Mk-strucni 1.2 Analiza Djelovanja - Hala

GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTETKatedra za metalne i drvene konstrukcijejKolegij: OSNOVE METALNIH KONSTRUKCIJA

ANALIZA OPTEREĆENJA-INDUSTRIJSKA HALA

1

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

Potrebno je napraviti analizu opterećenja za predmetnu građevinu.

Hala se nalazi na području grada Splita. Tlocrtne dimnzije su 34,0 x 60,0 (m), a visina iznosi 9,05 (m). Krovna ploha je u odnosu na horizontalnu ravninu nagnuta pod kutom α = 3,53°, što je ekvivalentno padu od 6,18%.

Glavni nosivi sustav hale čini 11 ravninskih okvira raspona 34,0 (m) na međusobnom osnom razmaku od 6,0 (m). Na grede okvira se oslanjaju sekundarni krovni nosači (podrožnice) međusobnog osnog razmaka od 2,63 (m), a na stupove sekundarni bočni nosači razmaka 2,53 (m).

Ravninski okvir glavne nosive konstrukcije hale:

2

Prostorni prikaz glavnog nosivog sustava hale

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

Prostorni prikaz glavnog nosivog sustava hale.

Stabilizacija hale u smjeru okomitom na glavni nosivi sustav ostvarena je spregovima u krovnim (horizontalnim) i bočnim (zidnim) ravninama u krajnjim poljima (prvom i posljednjem)krajnjim poljima (prvom i posljednjem).

3

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

1. GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA (OKVIR)

1.1 Stalno opterećenje

1 1 1 Krovna ploha1.1.1 Krovna ploha

- sendvič paneli (aluminij) .....................................

- sekundarna konstrukcija i spregovi .....................

0,25

0,20

kN/m2

kN/m2

- instalacije ............................................................ 0,10 kN/m2 Σ = 0,55 kN/m2

l tit t ži t t ki klj č č l i- vlastita težina automatski uključena u računalni program

Gkp = 0,55 kN/m2 · 6,00 m = 3,30 kN/m'

4

1 2 P j ji opterećenje


1.2 Promjenjivo opterećenje1.2.1 Djelovanje snijega

s = µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

sk › karakteristična vrijednost opterećenja na tlu u (kN/m2)

sk = 0,80 kN/m2, za područje C (Split), od 100 do 200 m visine µi › koeficijent oblika za opterećenje snijegom

µi = 0,8 za nagib krova 0° < α < 15°, α = 3,54° Ce › koeficijent izloženosti; Ce = 1,0

Ct › toplinski koeficijent; Ct = 1,0p j ; ,

sk – isčitavamo iz tablice

5


12,αµ 21,αµ

µi – koeficijent oblika za opterećenje snijegom (ovisi o obliku i nagibu krova, te o rasporedu snijega na krovnoj plohi)

0,8== 21 µµ:1s Snijeg

1µ 22,αµ

11,α0,5µ

0,4=10,5 µ:2s Snijeg

α

11,αµ

21,αµ0,4=20,5 µ:3s Snijeg

1α 2α

s1 = µi · Ce · Ct · sk [kN/m2] s2 = 0,5 · µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

s1 = 0,8 · 1,0 · 1,0 · 0,80

s1 = 0,64 kN/m2

S1 = 0,64 kN/m2 · 6 m = 3,84 kN/m'

s2 = 0,5 · 0,8 · 1,0 · 1,0 · 0,80

s2 = 0,32 kN/m2

S2 = 0,32 kN/m2 · 6 m = 1,92 kN/m'

6


1.2.2 Djelovanje vjetra

Opterećenje vjetrom (okomito na površinu) definira se prema izrazu:

- pritisak na vanjske površine we = qref · ce(ze) · cpe [kN/m2] p j p q f ( ) p [ ]

