d - opterecenje snegom...posmatra ili kada projektno ubrzanje tla ag za tlo tipa a nije veće od...
TRANSCRIPT
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
ANALIZA OPTEREĆENJA
Stalna dejstva EN 1991-1-1 Sopstvena težina konstrukcije, težina nekonstrukcijskih elemenata i fiksne opreme koja je stalno prisutna u objektu. Dejstva snega EN 1991-1-3 Osnov za proračun je karakteristična vrednost dejstva snega na tlo sk . Analiziraju se tri dispozicije opterećenja: sa ravnomerno raspodeljenim opterećenjem snega i dispozicije sa nagomilavanjem snega. Dejstva vetra EN 1991-1-4 Osnov za određivanje dejstava vetra je fundamentalna osnovna brzina vetra vb,0. Analizira se: spoljašnje poprečno dejstvo vetra sa leva na desno, spoljašnje poprečno dejstvo vetra sa desna na levo, spoljašnje podužno dejstvo vetra na kalkan u oba smera. Spoljašnje dejstvo vetra je uvek u kombinaciji sa unutrašnjim dejsvom vetra. Dejstva temperature EN 1991-1-5 Analizira se ravnomerna promena temperature u osi elementa ΔTu. Dejstva usled kranova EN 1991-3 Analiziraju se promenljiva (menjaju položaj u prostoru) vertikalna opterećenja usled sopstvene težine krana, kolica i tereta koji se diže, promenljiva (menjaju položaj u prostoru) horizontalna opterećenja usled ubrzanja, kočenja ili zakošenja krana pri kretanju i incidentna dejstva izazvana udarom krana u odbojnik ili iznenadnim ispuštanjem tereta kroz deset različitih grupa opterećenja. Uticaji su dinamičkog karaktera. Analiziraju se svi mogući položaji sistema koncentrisanih sila. Horizontalne sile su alternativnog smera delovanja. Seizmička dejstva EN 1998-1 Napomena: Izbor kategorija konstrukcija, kategorija tla i seizmičkih zona u zemlji gde odredbe Evrokoda EN 1998 ne moraju da se uzimaju u obzir (slučajevi veoma niske seizmičnosti) može da se nađe u njenom Nacionalnom aneksu. Preporučuje se da se kao slučaj veoma niske seizmičnosti posmatra ili kada projektno ubrzanje tla ag za tlo tipa A nije veće od 0,04 g (0,39 m/s2) ili kada proizvod ag S nije veći od 0,05 g (0,49 m/s2). U slučajevima veoma niske seizmičnosti, odredbe Evrokoda EN 1998 ne moraju da se koriste.
1
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Stalna opterećenja - Sopstvena težina krovnog pokrivača gkp = 0,35 kN/m2 - Sopstvena težina fasadne obloge gfo = 0,35 kN/m2 Stalna opterećenja usled sopstvene težine konstruktivnih elemenata generišu se u softveru pomoću naredbe selfweiht. Uobičajeno je da se ovako generisano opterećenje uveća konstruktivnim faktorom koji je uobičajeno u opsegu od 10% do 20%.
2
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Analizaopterećenjasnegom EN1991-1-3:2003
Proračunopterećenjaodsneganakrov
Karakteristicnavrednostopterecenjaodsneganatlo: sk 1.0kN
m2
Koe icijentizlozenosti: Ce 1.0 tabela5.1
Termickikoe icijent: Ct 1.0 5.2. 8( )
Koe icijentoblikakrova: μ1 0.8 tabela5.2islika5.1
Opterecenjeodsneganakrov(pohorizontalnojprojekcijikrova)
s μ1 Ct Ce sk 0.8kN
m2
Dispozicijaopterecenjaodsneganadvovodnekrovoveprikazanajenaslici1.
