trietaŽni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m · 3.2.3 lastna teža montažne betonske plo...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Srečko Mernik

TRIETAŽNI JEKLENI POSLOVNI OBJEKT TLORISA 21 x 35 M

Diplomsko delo

Maribor, junij 2013

I

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija www.fg.um.si

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa

TRIETAŽNI JEKLENI POSLOVNI OBJEKT TLORISA 21 x 35 m

Študent: Srečko Mernik

Študijski program: Visokošolski strokovni, Gradbeništvo

Smer: Operativno-konstrukcijska

Mentor:

Somentor:

red. prof. dr. Stojan Kravanja

doc. dr. Tomaž Žula

Maribor, april 2013

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju prof. dr. Stojanu Kravanji in somentorju doc. dr. Tomažu Žuli za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.

IV

TRIETAŽNI JEKLENI POSLOVNI OBJEKT TLORISA 21 x 35 M

Ključne besede: gradbeništvo, jeklene konstrukcije, dimenzioniranje, hala. UDK: 624.014.2(043.2)

Povzetek Namen diplomskega dela je statična in dinamična analiza jeklene hale. Dimenzije hale so 35,0 m x 21,0 m, višina pa je 12,50 m. Izračun je bil izveden na podlagi znanih dimenzij jeklene hale. Kvaliteta jekla je S 355, uporabljeni so profili 1. in 2. razreda kompaktnosti. Za medetažno konstrukcijo so uporabljene prefabricirane montažne plošče. Dimenzionirali smo jekleno konstrukcijo in temelje. Temelj ima dimenzije 2,0 m x 2,0 m, in je zgrajen iz armature S 500 ter armiranega betona C 25/30. V izračunu smo upoštevali obtežbe snega, vetra in potresa po predpisih SIST EN 1990-1998.

V

THREE-STOREY BUSINESS STEEL BUILDING 21 x 35 M

Keywords: civil engineering, steel structures, dimensioning, hall.

UDK: 624.014.2(043.2)

Abstract

The purpose of the thesis is static and dynamic analysis of a steel hall. The hall’s dimensions are 35,0 m x 21,0 m with the height of 12,50 m. The calculation was based on the known dimensions of the steel hall. The quality of steel is S 355, the profiles used are of the 1st and 2nd class compactness. Prefabricated mounting plates are used for floor constructions. Steel construction and foundations were being dimensioned, the latter of 2,0 m x 2,0 m, built from reinforced concrete C 25/30 and reinforcement S 500. According to the regulations BS EN 1990-1998, snow load, wind and earthquake were taken into account at the calculations.

VI

VSEBINA

1 UVOD ...................................................................................................................... 1