- pritisak na unutarnje površine wi = qref · ci(zi) · cpi [kN/m2]

qref › referentni pritisak pri srednjoj brzini vjetra

( ) i ( ) k fi ij ti i l ž ti k ji i j b i i tce(ze) i ci(zi) › koeficijenti izloženosti koji uzimaju u obzir neravnine terena

ze i zi › referentne visine za lokalni ili unutarnji tlak

cpe i cpi › vanjski i unutarnji koeficijenti pritiska

7


refref vρq ⋅=2

ρ › gustoća zraka

Reretentni pritisak vjetra qref :

ρ g

ρ = 1,25 kg/m3

vref › referentna brzina dana je izrazom:

0,refALTTEMDIRref vcccv ⋅⋅⋅=

vref,0 = 35 m/s, za područje III (Split) , visina objekta 9,50 m

cDIR › koeficijent smjera vjetra; cDIR = 1.0

cTEM

cALT

as

›

›

›

koeficijent ovisan o godišnjem dobu;

koeficijent nadmorske visine;

nadmorska visina mjesta u (m);

cTEM = 1.0

cALT = 1 + 0.001· as

as = 200 m

cALT = 1 + 0.001 · 200

cALT = 1,2 42

2251

2

2

2

,⋅=

⋅=

ref

refref

q

vq ρ

vref = 1,0 · 1,0 · 1,2 · 35

vref = 42 m/s kN/m 101

N/m 511022

2

2

,

,

=

=

ref

ref

q

q

8


Određivanje koeficijenata izloženosti ce(ze) i ci(zi):

ce(ze) i ci(zi) = 2,0, za kategoriju zemljišta III, te visinu objekta h = 9,5 m

9


Određivanje koeficijenata vanjskog pritiska cpe:

Za krovove nagiba |α| < 4° (α = 3,53°) koeficijenti vanjskog pritiska se određuju kao

za ravne krovove na način da se krovna ploha podijeli na zone kako je to prikazano na slici.p p j j p

h

d

›

›

visina u sljemenu dvostrešnog krova

dubina građevine

h = 9,50 m

d = 34,0 m

e = min (b; 2h)

e = min (60,0; 19,0) (m)

b › širina građevine (površina izložena vjetru) b = 60,0 m

e = 19,0 m

10

Za d > e (34,0 > 19,0) i α = 3,53° (ravni krov) područja A,B,C,D,E,F,G,H i I određena su na slici.


( , , ) , ( ) p j , , , , , , ,

Fe/4e/2 = 9,50 m

e/4 = 4,75 m

/5 3 80e/5 = 3,80 m

e/10 = 1,90 m

D EHG ISmjervjetra

Fe/4

e

B CA

Koeficijenti vanjskog pritiska na halu s „ravnim“ krovom nagiba α = 3,53°

PODRUČJE A B C D E F G H I

cpe,10 –1,0 –0,8 –0,5 +0,8 –0,30 –1,8 –1,2 –0,7 ±0,2

11

p


Određivanje koeficijenata unutarnjeg pritiska cpi:

Koeficijenti cpi ovise o veličini i raspodjeli otvora na oblozi hale (fasada i krov). U

ovom primjeru nije definiran raspored i veličina otvora, zato se za vrijednost cpi usvaja

vrijednost iz starih normi.

j j j g p

vrijednost iz starih normi.

Unutrašnji koeficijent pritiska › cpi = ± 0,3

Pritisak vjetra na vanjske površine

we = qref · ce(ze) · cpe [kN/m2]

qref = 1,10 kN/m2, ce(ze) = 2,0

PODRUČJE A B C D E F G H I cpe,10 –1,0 –0,8 –0,5 +0,8 –0,30 –1,8 –1,2 –0,7 ±0,2

we (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 ±0,44

Pritisak vjetra na unutarnje površine

w = q · c (z ) · c [kN/m2]wi = qref · ci(zi) · cpi [kN/m ]

qref = 1,10 kN/m2, ci(zi) = 2,0

wi = 1,10 · 2,0 · ±0,3 = ±0,66 kN/m2

12


Rezultirajuće djelovanje vjetra

wk = we – wi [kN/m2]

Vjetar W1 pozitivni unutarnji pritisak (cpi = +0,3)