Slika1.Dispozicijaopterecenjaodsnega
3
Iniverzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 - Analiza opterećenja
Dejstva Temperature EN 1991-1-5:2003
Maksimalna temperatura vazduha u hladu (leto): Tmax= +45°C Minimalna temperatura vazduha u hladu (zima): Tmin= -17°C Početna temperatura: T0= +10°C Temperatura vazduha u unutrašnjosti Tin
Sezona Temperatura Tin Leto T1 = +20°C Zima T2 = +25°C
Indikativne temperature za zgrade iznad nivoa tla Tout
Sezona Značajni faktor Temperatura Tout Leto Relativna
sposobnost upijanja, zavisna od boje površine
0.7 svetlo obojena površina
Tout = 45+2 = +47°C
Zima Tout =-17°C Prosečna temperatura konstrukcijskog elementa u unutrašnjosti objekta T
Sezona Temperatura T = (Tin + Tout) / 2 Leto T= (20+47)/2 = +33.5°C Zima T= (25-17)/2 = +4°C
Komponenta ravnomerne temperature konstrukcijskog elementa u unutrašnjosti objekta ΔTu
Sezona ΔTu=T-T0 Leto ΔTu = +23.5°C Zima ΔTu = -6°C
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Analizaopterećenjavetrom EN1991-1-4:2005Proračunudarnogpritiskavetra
Osnovnipodacioobjektu:
Visina h 9.2m
Sirina b 24m
Duzina d 48m
Osnovnipodaciovetruiterenu:
Fundamentalnaosnovnabrzinavetra vb.0 23m
s
Koe icijentpravcadelovanjavetra Cdir 1.0
Koe icijentsezonskogdelovanja Cseason 1.0
Parametrikategorijeterena(kategorijaII): z0 0.05m
zmin 2m
z0.II 0.05m tabela4.1
Koe icijenttopogra ijeterena c0 1.0
Referentnavisinaiznadterena z h 9.2m
Koe icijentturbulencije kI 1.0
Gustinavazduha ρ 1.25kg
m3
Osnovnabrzinavetra:
vb Cdir Cseason vb.0 1.0 1.0 23m
s 23.0
m
s
Koe icijentterena:
kr 0.19z0
z0.II
0.07
0.190
Koe icijenthrapavostiterena:
cr kr lnz
z0
0.991 za zmin z zmax 200m=
Srednja(prosecna)brzinavetra:
vm cr c0 vb 22.789m
s
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Intenzitetturbulencije:
Iv
kI
c0 lnz
z0
0.192 za zmin z zmax 200m=
Osnovnipritisakvetra:
qb1
2
ρ vb2 0.331
kN
m2
Udarnipritisakvetra:
qp 1 7 Iv 1
2
ρ vm2 0.760
kN
m2
Koe icijentispoljašnjegpritiskavetra(Cpe)
Koe icijentispoljašnjegpritiskazavertikalnezidove
Zaodređivanjespoljasnjegkoe icijentapritiskazavertikalnezidovezgradapravougaonogoblikavrsisepodelapovrsinanapetzonaA,B,C,D,E.Priodrđivanjuovihkoe icijenatabitnesusledecevelicine:
sirinanavetrenestraneb(dimenzijaupravnanavetar),visinaobjektah,duzinaobjektaupravcudelovanjavetrad.
Dejstvovetraupoprečnompravcu θ 0 °=( )
b 48m
d 24m
hp 9.2
e min b 2 h( ) 18.4m
hp
d0.383
1
m
Dejstvovetraupodužnompravcu θ 90 °=( )
b 24m
d 48m
hd 8m
e min b 2 h( ) 18.40m
hd
d0.167
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Zadejstvovetraupoduznompravcuusvajajusevrednostikoe icijentaspoljasnjeg
pritiskazavertikalnezidovezaodnosh
d0.25 .
Koe icijentispoljasnjegpritiskavetrazavertikalnezidoveprikazanisuutabeli1(tabela7.1EN1991-1-4).Zadejstvovetraupoprecnompravcuusvajajusevrednostizaodnoszonah/d=1.Rasporedzonazakoe icijentespoljasnjegpritiskavetrazavertikalnezidoveprikazanjenaslici1.