2 TEORETIČNI DEL ............................................................................................... 2

2.1 SPLOŠNO O MONTAŽNIH JEKLENIH OBJEKTIH .................................... 2

2.2 SESTAVNI DELI JEKLENEGA OBJEKTA ................................................... 2

2.3 PREDNOSTI JEKLENIH OBJEKTOV ........................................................... 6

2.4 POŽARNA ZAŠČITA IN KOROZIJA JEKLENIH OBJEKTOV ................... 9

3 ZASNOVA KONSTRUKCIJE ............................................................................ 10

3.1 ANALIZA OBTEŽB ...................................................................................... 15

3.2 STALNA TEŽA ............................................................................................. 15

3.2.1 Stalna teža – streha .................................................................................... 15

3.2.2 Stalna teža – fasada .................................................................................... 15

3.2.3 Lastna teža montažne betonske plošče in estriha ....................................... 15

3.2.4 Koristna obtežba ........................................................................................ 16

3.3 OBTEŽBA SNEGA ........................................................................................ 16

3.4 OBTEŽBA VETRA ........................................................................................ 17

3.5 POTRESNA OBTEŽBA ................................................................................ 24

4 DIMENZIONIRANJE ......................................................................................... 28

4.1 DIMENZIONIRANJE HALE ........................................................................ 28

4.2 DIMENZIONIRANJE FASADNEGA NOSILCA ......................................... 38

4.3 DIMENZIONIRANJE FASADNEGA STEBRA ........................................... 41

4.3.1 Kontrola nosilnosti prečnega prereza ........................................................ 42

4.4 DIMENZIONIRANJE STREŠNE LEGE ....................................................... 48


4.5 DIMENZIONIRANJE STREŠNEGA NOSILCA .......................................... 55


4.6 DIMENZIONIRANJE NOSILCA .................................................................. 62


4.7 DIMENZIONIRANJE STEBRA .................................................................... 70

VII

4.8 DIMENZIONIRANJE HOP 18/18/1,5 ........................................................... 78

4.9 DIMENZIONIRANJE MEJNEGA STANJA UPORABNOSTI .................... 80

4.9.1 DEFORMACIJE STREŠNEGA NOSILCA HEA 200.................................. 80

4.9.2 DEFORMACIJE NOSILCA HEA 320 ........................................................ 81

4.9.3 DEFORMACIJE STEBRA HEA 340 .......................................................... 82

5 TEMELJI .............................................................................................................. 83

5.1 ČAŠA TEMELJA ........................................................................................... 83

5.2 TEMELJ ......................................................................................................... 85

6 SPOJI ..................................................................................................................... 88

6.1 SPOJ NOSILEC STREHE HEA 200 IN STEBER HEA 340 ......................... 88

6.2 SPOJ STREŠNIH NOSILCEV HEA 200 ....................................................... 92

6.3 SPOJ STEBER HEA 340 IN NOSILEC HEA 320 ......................................... 96

7 REZULTATI ....................................................................................................... 101

8 SKLEP ................................................................................................................. 102

9 VIRI IN LITERATURA .................................................................................... 103

10 PRILOGE ............................................................................................................ 104

10.1 SEZNAM SLIK ............................................................................................ 104

10.2 SEZNAM TABEL ........................................................................................ 106

10.3 NASLOV ŠTUDENTA ................................................................................ 107

10.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS ........................................................................... 107

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI

A - površina prereza

E - modul elestičnosti

F - sila

G - strižni modul

I - vztrajnostni moment

L - dolžina

M - upogibni moment prečnega prereza � - osna sila � - reakcija � - spremenljiv vpliv � - prečna sila

W - odpornostni moment prečnega prereza

a - razdalja, debelina zvara

b - širina

d - premer � - ekscentričnost, razmik vijakov

g - teža ℎ - višina

i - vztrajnostni radij � - koeficient, togost � - dolžina - masa - tlak, koristna obtežba

r - radij

s - sneg, razmik med luknjama

q - spremenljiva obtežba � - debelina

u - pomik � - stojina, veter

IX

- kot � - koeficient uklonske dolžine � - delni varnostni faktor � - upogibek, pomik � - deformacija � - vitkost � - koeficient obtežbe snega � - gostota

σ - normalna napetost � - redukcijski faktor pri uklonu

Av - površina strižnega prereza

Aeff - površina sodelujočega prečnega prereza

Anet - površina neto prečnega prereza �� - prerez stojine �� - premer luknje ��,� - razdalja med vijaki �� - meja plastičnosti jekla �� - natezna trdnost jekla �� - meja plastičnosti vijaka ! - potresna sila ! ,"# - bočna nosilnost vijaka !$,"# - strižna nosilnost vijaka !�,"# - projektna nosilnost zvara

h - višina jeklenega profila

i - vztrajnostni radij

kyy - interakcijski faktor ��% - interakcijski faktor �%� - interakcijski faktor �%% - interakcijski faktor

