PN-80/B-02010)

obciążenie charakterystyczne od śniegu:

Q_k = 0,7 [kN/m²] – I strefa śniegowa

nachylenie połaci dachu: a = 20^o

współczynniki kształtu połaci dachowej:

wartości obciążenia charakterystycznego od śniegu:

obciążenie obliczeniowe od śniegu:

Obciążenie wiatrem:

obciążenie charakterystyczne od wiatru:

q_k = 0,25 [kN/m²] – I strefa wiatrowa

współczynnik ekspozycji: C_e = 1,0 – teren otwarty

współczynnik dynamiczny: b = 1,8 – budowla niepodatna na dynamiczne działanie wiatru

współczynniki aerodynamiczne (przy nachyleniu połaci dachowej a = 20^o

wartości obciążenia charakterystycznego od wiatru:

obciążenie obliczeniowe od wiatru:

4. Obliczenie kratownicy drewnianej

Założenia do obliczeń

• dane materiałowe:

drewno sosnowe C30

wytrzymałość charakterystyczna na zginanie: f_m,k = 30 MPa

wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie wzdłuż włókien: f_c,0,k = 23 MPa

moduł sprężystości podłużnej: E_0,mean = 12 GPa

5% kwantyl modułu sprężystości wzdłuż włókien: E_0,05 = 8 GPa

współczynnik materiałowy: g_m

współczynnik modyfikacyjny: k_mod = 0,8

• wytrzymałość obliczeniowa na zginanie:

• wytrzymałość obliczeniowa na ściskanie wzdłuż włókien:

• przekrój prętów kratownicy: 60 x 120 mm

charakterystyki geometryczne:

Obciążenia:

• obciążenie śniegiem: S_2k = 1,120 [kN/m²]; S₂ = 1,568 [kN/m²];
• obciążenie wiatrem: p_zn = 0,117 [kN/m²]; p_zz = -0,234 [kN/m²];
• obciążenie ciężarem własnym:

Obciążenie pasa górnego:

g_k1 = 0,69 kN/m  g₁ = 0,824 kN/m

Obciążenie pasa dolnego – część ocieplona:

g_k2 = 0,89 kN/m  g₂ = 1,031 kN/m

Obciążenie pasa dolnego – część nieocieplona:

g_k3 = 0,04 kN/m  g₃ = 0,044 kN/m

Układ prętów w kratownicy:

Obciążenie ciężarem własnym

• schemat obciążenia:

• wykres momentów zginających (na podstawie obliczeń programem RM-WIN):

• siły osiowe w prętach (na podstawie obliczeń programem RM-WIN)

Obciążenie śniegiem

• schemat obciążenia:

• wykres momentów zginających (na podstawie obliczeń programem RM-WIN):

• siły osiowe w prętach (na podstawie obliczeń programem RM-WIN)

Obciążenie wiatrem z lewej strony

• schemat obciążenia:

• wykres momentów zginających (na podstawie obliczeń programem RM-WIN):

• siły osiowe w prętach (na podstawie obliczeń programem RM-WIN)

Obciążenie wiatrem z prawej strony

• schemat obciążenia:

• wykres momentów zginających (na podstawie obliczeń programem RM-WIN):

• siły osiowe w prętach (na podstawie obliczeń programem RM-WIN):

Zestawienie sił wewnętrznych w prętach

• pas górny:

• pas dolny:

• słupki:

• krzyżulce:

5. Wymiarowanie elementów wiązara kratowego.

Pas górny

• sprawdzenie nośności ze względu na ściskanie:

Nośność pasa górnego ze względu na ściskanie jest wystarczająca.

• sprawdzenie nośności ze względu na rozciąganie:

Nośność pasa górnego ze względu na rozciąganie ze zginaniem jest wystarczająca.

