PROIECT METAL II
HALA INDUSTRIALA
Sa se proiecteze structura de rezistenta si inchideripentru o hala industriala avand o deschidere L si pedirectia transversala a cadrului structura are 5 travei egale cu T.
Dimensiunile structurii sunt: H 6 m:=
L 15 m:=
T 5 m:=
Imobilul este amplasat in localitatea Brasov
1. Evaluarea ncrcrilor
1.1 ncrcarea din zpad pe acoperi ( SR EN 1991-1-3-2005 )
ncrcarea dat de zpad pe acoperi, pentru situaii de proiectare permanente/tranzitoriise determin cu relaia:
S:= 1 Ce Ct Sk
n care: S - ncrcarea dat de zpad pe acoperi [kN/m2]
Sk - valoarea caracteristic a ncrcrii date de zpad pe sol [kN/m2]
1 - coeficient de form al ncrcrii date de zpad
Ce - coeficient de expunere
Ct - coeficient termic
Zona de amplasare a construciei:Cluj Napoca sk 1.5kN
m2
:=
10:=
1 0.8:=
2 0.8 0.8
30
+ 1.067=:=
3 0.5 1 0.4=:=
Ct 1.0:=
Valori recomandate ale coeficientului Ce pentru diferite topografii ale amplasamentului:
Topografie ce Expus a 0,8 Normal b 1,0
Adpostit c 1,2 a Topografie expus: zone ntinse de teren plat lipsit de adpostire sau cu adpostire limitat, creat de natura terenului, constructii nalte sau copaci. b Topografie normal: zone unde nu se produce o spulberare semnificativ a zpezii din actiunea vntului asupra constructiilor, datorit naturii terenului si prezentei altor constructii sau a copacilor. c Topografie adpostit: zone unde constructia analizat este mult mai joas dect terenul nconjurtor sau este nconjurat de copaci nalti si/sau constructii nalte.
Ce 1.0:=
n cazul in care avem acoperis cu dou pante si travee egala cu T 5 m:= rezulta
sk1 1 sk 1.2kN
m2
=:=
sk2 2 sk 1.6kN
m2
=:=
sk3 3 sk 0.6kN
m2
=:=
1.2 ncrcarea din vnt ( SR EN 1991-1-4-2006 )
Presiunea vntului la nltimea z deasupra terenului se determin curelaia:
w z( ) qref ce z( ) cp:= qref
unde :qref
-presiunea de referin a vntuliu
ce z( )-factor de expunere la nlimea z deasupraterenului
cp-coeficient aerodinamic de presiune cpe( pentru suprafee exterioare i cpi pentru suprafee
interioare )
Presiunea de referin
Presiunea de referin a vntului, mediat pe 10 minute, avnd 50 ani interval mediu de recuren ( 2% probabilitateanual de depire) se poate evalua n funcie de viteza de referin sau se poate prelua din Harta de zonare.
Harta de zonare a valorii fundamentale a vitezei de referin a vntului:
Zona de amplasare a construciei: Cluj Napoca qref 0.4kN
m2
:=
Factor de expunere
Factor de expunere ce z( ) este dat de relaia:
ce z( ) cg z( ) cr z( ) ct z( ):= cg
unde:
cg z( )-factor de rafal
cr z( )-factor de rugozitate
ct z( )-factor topografic
Pentru zon urban cu densitate redus de construcii, pentru o nlime deasupra terenului z 6 m:=
i considernd ct z( ) 1.0:= se obine:
ce z( ) 1.2:=
Coeficieni aerodinamici
Coeficienii aerodinamici depind de geometria i dimensiunile construciei, unghiul de atacal vntului, categoria de rugozitate a suprafeei terenului la baza construciei, etc.