It - torzijski vztrajnostni moment pri neovirani torziji

Iw - torzijski vztrajnostni moment pri ovirani torziji

X

�&# - projektna vrednost osne sile �"# - projektna osna nosilnost �"' - karakteristična vrednost osne tlačne nosilnosti �(,"# - projektna vrednost natezne nosilnosti �)*,"# - projektna plastična osna nosilnost bruto prereza �+, - elastična kritična sila za relevantni način uklona �+,"# - projektna nosilnost prečnega prereza -�,&# - projektna vrednost upogibnega momenta, os y-y -%,&# - projektna vrednost upogibnega momenta, os z-z -�,"# - projektna upogibna nosilnost, os y-y -%,"# - projektna upogibna nosilnost, os z-z - ,"# - projektna upogibna nosilnost pri bočni zvrnitvi -+,"# - projektna upogibna nosilnost za upogib okoli ene glavnih osi prereza -.,"# - projektna upogibna nosilnost zmanjšana zaradi vpliva prečnih sil -/,"# - projektna upogibna nosilnost zmanjšana zaradi vpliva osnih sil -�,"' - karakteristična vrednost upogibne nosilnosti, os y-y -%,"' - karakteristična vrednost upogibne nosilnosti, os z-z -+, - elastični kritični moment bočne zvrnitve

S - faktor tal

TB(s) - spodnja meja nihajnega časa na območju spektra, kjer ima spektralni

pospešek konstantno vrednost

TC(s) - zgornja meja nihajnega časa na območju spektra, kjer ima spektralni

pospešek konstantno vrednost

TD(s) - vrednost nihajnega časa, pri katerem se začne območje konstantne

vrednosti spektralnega pomika 01 - projektni pospešek tal

cdir - smerni faktor 23456 - faktor izpostavljenosti

cseason - faktor letnega časa 2)3 - koeficient zunanjega tlaka 7 - faktor obnašanja

XI

7 - osnovni tlak vetra 7)4536 - največji tlak pri sunkih vetra

sk - karakteristična obtežba snega na tleh

vb - osnovna hitrost vetra

vb,0 - temeljna vrednost osnovne hitrosti vetra 53 - referenčna višina za zunanji tlak

µ1 - oblikovni koeficient obtežbe snega � - gostota zraka (1,25 kg/m3) �&# - projektna vrednost prečne sile �+,"# - projektna strižna nosilnost �)*,"# - projektna plastična strižna nosilnost 8)* - plastični odpornostni moment

XII

UPORABLJENE KRATICE

C - beton

S - jeklo

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 1

1 UVOD

V okviru diplomskega dela smo izvedli statično in dinamično analizo ter dimenzioniranje jeklene hale. Dolžina hale je 35,0 m, širina 21,0 m, izvedena z medetažnima konstrukcijama iz prefabriciranih montažnih plošč. Višina hale je 12,00 m, v slemenu pa 12,50 m. Hala se nahaja na območju Maribora, z nadmorsko višino 275m. S temi informacijami določimo obtežbo vetra in snega. Podatki, ki jih potrebujemo za obtežbo vetra smo določili po standardu SIST EN 1991-1-4. Na enak način smo določili obtežbo snega, le da smo uporabili standard SIST EN 1991-1-3.

Za izvedbo hale smo v celoti uporabili jekleni material S355. Streha je dvokapnica s prečnim naklonom 3°. Temelji hale so točkovni iz betona C25/30.

Prečni okviri hale so razpona 35,0 m, togo vpeti v temelje. Razmak med okvirji je 7,0 m. Za montažne spoje smo uporabili čelne plošče ter jih spojili s prednapetimi vijaki kvalitete 10.9. Dvoslojne aluminijaste trapezne pločevine sestavljajo fasadno konstrukcijo. Statična analiza konstrukcije je izvedena s programom za analizo konstrukcije Tower 6.0 (demo verzija) po teoriji II. reda.


2 TEORETIČNI DEL

2.1 SPLOŠNO O MONTAŽNIH JEKLENIH OBJEKTIH

Sodoben način življenja in poslovanja zahteva fleksibilno in sodobno gradnjo, prenove, razširitve in dograditve obstoječih objektov. Industrijski objekti se dandanes ne gradijo več na klasičen način. V gradbeništvu se uporablja vse več montažnih jeklenih konstrukcij. Na takšen način se ne gradijo le industrijski, temveč tudi trgovski, poslovni, športni, zabaviščni in skladiščni objekti.