5.2. Pas dolny

• sprawdzenie nośności ze względu na ściskanie:

Nośność pasa dolnego ze względu na ściskanie ze zginaniem jest wystarczająca

• sprawdzenie nośności ze względu na rozciaganie:

Nośność pasa dolnego ze względu na rozciąganie ze zginaniem jest wystarczająca

5.3. Słupek

• sprawdzenie nośności ze względu na ściskanie:

Nośność słupka ze względu na ściskanie jest wystarczająca

• sprawdzenie nośności na rozciąganie:

Nośność słupka ze względu na rozciąganie jest wystarczająca

5.4. Krzyżulec

• sprawdzenie nośności ze względu na ściskanie:

Nośność krzyżulca ze względu na ściskanie jest wystarczająca

• sprawdzenie nośności na rozciąganie:

Nośność krzyżulca ze względu na rozciąganie jest wystarczająca

Wymiarowanie wybranych połączeń konstrukcyjnych.

• Poszczególne elementy kratownicy łączone za pomocą płytek kolczastych T 150

6.1. Węzeł 1

• dane:

- nachylenie pasa górnego: a = 20^o

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₁ = 6,68 kN; N₉ = -4,9 kN

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b = 102 mm, l = 102 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₁

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- ścinanie w kierunku N₉

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.2. Węzeł 2

• dane:

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₉ = -4,9 kN; N₁₀ = -5,29 kN; N₁₇ = -35,15 kN;

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b = 102 mm, l = 205 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₉

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- w kierunku N₁₆

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.3. Węzeł 3

• dane:

- nachylenie pasa górnego: a = 20^o

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₁ = 6,68 kN; N₂ = -33,84 kN; N₁₇ = -35,15 kN; N₂₄ = 37,22

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

• obliczenia A₃:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b = 206 mm, l = 308 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₁

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- kierunku N₁₇

- w kierunku N₂₄

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.4. Węzeł 4

• dane:

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₁₀ = -5,29 kN;  N₁₁ = 31,60 kN; N₁₈ = -11,17 kN; N₂₄ = 37,22

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

• obliczenia A₃:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b = 145 mm, l = 308 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₁₀

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- w kierunku N₂₄

- w kierunku N₁₈

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.5. Węzeł 5

• dane:

- nachylenie pasa górnego: a = 20^o

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₂ = 6,68 kN; N₃ = -33,84 kN; N₁₈ = -35,15 kN; N₂₅ = 37,22

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

• obliczenia A₃:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b =206 mm, l = 308 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₂

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- w kierunku N₂₅

- w kierunku N₁₈

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.6. Węzeł 6

• dane:

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₁₁ = 31,60 kN;  N₁₂ = 36,27 kN; N₁₉ = -0,34 kN; N₂₅ = 6,34 kN

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

• obliczenia A₃:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b = 145 mm, l = 205 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₁₁

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- w kierunku N₂₅

- w kierunku N₁₉

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

6.7. Węzeł 7

• dane:

- nachylenie pasa górnego: a = 20^o

- wartości obliczeniowe sił w prętach:

N₃ = -37,48 kN;  N₄ = -32,69 kN; N₁₉ = -0,34 kN; N₂₆ = -8,91 kN

• obliczenia A₁:

• obliczenia A₂:

• obliczenia A₃:

Przyjęto płytki T 150 o wymiarach b =206 mm, l = 308 mm

Obliczenia powierzchni efektywnych na podstawie programu AutoCAD 2004 PL

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ścinanie

- ścinanie w kierunku N₃

• sprawdzenie wytrzymałości płytki na ściskanie

- w kierunku N₂₆

- w kierunku N₁₉

• sprawdzenie płytek na łączenie ścinania i ściskania

7. Sprawdzenie stateczności konstrukcji hali

Obciążenie wiatrem:

• Wrocław – I strefa wiatrowa - q_k = 250 Pa = 0,25 kN/m²
• współczynnik ekspozycji: C_e = 1,0 – teren otwarty
• współczynnik dynamiczny: b_c = 1,8 – budowla niepodatna na dynamiczne działanie wiatru
• współczynniki aerodynamiczne:

- strona nawietrzna: C_zn = 0,2

- strona zawietrzna: C_zz = -0,4

• rozstaw trzpieni: a = 3,6 m
• wartości obciążeń od wiatru

• Moment utwierdzający:

• Moment wywracający:

Warunek stateczności spełniony.