Perei
hcldire 7.05 m:=
b 25 m:=
d 15 m:=
Coeficienii de presiune se stabilesc pentru diferite zone ale construciei funcie de:
raportul hcldire
b0.282=
e min b 2 hcldire, ( ) 14.1m=:=
cazul e
Pentru un cadru curent, coeficienii aerodinamici sunt:
cpeF 1.3:=
cpeG 1:=
cpeH 0.45:=
cpeI 0.5:=
cpeJ 0.6:=
Pentru qref 0.5kN
m2
:= i ce 1.2:=
se obin ncrcrile din vnt pentru un cadrucurent:
wD qref ce cpeD 0.422kN
m2
=:=
wE qref ce cpeE 0.183kN
m2
=:=
wF qref ce cpeF 0.78kN
m2
=:=
wG qref ce cpeG 0.6kN
m2
=:=
wH qref ce cpeH 0.27kN
m2
=:=
wI qref ce cpeI 0.3kN
m2
=:=
wJ qref ce cpeJ 0.36kN
m2
=:=
1.3 ncrcri permanente
Greutate panou sandwich gt 0.15kN
m2
:=
z 1.6kN
m2
:=Zapada cea mai defavorabila
Qmax gt 1.35 z 1.5+ 2.603kN
m2
=:=
lp 1.95 m:=
q Qmax lp 5.075kN
m=:=Incarcare pe ml de pana
Aleg pane profil Z200/2.5+2 capacitate portanta 5.61 kN/m
Greutate profile pe ml: Z200/2.5 G3 0.074kN
m:=
Incarcarea din greutate proprie qp
qp gt lp G3+ 0.367kN
m=:=
P qpT
2 0.916 kN=:=
2P 2 P 1.832 kN=:=2
Incarcarea din zapada Sk1
qp sk1 lp 2.34kN
m=:=
P qpT
2 5.85 kN=:=
2P 2 P 11.7 kN=:=2
Incarcarea din zapada Sk2
qp sk2 lp 3.12kN
m=:=
P qpT
2 7.8 kN=:=
2P 2 P 15.6 kN=:=2
Incarcarea din zapada Sk3
qp sk3 lp 1.17kN
m=:=
P qpT
2 2.925 kN=:=
2P 2 P 5.85 kN=:=2
Incarcarea din vant
Zona F
qp wF lp 1.521kN
m=:=
P qpT
2 3.803 kN=:=
2P 2 P 7.605 kN=:=2
Zona H
qp wH lp 0.526kN
m=:=
P qpT
2 1.316 kN=:=
2P 2 P 2.632 kN=:=2
Zona J
qp wJ lp 0.702kN
m=:=
P qpT
2 1.755 kN=:=
2P 2 P 3.51 kN=:=2
Zona I
qp wI lp 0.585kN
m=:=
P qpT
2 1.462 kN=:=
2.P 2 P 2.925 kN=:=2.
Zona D+E
qp wD wE+( ) T 3.028kN
m=:=
H V H V H V Alpha critic Delta h h
C1 23,93 60,4 43,02 67,66 66,95 128,06 392,101359 0,008 6
C2 0,74 30,91 28,01 41,28 28,75 72,19 298,690954 0,008 6
C3 20,4 71,02 39,49 45,36 59,89 116,38 385,955491 0,008 6
C4 1,73 38,34 25,54 25,67 27,27 64,01 319,520387 0,008 6
C5 20,4 38,1 39,49 78,28 59,89 116,38 385,955491 0,008 6
C6 1,73 15,29 25,54 48,72 27,27 64,01 319,520387 0,008 6
C7 28,93 18,23 1,66 7,86 30,59 26,09 879,359908 0,008 6
C8 48,37 80,8 48,37 80,8 96,74 161,6 448,97896 0,008 6
C9 44,84 90,7 44,84 57,78 89,68 148,48 452,990302 0,008 6
C10 44,84 57,78 44,84 90,7 89,68 148,48 452,990302 0,008 6
C11 5,97 9,88 5,97 9,88 11,94 19,76 453,188259 0,008 6
S1 S2 Total
Clasa de sectiune a stalpului
HEA 400 -> hst 390mm:= tf 19mm:=
bst 300mm:= dst 298mm:=
tw 11mm:= cst 117.5mm:=
Avz 57.33cm2
:= A 159cm2
:=
Otel S355 -> fy 355:=N
mm2
235
fy
0.814=:=
Inima
dst
tw
27.091=27.09 < 58.58 -> Clasa 1
72 58.58=
Talpa
cst
tf
6.184=
6.18 < 7.32 -> Clasa 1
9 7.323=
Verificare de rezistenta
Ved
Vpl.RD
1
Mo 1:=
VplRD. Avz
fy
Mo 3:=
Vpl.RD
57.33cm2355 10
2
N
cm2
Mo 31.175 10
3 kN=:=
Ved 44.84kN:=
Ved
Vpl.RD
0.038=
Npl.RD
159 102
mm2355
N
mm2
15.645 10
3 kN=:=
Ned
Npl.RD
0.016=
Lcr.y H 6m=:=
Iy 45070cm4
:=
Ncr.y
pi2E Iy
Lcr.y2
2.595 104
kN=:=