Gradnja jeklenih objektov je zelo enostavna in hitra. Ker so jeklene konstrukcije precej lažje od betonskih, je priprava temeljev hitrejša in enostavnejša. Jeklene konstrukcije izdelajo v zaprtih tovarniških dvoranah, to pomeni, da gradnja ni izpostavljena različnim vremenskim vplivom. Sestavijo jo na izbranem terenu in nato nadaljujejo z gradnjo fasadnih in strešnih elementov. Ena od dobrih lastnosti je, da obstaja enostavna možnost dograjevajna in spreminjanja tlorisov. Vzdrževanje jeklenih montažnih objektov je enostavno, imajo dolgo življenjsko dobo, poceni sta demontaža in razgradnja, obstaja možnost vnovične uporabe.

2.2 SESTAVNI DELI JEKLENEGA OBJEKTA

Jeklene objekte sestavljajo nosilni konstrukcijski elementi, sklopi pri oblikovanju in izvedbi zunanjosti ter notranjosti zgradbe. Vsaka jeklena hala je sestavljena iz osnovne primarne in sekundarne konstrukcije.

Primarno konstrukcijo sestavljajo nosilni okvirji in stabilizacijski sistemi, ki zagotavljajo stabilnost objekta na način, da prenašajo obremenitve na armiranobetonske temelje.

Primarno konstrukcijo sestavljajo:

- glavni okvir, - vmesni okvir, - zavetrovanje oziroma stabilizacijska povezja, - drugi stabilizacijski sistemi, - etažna konstrukcija, - konzola za žerjavno progo, - žerjavna proga.


Glavni in vmesni okvirji

Okvirji so izdelani iz vroče valjanih I profilov kakovosti materiala S235 do S355. Zaradi optimiranja konstrukcije, so strešni nosilci običajno ojačani z vutami. Za premagovanje velikih razponov valjani profili niso več racionalni, zato se uporabljajo varjeni profili ali palični strešni nosilci. Za privlačno arhitekturno rešitev je možno uporabiti cevne profile. Spoji in stiki vijačne izvedbe omogočajo kvalitetno izvedbo in hitro montažo. Tipsko zasnovani detajli omogočajo enostavno in racionalno rešitev.

Medetažna konstrukcija

Možne so naslednje izvedbe:

- klasične monolitne AB plošče, - predfabricirane prednapete AB votle plošče, - klasične monolitne AB plošče ob uporabi HI-Bond pločevine (ni potrebno opaženje), - sovprežni etažni sistem (sodobna in racionalna rešitev etažnih konstrukcij).

Zavetrovanja in ostala stabilizacijska povezja

Zagotavljajo vzdolžno stabilnost objekta in se nahajajo v fasadnih in strešnih poljih. Vrsta in lokacija sistema sta odvisni od obremenitev in arhitektskih zahtev. V večini se uporablja tipiziran sistem z zategami iz okroglih jekel z napenjalkami. Individualni sistemi se uporabljajo le v izrednih primernih.

Na pripravljeno osnovno konstrukcijo se postavi sekundarna konstrukcija. Sekundarna konstrukcija je sestavljena iz strešne in fasadne podkonstrukcije.


Detajli primarne konstrukcije

Slika 2.1: Momentni spoj stebra in strešnega okvirja

Slika 2.2: Spoj strešne in fasadne lege (podkonstrukcije), bočno podpiranje


Slika 2.3: Momentni spoj primarnih nosilcev


Slika 2.4: Anatomija jeklene konstrukcije

2.3 PREDNOSTI JEKLENIH OBJEKTOV

Zelo velik delež industrijskih in večetažnih objektov je izveden iz jeklene zasnove. Večetažne konstrukcije imajo številne prednosti pred ostalimi konstrukcijami klasičnih gradenj. Prednosti so:

Tehnične prednosti:

- majhna teža, - trdnost materiala, - sistemske rešitve, - protipotresna gradnja,


- enostavno kombiniranje z drugimi materiali, - enostavna vizualna kontrola izdelave in montaže, - kakovostne projektantske rešitve.