Tabela1.Koe icijentispoljasnjegpritiskavetraCpezavertikalnezidove
Zona A B C D E
h/d cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
5 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,8 +1,0 -0,7
1 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,8 +1,0 -0,5
0,25 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,7 +1,0 -0,3
Slika1:Podelavertikalnihzidovanazoneuosnovi
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Koe icijentispoljašnjegpritiskazadvovodnekrovove
Zaodređivanjespoljasnjegkoe icijentapritiskanadvovodnekrovove,krovnepovrsinesedelenapetzonaF,G,H,IiJ.Zapoprecnipravacvetra(θ 0 °= ),nanavetrenojstraniza
ugaonagibakrovaα=-5 °doα=+45 °pritisaksenaglomenjaizmeđupozitivnihinegativnih
vrednosti.KodtakvihkrovovarazmatrajusecetirislucajaukojimasenajveceinajmanjevrednostipritiskazapovrsineF,GiHkombinujusanajveciminajmanjimvrednostimazapovrsineJiI.Pritomenaistojpovrsininijedopustenomesanjepozitivnihinegativnihvrednosti.
Linearnainterpolacijazameđuvrednostiuglovanagibakrovamozedabudeprimenjenaizmeđuvrednostiistogznaka.Vrednostikojesujednake0.0,datesuradiinterpolacije.Nagibkrovneravnizahaluuovomprimerujeα=+5.7 °,aliselinearnainterpolacijaza
vrednostiizmeđuuglovaα=+5 °iα=+15 °necevrsiti,paseusvajajuvrednostispoljasnjeg
pritiskakrovazaugaoα=+5 °.Rasporedzonazadvovodnekrovovezadejstvovertraupoprecnomipoduznompravcuprikazanjenaslici2.
Slika2.Zonevetrazadvovodnekrovove
Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 – Analiza opterećenja
Dejstvovetraupoprečnompravcu θ 0 °=( )
Zadejstvovetraupoprecnompravcuusvajajusekoe icijentiprematabeli2(tabela7.4a-EN1991-1-4).
Tabela2.Koeficijenti spoljašnjeg pritiska vetra kod dvovodnih krovova za θ = 0 °
Ugao nagiba krova
Zona za pravac vetra = 0 F G H I J
cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
5O -1,7 -2,5 -1,2 -2,0 -0,6 -1,2
-0,6 +0,2
+0,0 +0,0 +0,0 -0,6
Dejstvovetraupodužnompravcu θ 90 °=( )
Zadejstvovetraupoduznompravcuusvajajusekoe icijentiprematabeli3(tabela7.4b-EN1991-1-4).
Tabela3.Koeficijenti spoljašnjeg pritiska vetra kod dvovodnih krovova za θ = 90 °
Ugao nagiba krova
Zona za pravac vetra = 90
F G H I
cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1
5O -1,6 -2,2 -1,3 -2,0 -0,7 -1,2 -0,6
Koe icijentiunutrašnjegpritiskavetra(Cpi)
Zakoe icijenteunutrasnjegpritiskavetrausvajajusesledecevrednosti:
Cpi=+0,2iCpi=-0,3.
Spoljašnji(unutrašnji)pritisak(sisanje)vetra(weiwi)
Spoljasnjiiunutrasnjipritisakvetradelujuistovremenoinemoguseodvojenorazmatrati.
we qp z( ) Cpe= wi qp z( ) Cpi=
Kaoprimer,navodesemaksimalnevrednostipritiskujucegisisucegdejstvavetranakrovizidove:
wz.max qp 0.8 0.3( ) 0.836kN
m2
wz.min qp 1.2 0.2( ) 1.064kN
m2
wk.max qp 0.2 0.3( ) 0.380kN
m2
wk.min qp 1.7 0.2( ) 1.445kN
m2
Iniverzitet u Beogradu Građevinski fakultet
Metalne konstrukcije u zgradarstvu
Zadatak 1.2 - Analiza opterećenja
Analiza opterećenja od krana (mostne dizalice) EN 1991-3:2006
Вертикално оптерећење: Nr1 Nr2 Nr3 Nr4 Rmax Stc 45.4 kN 48.1 kN - - Rmin Stc - - 8.2 kN 9.5 kN Rmax Dyn 51.0 kN 54.1 kN - -
Rmin Dyn - - 9.0 kN 10.6 kN
Хоризонтално оптерећење Инерцијалне силе (од покретања дизалице) HM1 = 1.6 kN HM2 = 8.9 kN Максимална подужна сила Kr = 1.2 kN Сила удара на одбојник Bf = 56 kN Силе услед закошења крана Контактна сила (S= HS2 + HS4) S = 17.0 kN Попречна сила трења услед косог кретања дизалице HS2 = 14.4 kN HS4 = 2.6 kN