Upload
truongdat
View
532
Download
32
Embed Size (px)
Citation preview
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 29
4. STATIČKI PRORAČUN STUBIŠTA
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 30
2
30°
33
13
3
2
16
28
15
31
215
33
123 224 162
115
115
4. Statički proračun stubišta
4.1. Stubišni krak
4.1.1. Analiza opterećenja
Slika 4.1. Tlocrt i poprečni presjek stubišnog kraka i podesta
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 31
Krakovi stubišta ponašaju se kao uzdužno nosive ploče, dok su podesti poprečno nosivi.
Proračun za takav sustav, koji je u nastavku primijenjen, nalazi se u knjizi Betonske konstrukcije –
riješeni primjeri; Radić i suradnici; Zagreb 2006. (str. 111-118.).
Stalno opterećenje:
Parket na nagaznoj površini:
nP P
0,31= 0,03 6,5 =
0,28
ad γ
a ......................... 0,22 kN/m2
Parket vertikale gazišta:
vP P
0,13= 0,02 6,5 =
0,28
bd γ
a ......................... 0,06 kN/m2
Estrih na nagaznoj površini stube: M M 0 03 21d , ......................................... 0,63 kN/m2
Žbuka vertikale gazišta: M M
0,16= 0,02 21=
0,28
bd γ
a ............................ 0,24 kN/m2
Stube: 0 16
252 2
b , ............................................. 2,00 kN/m2
AB ploča 15 cm: 0 15 25
=cos cos30
h ,
........................................... 4,33 kN/m2
Žbuka – podgled: M 0 02 18=
cos cos30
d ,
........................................... 0,42 kN/m2
Ukupno stalno………..……………...…………..…………………..………. kg 7,90 kN/m2
Korisno opterećenje:
Uporabno opterećenje za stubišta…….……………...…………………………….. 3,00 kN/m2
Ukupno korisno………..…………...…………..…………………..…..…… kq 3,00 kN/m2
U gornjim izrazima:
a
– širina stube
na
– širina nagazne površine
b
– visina stube
vb
– visina vertikale nagazne površine
h
– visina AB ploče
d
– debljine slojeva
– jedinične težine materijala
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 32
4.1.2. Statički proračun
4.1.2.1. Karakteristične vrijednosti momenata savijanja i poprečnih sila
Slika 4.2. Statička shema opterećenja stubišta
Karakteristične vrijednosti reakcija i poprečnih sila nad ležajem A:
kN/m9,21=3,19
3
621
2
24224297
=L
32==
p2SSk
g
k
g
k
,,,,
bLLg
VR
kN/m3,5=3,19
3
621
2
24224203
=L
32==
p2SSk
q
k
q
k
,,,,
bLLq
VR
Položaj maksimalnog momenta savijanja u polju (mjesto gdje je poprečna sila jednaka nuli):
Dijagram poprečne sile je horizontalan od oslonca do početka kraka (nema opterećenja). Položaj
nultočke određuje se od mjesta gdje počinje krak (dijagram poprečnih sila ima nagib).
m1,17=,21/7,99=/gg
kVx s obzirom na to da su stalno i korisno opterećenje na istom mjestu na
nosaču, položaj je proračunat za stalno opterećenje – isti rezultat bi se dobio za korisno i za
proračunsko opterećenje.