Ekonomske prednosti:

- manjši temelji, - suha gradnja, - hitra in enostavna gradnja, - dobro razmerje med težo konstrukcije in nosilnostjo, - enostavna napeljava inštalacij, - možnost enostavnega spreminjanja in dograjevanja, - dolga življenjska doba in enostavno vzdrževanje, - poceni demontaža in razgradnja.

Estetske prednosti:

- velika svoboda izražanja projektantov in arhitektov, - večji razponi, - odprti tlorisi, - prosojnost in vitkost konstrukcij.

Okoljske prednosti:

- manjša obremenjenost okolja pri transportu in pri vgradnji, - reciklaža in okolju prijazen material.

Jeklena konstrukcija ima v primerjavi z betonsko konstrukcijo zelo malo lastno težo. Ta prednost nam omogoča, da dele konstrukcije, ki so izdelani v tovarni, dostavimo na gradbišče s transportnimi sredstvi. To dejstvo omogoča optimalni potek gradbišča.


Slika 2.5: Majhna lastna teža jeklene konstrukcije

Slika 2.6: Svoboda izražanja arhitektov


Slika 2.7: Reciklaža jekla

2.4 POŽARNA ZAŠČITA IN KOROZIJA JEKLENIH OBJEKTOV

Izdelava in montaža objektov na osnovi jeklene konstrukcije je razširjena po vsem svetu in tudi pri nas. Najpogostejši pomisleki, ki se porajajo pri nepoznavalcih v zvezi z uporabo jekla, so vezani na požarno odpornost in na korozijo tega materiala. Vendar strokovnjaki že dolgo uporabljajo sistemske rešitve antikorozijske zaščite. Z razvojem sodobnega požarnega inžinirstva so ti pomisleki vedno bolj neupravičeni.


3 ZASNOVA KONSTRUKCIJE

Slika 3.1: 3-D hala


Slika 3.2: Tloris hale


Slika 3.3: Tloris ostrešja


Slika 3.4: Vzdolžni okvir

Slika 3.5: Glavni okvir


3.1 ANALIZA OBTEŽB

Lastna teža jeklene konstrukcije je zajeta v izračunu s podano gostoto materiala ρ = 7850 kg/m3 za jeklo in zemeljskim pospeškom g = 9.81 m/s2.

3.2 STALNA TEŽA

3.2.1 Stalna teža – streha

Lastna teža kritine: 0,28 kN/m2

Lege: 0,12 kN/m2 Oprema: 0,20 kN/m2 0,60 kN/m2

3.2.2 Stalna teža – fasada

Lastna teža fasade: 0,30 kN/m2 Podkonstrukcija: 0,20 kN/m2 0,50 kN/m2

3.2.3 Lastna teža montažne betonske plošče in estriha

Lastna teža plošče (15 cm): 3,75 kN/m2 Lastna teža estriha (4 cm), tlaka: 1,05 kN/m2 4,80 kN/m2


Slika 3.6: Delitev obtežbe na stranske in glavne okvirje

3.2.4 Koristna obtežba

q = 5,0 kN/m2

3.3 OBTEŽBA SNEGA

Območje Maribora spada v cono A. Nadmorska višina je 275 m. Naklon strehe je α = 3°. 9' : 1,293 ?1 @ A BC�DE�F (4.1)

Sk = 1,478 kN/m2

µ1 = µ2 = 0,8 9 : μ� ∙ CJ ∙ CK ∙ sM, (4.2)

kjer so:

µ1 - oblikovni koeficient obtežbe snega,

sk - karakteristična obtežba snega na tleh,

Ce - koeficient izpostavljenosti,

Ct - toplotni koeficient.


Ce = 1 (Običajen teren: ravne površine, kjer veter ne prenaša snega na objektih, ker so

zaščiteni zaradi terena, drugih objektov ali dreves.)

