Podstrona referencje

Referencja nr 1.

Do przedstawienia sposobu obliczeń na ogólnych danych przyjęto obciążenie belki B1 jako obciążenie ciągłe, równomiernie rozłożone o wartości „q”. W obliczeniach uwzględniono reakcje belki B1 o wartości V(B1) przekazywanej na rygle R1, reakcje rygla R1 o wartości V(R1) przekazywanej na słupy, natomiast reakcje belek B2 (styk nr 3) pominięto jako nieistotne w tym rozważaniu.

Szkic nr 1
przedstawia rzut fragmentu stropu stalowego ze stykami montażowymi, płaszczyznami
belek i stężeń i płaszczyznami ram.

Szkic nr 2
przedstawia detale konstrukcyjne (1 i 2) styków montażowych belki B1 z ryglem R1 (nr 1),
rygla R1 ze słupem stalowym (nr2), belki B2 ze słupem stalowym (nr3).

Szic nr 3
przedstawia schemat statyczny stropu przy standardowym rozwiązaniu z zaznaczonymi
reakcjami i odległościami styków montażowych.

Szic nr 4
przedstawia tzw. schemat statyczny sprowadzony do styków montażowych przy
standardowym rozwiązaniu z zaznaczonymi reakcjami w stykach montażowych
(uwzględnione momenty zginające w stykach od reakcji podporowych).

Szic nr 5
przedstawia schemat statyczny stropu przy niestandardowym rozwiązaniu z zaznaczonymi
reakcjami i odległościami styków montażowych – różnica względem szkicu nr3 polega na
tym, że reakcja belki B1 znajduje się w styku a nie w osi rygla R1 (rygiel R1 jest dodatkowo
skręcany momentem skręcającym V(B1)*e1.

Szic nr 6
przedstawia tzw. schemat statyczny sprowadzony do styków montażowych nr2 i do osi rygla
R1 przy niestandardowym rozwiązaniu z zaznaczonymi reakcjami od sił skupionych,
momentów zginających i skręcających.

Rozwiązanie standardowe.

W tym rozwiązaniu wszystkie styki (nr1, nr2, nr3) powinny być czołowe sprężone. Styki nr 2 i nr 3 posiadają blachy czołowe odpowiedniej grubości, przy czym styk nr 3 jest tu pomijany jako nieistotny. Newralgicznym stykiem jest styk nr1. W standardowym podejściu reakcja V(B1) belki B1 o rozpiętości obliczeniowej „b” przyłożona jest w osi rygla R1, co oznacza że w styku nr1 oddalonym od osi rygla R1 o mimośród e1 występuje siła tnąca o wartości V(B1) oraz moment zginający o wartości Mg(B1) = V(B1)*e1. Dla konkretnych wartości V(B1) i Mg(B1), zgodnie z tablicami Dastverbindungen grubość blachy czołowej powinna wynosić t1 = 20 mm. Sprawdzający miał słuszność zarzucając (poddając w wątpliwość) konstrukcję tego styku jako nieprawidłową. Laik zapyta, a niby dlaczego, cóż takiego się stanie. A dlatego, że styk ten ma zachowany stan graniczny nośności ze względu na ścinanie przy grubości blachy 10 mm (ścinanie samych śrub klasy 10 i docisk śrub do materiału blachy), natomiast grubość blachy 20 mm jest potrzebna ze względu na zginanie, gdyż dla grubości blachy 10 mm stan graniczny nośności zostanie przekroczony, co z kolei oznacza, że blacha 10 mm zwyczajnie się wygnie (przejdzie w stan plastyczności – naprężenia podobne jak w stanie sprężystym lecz duże przemieszczenia), a jeśli blacha czołowa się wygnie, to belka B1 w miejscu styku nr1 dozna obrotu wokół osi poziomej, czyli zapracuje tak, jakby w miejscu tego styku był przegub. I tak się praktycznie stanie. W miejscu styku wytworzy się przegub, tyle że nie czysty a tzw. plastyczny a belka B1 dozna obrotu w tym styku.

Rozwiązanie niestandardowe.

Jeżeli w styku nr 1 wytworzy się przegub, to zmieni się nieco schemat statyczny układu: belka B1 i rygiel R1. Belka B1 będzie miała rozpiętość obliczeniową = (b-2*e1) a rygiel R1 będzie posiadał wspornik o długości e1 w osi belki B1. Wspornik ten będzie obciążony na jego końcu (w miejscu styku nr 1) tylko pionową siłą skupioną jaką będzie reakcja belki B1 o wartości V(B1). Obciążenie końca wspornika momentem nie nastąpi, ponieważ w przegubie moment zginający ma wartość zerową, a występują w nim tylko siły poprzeczne (tnące) i ewentualnie osiowe.
W taki sposób uzasadniłem problem sprawdzającemu sprawdzając na konkretnych wartościach dla niestandardowego schematu statycznego stany graniczne nośności:

belki B1
bez sprawdzenia gdyż rozpiętość obliczeniowa (b-2*e1) < b a więc moment zginający dla
schematu niestandardowego = q*(b-2*e1)2/8 jest mniejszy od momentu dla schematu
standardowego = q*b2/8.

rygla R1
od zginania reakcją V(B1) belki B1 i od skręcania momentem skręcającym Ms(B1).

styku nr 2
od ścinania reakcją V(R1), zginania momentem Mg(R1) i skręcania momentem Rs(B1).

słupa stalowego
od ściskania reakcją V(R1) i momentem skręcającym Rs(B1) będącym reakcją momentu skręcającego Ms(B1) na slupie.

Ponieważ profile słupów (HE 500B) i rygli (HE360B) posiadały dość duże sztywności, obliczony na konkretnych wartościach wpływ nośności ze względu skręcania na rygle R1 i slupy stalowe wynosił około 1,5 % więc był praktycznie pomijalnie mały, sposób obliczeń całkowicie zgodny z zasadami mechaniki budowli a sprawdzający był profesjonalistą w zakresie mechaniki budowli więc sprawa została pozytywnie załatwiona.