Udaljenost maksimalnog momenta savijanja od ležaja A: m5811713
231=x
3
p1,,
,b'x
g, q
A B
b =1,23P1 b =1,62P2L =2,24s
13bP1
13bP2
g, q
L=3,19
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 33
Karakteristične vrijednosti momenata savijanja u polju:
kNm/m9,14=2
1717,90-1,589,21=
2=
22
kg
k
g
k
,xg'xRM
kNm/m3,48=2
17103-1,583,5=
2=
22
kq
k
q
k
,,xq'xRM
4.1.2.2. Proračunske vrijednosti momenta savijanja i poprečne sile
Proračunska poprečna sila nad ležajem A:
kN/m6817535121935151351 q
k
g
kEd ,,,,,V,V,V
Proračunski moment savijanja u polju:
m/m56174835114935151351 q
k
g
kEd kN,,,,,M,M,M
4.1.3. Dimenzioniranje uzdužne armature
Materijal:
Beton: C20/25
( ck ck,cubeC f / f valjak/kocka)
cdf – proračunska čvrstoća betona
22
C
ckcccd kN/cm3331N/mm331301
51
2001 ,,,
,,
ff
Čelik: B500B
( yk tk 500 540f / f / )
ydf – proračunska granica popuštanja čelika
22
S
yk
yd kN/cm47843N/mm78434151
500,,
,
ff
Visina ploče stubišta: 15h cm
Zaštitni sloj betona (razred izloženosti XC1): 2 0c , cm
Udaljenost do težišta armature: 1 2 2 0 1 0 2 2 5d c / , , / , cm
Statička visina presjeka: 1 15 2 5 12 5d h d , , cm
Glavna armatura:
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 34
Bezdimenzijski moment savijanja:
296008403331512100
1756lim2
cd
2
EdEd ,,
,,fdb
M
Za Rd 0 085, očitano:
c -2,7 ‰ 0,119
s1 20,0 ‰ 0,953
Potrebna površina armature u polju:
/mcm393478435129530
1756 2
yd
Edreqs1, ,
,,,fd
MA
Razdjelna armatura:
2
s1,raz s1,prov0 2 0 2 3 93 0 79 cm /mA , A , , ,
Minimalna armatura za polje:
2
s1,min 0 0013 0 0013 100 12 5 1 63 cm /mA , b d , , , → mjerodavno
2ctms1,min
yk
2 20 26 0 26 100 12 5 1 43 cm /m
500
f ,A , b d , , ,
f
– gdje je ctmf vlačna čvrstoća betona
Maksimalna armatura za polje:
2
s1,max c0 040 0 040 100 15 60 0 cm /mA , A , ,
2
s1,max c0 022 0 022 100 15 33 0 cm /mA , A , ,
2cd
s1,max lim
yd
13 330 365 100 12 5 13 99 cm /m
434 78
f ,A b d , , ,
f ,
→ mjerodavno
– lim varira ovisno o razredu betona
Odabrana armatura mora biti veća od potrebne i mora se nalaziti u području između minimalne i
maksimalne armature: maxs1,provs1,mins1, AAA
Glavna armatura:
ODABRANO: 2 2
s1,prov s1,req10/20cm ( =3 93 cm /m) 3 39 cm /mA , A ,
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 35
Razdjelna armatura:
ODABRANO: /mcm790/m)cm012=( cm8/25 2
reqraz,s1,
2
provraz,s1, ,A,A
Napomena: Proračunatom armaturom za polje armira se i područje spoja podesta i kraka
stubišta.
Prema Hrvatskom nacionalnom dodatku za EN 1992-1-1 razmak glavne armature mora biti manji ili
jednak 1,5h = 1,515 = 22,5 cm i manji ili jednak 25 cm (uzima se manja vrijednost), a razmak
razdjelne armature mora biti manji ili jednak 3,0h = 3,015 = 45 cm i manji ili jednak 40 cm (uzima se
manja vrijednost).
4.1.4. Dimenzioniranje poprečne armature
– nosivost elementa na poprečne sile bez poprečne armature:
1 3
Rd,c Rd,c l ck 1 cp100/
V C k f k b d
Rd,c 0 18 1 5 0 12C , / , ,
200 200
1 1 2 26 2 0125
k , ,d
– d → statička visina u [mm]
2
s1,prov 3 93 cmA , – ploština vlačne armature u ploči po m'
s11
3 930 00314 0 02
100 12 5
A ,, ,
b d ,
1 0 15k ,
cp 0
1000 mmb
– širina ploče u vlačnom području
1 3
Rd,c Rd,c l ck 1 cp100/
V C k f k b d
1 3
Rd,c 0 12 2 00 100 0 00314 20 0 15 0 1000 125 55348 7 N 55 35 kN/
V , , , , , ,
– minimalna vrijednost za Rd,cV je:
3 2 1 2 3 2 1 2
min ck0 035 0 035 2 20 0 443/ / / /v , k f , ,
kN38,55N5537512510000443,0cp1minminc,Rd, dbkvV
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 36
– provjera:
kN38,55kN68,17 cRd,Ed VV