Wk = wk · L [kN/m'], L = 6,0 m, › razmak okvira

PODRUČJE A B C D E F G H IPODRUČJE A B C D E F G H Iwe (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 –0,44

wi (kN/m2) +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66 +0,66

wk (kN/m2) –2,86 –2,42 –1.76 +1,10 –1,32 –4,62 –3,30 –2,20 –1,10

( / ')Wk (kN/m') –17,16 –14,52 –10,56 +6,60 –7,92 –27,72 –19,80 –13,20 –6,60 Vjetar W2 negativni unutarnji pritisak (cpi = –0,3)

Wk = wk · L [kN/m'], L = 6,0 m, › razmak okvira

PODRUČJE A B C D E F G H I we (kN/m2) –2,20 –1,76 –1,10 +1,76 –0,66 –3,96 –2,64 –1,54 +0,44 wi (kN/m2) –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66 –0,66

(kN/ 2) 1 54 1 10 0 44 +2 42 0 00 3 30 1 98 0 88 +1 10wk (kN/m2) –1,54 –1,10 –0,44 +2,42 0,00 –3,30 –1,98 –0,88 +1,10

Wk (kN/m') –9,24 –6,60 –2,64 +14,52 0,00 –19,80 –11,88 –5,28 +6,60

13

Ž

ANALIZA OPTEREĆENJA – SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA

2. SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA (PODROŽNICA)

2.1 Stalno opterećenje - sendvič paneli (aluminij) ..................................... 0,25 kN/m2 p ( j)

- vlastita težina ......................................................

,

0,20 kN/m2 g = 0,45 kN/m2

G = g · l · cosα = 0 45 · 2 80 · cos 3 53° = 1 26 kN/m'Gz g l cosα 0,45 2,80 cos 3,53 1,26 kN/m

Gy = g · l · sinα = 0,45 · 2,80 · sin 3,53° = 0,08 kN/m'

l › razmak sekundarnih krovnih nosača, l = 2,80 m

2.2 Promjenjivo opterećenje

2.2.1 Djelovanje snijega

Sz = s · l · cosα = 0,64 · 2,80 · cos 3,53° = 1,79 kN/m'

Sy = s · l · sinα = 0,64 · 2,80 · sin 3,53° = 0,11 kN/m'

2.2.2 Djelovanje vjetra2.2.2 Djelovanje vjetra

Usisno djelovanje vjetra

wk = –2,20 kN/m2, za područje H

Wz = wk · l = –2 20 · 2 80 = –6 16 kN/m'

Tlačno djelovanje vjetra

wk = +1,10 kN/m2, za područje I

W = w · l = +1 10 · 2 80 = +3 08 kN/m'

14

Wz wk l 2,20 2,80 6,16 kN/m Wz = wk · l = +1,10 · 2,80 = +3,08 kN/m

Č

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA

3. BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA



Tlačno djelovanje vjetra

wk = +2 42 kN/m2 za područje Dwk = +2,42 kN/m , za područje D

Wz = wk · l = +2,42 · 2,60 = +6,29 kN/m'

15

ANALIZA OPTEREĆENJA – KROVNI VJETROVNI SPREG

4. KROVNI VJETROVNI SPREG



kN 19323131102101 ,,,,, =⋅⋅⋅=ZW

kN 963601681002101 ,,,,, =⋅⋅⋅=frW

( )frZQ WWP +⋅= γ

( ) ZZeerefZ AczcqW ⋅⋅⋅= › 113080 ,,, =+=+= pipeZ ccc

( ) frfreereffr AczcqW ⋅⋅⋅= › 10,=frc f

( ) kN 721039636193251 ,,,, =+⋅=P

kN 86512

721032

,,==

P

ffff f

2m 31321

2605509

21

2,,, =⋅⋅=⋅⋅= lhAZ › Zabatna površina

2m 0168605260

2,, =⋅=⋅= ldAfr

16

22

Č

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNI VJETROVNI SPREG

5. BOČNI (ZIDNI) VJETROVNI SPREG



Rk = 3,0 · P = 3,0 · 103,72 = 311,16 kN › reakcija rešetke krovnog sprega

17

Documents

Mk-strucni 1.2 Analiza Djelovanja - Hala