y1159 10
2 355( )
25950 103
0.466=:=
.y -> y-y -> tf < 40 mm -> curba de flambaj -> y 0.21:=
y 0.5 1 0.21 0.47 0.2( ) 0.472
+ 0.506=:=
y1
y y2
y12
++
0.837=:=
LT1
LT LT2
LT2
++
:=
LT
LT 0.5 1 LT LT LT.0( )+ LT2
+:= LT
C1 2.89:= 0.78:=
Iw 2942cm6
:=Wpl.y 2562 cm
3:=
It 189cm4
:=
Iz 8564 cm4
:=Lcr.LT 6 m:=
Gotel 81000N
mm2
:=E 210000
N
mm2
:=
Mcr. C1 pi2
EIz
Lcr.LT2
Iw
Iz
Lcr.LT2Gotel It
pi2E Iz
+ 2.512 103
kN m=:=
LT.1
Wpl.y fy
Mcr
:=Mcr
LT.1 25623550
2512 104
0.602=:=
LT 0.21:= LT.0 0.4:= 0.75:=
LT 0.5 1 LT LT.1 LT.0( )+ LT.12
+ 0.657=:=
Lt1
LT LT2
LT.12
++
0.669=:=
z1
z z2
Z2
++
:=
z
z 0.5 1 z z1 0.2( )+ z12
+:= z
Lcr.z 6m:=
Iz 8564 cm4
:=
Ncr.z
pi2E Iz
Lcr.z2
4.931 103
kN=:=
z1. Afy
Ncr.z
:=
z11590 3550( )
4931 103
1.07=:=
.z -> z-z -> tf < 40 mm -> caz B -> z 0.34:=
z 0.5 1 z z1 0.2( )+ z12
+ 1.22=:=
z1
z z2
z12
++
0.352=:=
min y z, ( ) 0.352=:=
8.Calculul lui k-yy si k-yz
Pentru k-yy
kyy cm cm.LTy
1Ned
Ncr.y
1
cyy
:= cm
Mz.ed este 0 rezulta b.LT=0
y
1Nmax.st
Ncr.y
1 y
Nmax.st
Ncr.y
0.999=:=
aLT 1It
Iy
:=
1It
Iy
0
aLT 0.996=
0 Lt 0.818=:=
0.2 C1
4
1Ned
Ncr.z
1Ned
Ncr.TF
Ncr.TF Ncr.T=
Ncr.TFA
I0
G Itpi2E Iw
Lcr.T2
+
:=I0
Iz 8564cm4
:=I0 Iy Iz+ y0
2z0
2+
A+:= y0
Iy 45070 cm4
=y0 0:= sectiune dubla simetrica
z0 0:= E 210000N
mm2
:=
I0 Iz Iy+ 53634 cm4
=:=
Iw 2946cm6
:=
Lcr.T 6m:= It 189cm4
:=
Ncr.TF
A
I0
Gotel Itpi2E Iw
Lcr.T2
+
4543.44 kN=:=
o.lim 0.2 C1
4
1Nmax.st
Ncr.z
1Nmax.st
Ncr.TF
0.337=:= mai mic decat o=0.77 rezulta
( )
cmy cmy.0 1 cmy0( )y aLT( )
1 y aLT++:= cmy.0
cmz cmz.0=
cm.LT cmy2
aLT
1Nmax.st
Ncr.z
1Nmax.st
Ncr.T
:= cmy 1
Wel.y 2311cm3
:=
y
Mmax.st
Nmax.st
A
Wel.y
9.797=:=
0.78:=
cmy.0 0.79 0.21 + 0.36 0.33( )Nmax.st
Ncr.y
+ 0.625=:=
cmy. cmy.0 1 cmy.0( )y aLT( )
1 y aLT++ 0.909=:=
cm.LT cmy.2
aLT
1Nmax.st
Ncr.z
1Nmax.st
Ncr.TF
0.839=:= este mai mic decat 1 rezulta
cm.LT 1:=
max max y z, ( ) 0.837=:=
wy
Wpl.y
Wel.y
1.109=:=
wy 1.5
npl
Nmax.st
NRk
M1
0.016=:=
bLT 0:=
cyy 1 wy 1+( ) 21.6 cmy.
2 max
wy
1.6 cmy.
2 max
2
wy
npl+ bLT 1.006=:=Wel.y
Wpl.y
0.902=
cyy
Wel.y
Wpl.y
kyy cmy. cm.LTy
1Nmax.st
Ncr.y
1
cyy
0.906=:=
Pentru k-zy
kzy cmy. cm.LTz
1Nmax.st
Ncr.z
1
czy
0.6wy
wz
:=z
z
1Nmax.st
Ncr.z
1 z
Nmax.st
Ncr.z
0.988=:=
Wpl.z 872.9cm2
:=
Wel.z 570.9cm2
:=
wz
Wpl.z
Wel.z
1.529=:= trebuie sa fie mai mic decat 1.50 rezulta se adopta wz 1.50:=
Mz.Ed 0= rezulta dLT 0:=
czy 1 wy 1+( ) 214 cmy.
2 max
2
wy5
npl+ dLT 0.904=:=
0.6wy
wz
Wel.z
Wpl.y
0.338=
czy 0.904= 0.338>
kzy cmy. cm.LTz
1Nmax.st
Ncr.z
1
czy
0.6wy
wz
0.522=:=
Verificare
Mmax.st 129.15kN m:= Naf 57.78kN:= Vaf 44.84kN:=
Nmax.st 90.70kN:= Maf 101.53kN m:= Vaf. 44.84kN:=
Nmax Maf
Nmax.st
y
NRk
M1
kyy
Maf
Lt
Mpl.RD
M1
+ 0.171= 0.17 11.
2.Nmax.st
y
NRk
M1
kzy
Maf
Lt
Mpl.RD
M1
+ 0.106= 0.10 1
Mmax Naf
1.Naf
y
NRk
M1
kyy
Mmax.st
Lt
Mpl.RD
M1
+ 0.205= 0.20 1
0.12 12.
Naf
y
NRk
M1
kzy
Mmax.st
Lt
Mpl.RD
M1
+ 0.123=