→ Nije potrebno proračunati poprečnu armaturu.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 37
2
30°
33
13
3
2
16
28
15
31
215
33
123 224 162
115
115
4.2. Podest
4.2.1. Analiza opterećenja
Slika 4.3. Tlocrt i poprečni presjek stubišnog kraka i podesta
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 38
Stalno opterećenje:
Parket na nagaznoj površini:
P P = 0,03 6,5 =d γ .…………...…………………… 0,20 kN/m2
Estrih: M M 0 03 21 0d , , ...……………………………. 0,63 kN/m2
Žbuka: M 0 02 18 0d , , ...………………………………0,36 kN/m2
AB ploča 15 cm: =0 15 25h , …..…………….……….…………. 3,75 kN/m2
Ukupno stalno………..……………...…………..…………………..………. kg 4,94 kN/m2
Korisno opterećenje:
Uporabno opterećenje za stubišta…….……………...…………………………….. 3,00 kN/m2
Ukupno korisno………..…………...…………..…………………..…..…… kq 3,00 kN/m2
4.2.2. Statički proračun
4.2.2.1. Karakteristične vrijednosti momenata savijanja i poprečnih sila
Proračunska duljina ploče podesta:
cmhLL 245152
12230
2
12p
– gdje je: L – duljina podesta (u smjeru nosivosti)
h – debljina ploče
Karakteristične vrijednosti reakcija i poprečnih sila nad ležajem:
kN/m33,57=31,232
2,45219+
2
2,454,94=
322==
p1
p
g
k,stub.pkg
k
g
k
,
b
LRLgVR
kN/m14,13=31,232
2,453,5+
2
2,453,00=
322==
p1
p
q
k,stub.pkq
k
q
k
b
LRLqVR
Karakteristične vrijednosti momenata savijanja u polju:
kNm/m20,56=31,238
2,459,21+
8
2,454,94=
388=
22
p1
2g
stub.k,
2
kg
k
pp
b
LRLgM
kNm/m8,66=31,238
2,453,5+
8
2,453,0=
388=
22
p1
2q
k,stub.
2
kq
k
pp
b
LRLqM
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 39
– gdje su: q
k,stub.
g
k,stub. ; RR ; q
k,stub.
g
k,stub. ;VV
– karakteristične reakcije i poprečne sile kraka stubišta
nad ležajem A
p1b – širina podesta
4.2.2.2. Proračunske vrijednosti momenta savijanja i poprečne sile
Proračunska poprečna sila nad ležajem:
kN/m5166131451573335151351 q
k
g
kEd ,,,,,V,V,V
Proračunski moment savijanja u polju:
kNm/m,,,,,M,M,M g
d 754066851562035151351 q
kkE
4.2.3. Dimenzioniranje uzdužne armature
Materijal:
Beton: C20/25
( ck ck,cubeC f / f valjak/kocka)
cdf – proračunska čvrstoća betona
22
C
ckcccd kN/cm3331N/mm3313
51
2001 ,,
,,
ff
Čelik: B500B
( yk tk 500 540f / f / )
ydf – proračunska granica popuštanja čelika
22
C
yk
yd kN/cm47843N/mm78434151
500,,
,
ff
Visina ploče stubišta: 15h cm
Zaštitni sloj betona (razred izloženosti XC1): 2 0c , cm
Udaljenost do težišta armature u polju podesta: 622210221 ,/,,/cd cm
Statička visina presjeka polja podesta: 41263151 ,,dhd cm
Udaljenost do težišta armature na ležaju podesta: 4,32/8,00,10,22/kr1 cd cm
Statička visina presjeka na ležaju podesta: 6,114,3151 dhd cm
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 40
Polje
Glavna armatura:
Bezdimenzijski moment savijanja:
296019903331412100
4075lim2
cd
2
EdEd ,,
,,fdb
M
Za 2000Rd , očitano:
c -3,5 ‰ 0,280
s1 9,0 ‰ 0,884
Potrebna površina armature u polju:
/mcm558478434128840
4075 2
yd
Edreqs1, ,
,,,fd
MA
Minimalna armatura za polje:
/mcm6114121000013000130 2
mins1, ,,,db,A → mjerodavno
/mcm421500
22412100260260 2
yk
ctmmins1, ,
,,,
f
fdb,A
Maksimalna armatura za polje:
2
s1,max c0 040 0 040 100 15 60 0 cm /mA , A , ,
2
s1,max c0 022 0 022 100 15 33 0 cm /mA , A , ,
/mcm8813
78434
33134121003650 2
yd
cdlimmaxs1, ,
,
,,,
f
fdbA
→ mjerodavno
Odabrana armatura mora biti veća od potrebne i mora se nalaziti u području između minimalne i
maksimalne armature: maxs1,provs1,mins1, AAA
Glavna armatura:
ODABRANO: /mcm558/m)cm429=( cm 2
reqs1,
2
provs1, ,A,A
Razdjelna armatura:
Razdjelna armatura je uzdužna armatura iz kraka stubišta cm .
