Top Banner
GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET Katedra za metalne i drvene konstrukcije Kolegij: OSNOVE DRVENIH KONSTRUKCIJA ANALIZA OPTEREĆENJA- INDUSTRIJSKA HALA 1
17

Analiza Opterecenja Hala

Jan 22, 2016

Download

Documents

Ako Bogda

Analiza opterecenja
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Analiza Opterecenja Hala

GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET

Katedra za metalne i drvene konstrukcije Kolegij: OSNOVE DRVENIH KONSTRUKCIJA

ANALIZA OPTEREĆENJA-

INDUSTRIJSKA HALA

1

Page 2: Analiza Opterecenja Hala

2

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:

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

Page 3: Analiza Opterecenja Hala

3

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).

Prostorni prikaz glavnog nosivog sustava hale.

OPIS KONSTRUKCIJE HALE

Page 4: Analiza Opterecenja Hala

4

1. GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA (OKVIR)

1.1 Stalno opterećenje

1.1.1 Krovna ploha

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

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

- instalacije ............................................................

0,25

0,20

0,10

kN/m2

kN/m2

kN/m2

Σ = 0,55 kN/m2

- vlastita težina automatski uključena u računalni program

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 5: Analiza Opterecenja Hala

5

1.2 Promjenjivo opterećenje

1.2.1 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 = 1,0

sk – isčitavamo iz tablice

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 6: Analiza Opterecenja Hala

6

1α 2α

12,αμ21,αμ

11,αμ 22,αμ

11,α0,5μ

21,αμ

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

0,821 μμ

0,410,5μ

0,420,5μ

:1s Snijeg

:2s Snijeg

:3s Snijeg

s1 = 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 · µi · Ce · Ct · sk [kN/m2]

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'

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 7: Analiza Opterecenja Hala

7

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]

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

qref → referentni pritisak pri srednjoj brzini vjetra

ce(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

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 8: Analiza Opterecenja Hala

8

Proračun referentnog pritiska vjetra;

refref vρ

q2

ρ → gustoća zraka

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

cTEM

cALT

as

koeficijent smjera vjetra;

koeficijent ovisan o godišnjem dobu;

koeficijent nadmorske visine;

nadmorska visina mjesta u (m);

cDIR = 1.0

cTEM = 1.0

cALT = 1 + 0.001· as

as = 200 m

cALT = 1 + 0.001 · 200

cALT = 1,2

vref = 1,0 · 1,0 · 1,2 · 35

vref = 42 m/s

kN/m 101

N/m 51102

422

251

2

2

2

2

2

,

,

,

ref

ref

ref

refref

q

q

q

vq

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Reretentni pritisak vjetra qref :

Proračun referentnog pritiska vjetra;

refref vρ

q2

ρ → gustoća zraka

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

cTEM

cALT

as

koeficijent smjera vjetra;

koeficijent ovisan o godišnjem dobu;

koeficijent nadmorske visine;

nadmorska visina mjesta u (m);

cDIR = 1.0

cTEM = 1.0

cALT = 1 + 0.001· as

as = 200 m

Page 9: Analiza Opterecenja Hala

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

9

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 10: Analiza Opterecenja Hala

Određivanje koeficijenata vanjskog pritiska cpe:

10

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.

h

d

b

visina u sljemenu dvostrešnog krova

dubina građevine

širina građevine (površina izložena vjetru)

h = 9,50 m

d = 34,0 m

b = 60,0 m

e = min (b; 2h)

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

e = 19,0 m

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 11: Analiza Opterecenja Hala

11

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.

D EH

F

F

G ISmjer

vjetra

e/4

e/4

B CA

e/2 = 9,50 m

e/4 = 4,75 m

e/5 = 3,80 m

e/10 = 1,90 m

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 12: Analiza Opterecenja Hala

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

12

Određivanje koeficijenata unutarnjeg pritiska;

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.

Unutrašnji koeficijent pritiska → cpi = ± 0,3

Pritisak vjetra na unutarnje površine

wi = qref · ci(zi) · cpi [kN/m2]

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

wi = 1,10 · 2,0 · ±0,3 = ±0,66 kN/m2

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Određivanje koeficijenata unutarnjeg pritiska cpi:

Page 13: Analiza Opterecenja Hala

13

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 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

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

wk (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

ANALIZA OPTEREĆENJA – GLAVNA NOSIVA KONSTRUKCIJA

Page 14: Analiza Opterecenja Hala

14

2. SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA (PODROŽNICA)

2.1 Stalno opterećenje

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

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

0,25

0,20

kN/m2

kN/m2

g = 0,45 kN/m2

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 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

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

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

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – SEKUNDARNA KONSTRUKCIJA

Page 15: Analiza Opterecenja Hala

15

3. BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA

3.1 Promjenjivo opterećenje

3.1.1 Djelovanje vjetra

Tlačno djelovanje vjetra

wk = +2,42 kN/m2, za područje D

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNA ZIDNA KONSTRUKCIJA

Page 16: Analiza Opterecenja Hala

16

4. KROVNI VJETROVNI SPREG

4.1 Promjenjivo opterećenje

4.1.1 Djelovanje vjetra

kN 19323131102101 ,,,,,ZW

kN 963601681002101 ,,,,,frW

kN 721039636193251 ,,,,P

kN 86512

72103

2,

,P

frZQ WWP

ZZeerefZ AczcqW → 113080 ,,,pipeZ ccc

frfreereffr AczcqW → 10,frc

2m 3132

1

2

605509

2

1

2,

,,lhAZ → Zabatna površina

2m 01686052

60

2,,l

dA fr

ANALIZA OPTEREĆENJA – KROVNI VJETROVNI SPREG

Page 17: Analiza Opterecenja Hala

17

5. BOČNI (ZIDNI) VJETROVNI SPREG

5.1 Promjenjivo opterećenje

5.1.1 Djelovanje vjetra

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

ANALIZA OPTEREĆENJA – BOČNI VJETROVNI SPREG