Płatew stalowa w fazie montażu
Spis treści
Płatew stalowa w fazie montażu. Przyjęcie elementów konstrukcyjnych, które będą przekazywały nam obciążenia z płyt obudowy hali i oddziaływań zewnętrznych na główne elementy konstrukcyjne czyli rygle i słupy. Płatew w fazie montażu i podstawowe wiadomości o płatwiach zostały opisane w poprzednim poradniku dobór płatwi stalowych.
Płatew – faza montażu
Poniżej schemat statyczny przyjęty do przeprowadzenia obliczeń statyki, czyli sił wewnętrznych w płatwi.
Wstępny dobór przekroju
Musimy wstępnie „na czuja” przyjąć jakiś przekrój, który następnie posłuży nam do sprawdzenia wszystkich warunków ze stanu granicznej nośności i jak zostaną te warunki spełnione to możemy pozostawić już ten przekrój, ale jeśli pozostaje bardzo duży zapas nośności również należy zmienić przekrój, ale w tym przypadku na mniejszy czyli tańszy.
Kombinacje obciążeń
Kombinacje podstawowe, oddziaływanie w kierunku Z:
Kombinacje podstawowe, oddziaływanie w kierunku Y:
{Q_{dy}} = 1.5*Q*sin\alpha = 1.5*1*\sin 8.5 = 0.22kN\\
{g_{dy}} = 1.35*q*\sin \alpha = 1.35*0.104*\sin 8.5 = 0.021\frac{{kN}}{m}Widok rygla z dwuteownika IPN120 umieszczonego na ryglu ramy stalowej. Rygiel będziemy wymiarować w kolejnych punktach.
Obliczenia statyczne
Oddziaływanie w kierunku Z:
Oddziaływanie w kierunku Y
Sprawdzenie klasy przekroju
Określenie klasy środnika ε = 0,92
Nośności na ścinanie
Warunek na miejscową utratę stateczności
\frac{{{h_w}}}{{{t_w}}} > \frac{{72\varepsilon }}{\eta }\frac{{12 - 2*0.63 - 2*0.7}}{{0.44}} = 21.23 \le 72\frac{{0.92}}{1} = 66.24Element nie jest narażony na utratę stateczności.
Sprawdzenie nośności na ścinanie w kierunku Z-Z
Pole powierzchni przekroju netto
{A_v} = A - 2*b*{t_f} + \left( {{t_w} + 2*r} \right)*{t_f} \ge \eta *{h_w}*{t_w}\\
{A_v} = 13.2 - 2*6.4*0.63 + \left( {0.44 + 2*0.7} \right)*0.63 \ge 1*9.34*0.44\\
{A_v} = 6.295 \ge 4.726\\
Nośność
{V_{c,Rd,z}} = \frac{{6.3*\left( {\frac{{27.5}}{{\sqrt 3 }}} \right)}}{1} = 100.03\;kN\\
Sprawdzenie warunku…
\frac{{{V_{z,Ed}}}}{{{V_{c,Rd,z}}}} = \frac{{1.09}}{{100.03}} = 0.01 < 1.0Warunek jest spełniony!
Sprawdzenie nośności na ścinanie w kierunku Y-Y
Pole powierzchni przekroju netto
{A_v} = A - {t_w}*{h_w} = 13.2 - 0.44*9.34 = 9.09\\
Nośność
{V_{c,Rd,y}} = \frac{{9.09*\left( {\frac{{27.5}}{{\sqrt 3 }}} \right)}}{1} = 144.32kN\\
Sprawdzenie warunku
\frac{{{V_{y,Ed}}}}{{{V_{c,Rd,y}}}} = \frac{{0.162}}{{144.32}} = 0.001 < 1.0Warunek spełniony!
Nośność na zginanie ze zwichrzeniem
Sprawdzenie nośności elementu dwukierunkowo zginanego z uwzględnieniem zwichrzenia.
Smukłość względna.
{\lambda _{LT,1}} = 0.045*\sqrt {\frac{{{l_o}*h}}{{b*{t_f}}}*\beta *\frac{{{f_d}}}{{235}}}
{\lambda _{LT,1}} = 0.045*\sqrt {\frac{{500*12}}{{6.4*0.63}}*1*\frac{{275}}{{235}}} \\
{\lambda _{LT,1}} = 1.88Parametr imperfekcji αLT
\frac{h}{b} = \frac{{120}}{{64}} = 1.88 \le 2.0Odczytany z EC3 z tablicy 6.3 – krzywa zwichrzenia „a”; parametr imperfekcji λLT = 0.21
Parametr krzywej niestateczności (zwichrzenia)
Stateczność belki
Sprawdzenie warunku stateczności belki.
\frac{n}{{{\lambda _i}}} + \frac{{{C_{my}}*my}}{{{\chi _{LT}}}} + {C_{mz}}*mz \le 1 - {\Delta _0}\\
\frac{n}{{{\lambda _i}}} = 0\\
my = \frac{{{M_{y.Ed}}}}{{{M_{c,Rd,y}}}} = \frac{{2.281}}{{16.7}} = 0.137\\
mz = \frac{{{M_{z,Ed}}}}{{{M_{c,Rd,z}}}} = \frac{{0.341}}{{3.73}} = 0.09\\
{C_{my}} = {C_{mz}} = 0.9\\
{\Delta _0} = 0.1 + 0.2*\left( {{W_i} - 1} \right)\\
{W_y} = \frac{{{W_{pl,y}}}}{{{W_{el,y}}}} = \frac{{60.7}}{{50.3}} = 1.21\\
{W_z} = \frac{{{W_{pl,z}}}}{{{W_{el,z}}}} = \frac{{13.6}}{{8.68}} = 1.57\\
{0.1 + 0.2*\left( {1.21 - 1} \right) = 0.142}\\
{0.1 + 0.2*\left( {1.57 - 1} \right) = 0.214}\\
\frac{{0.9*0.137}}{{0.25}} + 0.9*0.09 = 0.641 \le 1 - 0.214 = 0.786Warunek spełniony!
Płatwie w fazie montażu spełniają wszystkie stawiane przed nimi warunki, a więc przyjęty dwuteownik równoległościenny IPE120, który wstępnie przyjęliśmy może pozostać, ale musi jeszcze spełnić wszystkie warunki nośności w fazie eksploatacji. Już teraz serdecznie zapraszam do kolejnego poradnika, w którym sprawdzimy warunki stanu granicznej nośności w materiale o nazwie płatew w fazie eksploatacji.