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 41
Ležaj
Moment savijanja nad ležajem uzima se kao četvrtina momenta savijanja u polju.
Bezdimenzijski moment savijanja:
296,0057,0333,16,11100
407525,0lim2
cd2
EdEd
fdb
M
Za 0590Rd , očitano:
c -2,0 ‰ 0,091
s1 20,0 ‰ 0,966
Potrebna površina armature nad ležajem:
/mcm09,2478,436,11966,0
407525,0 2
y d
Edreqs1,
fd
MA
ODABRANO: /mcm09,2/m)cm51,2=( cm8 2reqs1,
2provs1, AA
4.2.4. Dimenzioniranje poprečne armature
– nosivost elementa na poprečne sile bez poprečne armature:
1 3
Rd,c Rd,c l ck 1 cp100/
V C k f k b d
Rd,c 0 18 1 5 0 12C , / , ,
0,231,2116
2001
2001
dk k = 2,0 – d → statička visina u [mm]
2
s1,prov 9 42 cmA , – ploština vlačne armature u ploči po m'
02,000812,06,11100
42,91s
1
db
A
1 0 15k ,
cp 0
1000 mmb
– širina ploče u vlačnom području
1 3
Rd,c Rd,c l ck 1 cp100/
V C k f k b d
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 42
kN50,70N705011161000015,02000812,010000,212,03/1
cRd, V
– minimalna vrijednost za Rd,cV je:
3 2 1 2 3 2 1 2
min ck0 035 0 035 2 20 0 443/ / / /v , k f , ,
kN39,51N5138811610000443,0cp1minminc,Rd, dbkvV
– nosivost:
kN50,70kN51,66 cRd,Ed VV
→ Nije potrebno proračunati poprečnu armaturu.
*Napomena: U nastavku je dana skica armiranja stubišta radi uvida u postavljanje proračunate
armature. Studenti nisu obavezni crtati armaturu stubišta.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET Ime i Prezime
ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE JMBAG
PROGRAM IZ KOLEGIJA BETONSKE I ZIDANE KONSTRUKCIJE 2 43
Sli
ka 4
.4.
Ski
ca a
rmir
an
ja s
tub
išta
1
2
10
/20
cm; L
=32
0 cm
; kom
=7
13
3
8/2
8 c
m;
L=
13
0 c
m;
kom
=8
4
5
6
56
10
/20
cm
; L
=2
32 c
m;
kom
=7
8
9
7
88 9
9
10
10
11
11
12
12
12
168
10
87
75
7
10/2
0 c
m;
L=16
2 cm
; kom
=7
1
0/2
0 c
m;
L=
23
7 c
m;
kom
=7
10
153
74
54
260
60
4
8/3
0 c
m;
L=
76
cm
; kom
=40
46
30
110
192
10
10
207
91
1
0/2
0 c
m;
L=
31
2 c
m;
kom
=7
1
0/2
0 c
m;
L=
30
8 c
m;
kom
=7
2
8/2
5 c
m;
L=
13
0 c
m;
kom
=11
10
10
10
10
110
110
1
2/1
2 c
m;
L=
23
0 c
m;
kom
=25
8
/20
cm
; L
=2
30
cm
; kom
=15
230
230
25 25
30
8
25
308
8
/20
cm
;L
=1
51
cm
;
ko
m=
14
8
/20 c
m
8
/20 c
m
1
0/2
0 c
m
1
0/2
0 c
m
1
2/1
2 c
m
1
0/2
0 c
m
1
0/2
0 c
m
8
/30 c
m
8
/25 c
m
8
/28 c
m
12
/12 c
m
10
/20 c
m
1
0/2
0 c
m
8
/20 c
m
8
/20 c
m