Ct = 1 9 : 0,8 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,478 : 1,18��/�

Obtežni primeri: s1 = 1,18 kN/m2 s2L = 0,59 kN/m2 s2L = 1,18 kN/m2 s2L = 1,18 kN/m2 s2L = 0,59 kN/m2

Slika 3.7: Obtežba snega

3.4 OBTEŽBA VETRA

Območje Maribora spada v vetrno cono A. Referenčna hitrost vetra:

Vref = 20,0 m/s

Tlak vetra na zunanje ploskve

Tlak vetra na zunanje ploskve se izračuna po izrazu: wJ : qV4zJ6 ∙ cVJ, (4.3) kjer so: qV4zJ6 - največji tlak pri sunkih vetra, zJ - referenčna višina za zunanji tlak, cVJ - koeficient zunanjega tlaka.


Slika 3.8: Referenčna višina ze v odvisnosti od h in b. 7)456 : 23456 ∙ 7 : 1,7 ∙ 0,25 : 0,43��/� (4.4)

23456 : Z[4%6Z\ (4.5)

7 : 0,5 ∙ � ∙ ] � : 0,5 ∙ 1,25 ∙ 20,0� : 0,25��/�, Kjer so: cJ4z6 - faktor izpostavljenosti, q^ - osnovni tlak vetra, ρ - gostota zraka (1,25 kg/m3), ] : 2#`, ∙ 2a3bacd ∙ ] ,� : 1,0 ∙ 1,0 ∙ 20,0 : 20,0/9,

vb - osnovna hitrost vetra,

vb,0 - temeljna vrednost osnovne hitrosti vetra,

cdir - smerni faktor,

cseason - faktor letnega časa.

Višina objekta: 12,52 m

Kategorija terena: III. kategorija

Odčitano z grafa: Ce(z) = 1,70

Koeficient zunanjega tlaka cpe dobimo iz naslednjih pogojev: 2)3 : 2)3,� � e 1,0�

2)3 : 2)3,� f g2)3,� f 2)3,��h�ij�� 1,0� e � e 10,0�

2)3 : 2)3,�� k 10,0�

Upoštevamo pogoj� k 10,0� in dobimo 2)3 : 2)3,��.


Iz preglednice (SIST EN 1991-1-4, str. 31, preglednica 7.1) dobimo naslednje vrednosti:

Tabela 3.1: vrednosti koeficientov zunanjega tlaka

Področje A B C D E 2)3,�� -1,2 -0,8 -0,5 0,8 -0,5

V primeru, ko veter piha na vzdolžno steno objekta velja: � : minop, 2�q : mino35,25.04q : 25,04 � s �

Slika 3.9: Razdelitev sten na področja wJ : qV4zJ6 ∙ cVJ

Tabela 3.2: Vrednosti koeficientov zunanjega tlaka

Območje cVJ,�� We[kN/m2]

A -1,2 -0,52

B -0,8 -0,34

D 0,8 0,34

E -0,5 -0,22


V primeru, ko veter piha pravokotno na čelno steno objekta, velja: � : minop, 2�q : mino21,25.04q : 21 � : �

Slika 3.10: Razdelitev sten na področja

wJ : qV4zJ6 ∙ cVJ


Območje cVJ,�� we[kN/m2]

A -1,2 -0,52

B -0,8 -0,34

D 0,8 0,34

E -0,5 -0,22


Veter na streho:

Slika 3.11: Razdelitev ravne strehe na področja

Iz preglednice (SIST EN 1991-1-4, str. 33, preglednica 7.2) dobimo naslednje vrednosti:


Področje F G H I 2)3,�� -1,8 -1,2 -0,7 ±0,2


Veter pravokotno na vzdolžno streho:

Slika 3.12: Razdelitev ravne strehe na področja (veter pravokotno na vzdolžno fasado)


Območje 2)3,�� we[kN/m2]

F -1,8 -0,77

G -1,2 -0,52

H -0,7 -0,30

I ±0,2 ±0,09


Veter pravokotno na čelno steno:

Slika 3.13: Razdelitev ravne strehe na področja (veter na čelno fasado)


Območje 2)3,�� we[kN/m2]

F -1,8 -0,77

G -1,2 -0,52

H -0,7 -0,30

I ±0,2 ±0,09

Notranje delovanje vetra

wJ : qV4zJ6 ∙ cVt 0,43 ∙ 0,2 : 0,09��/� 0,43 ∙ 4f0,36 : f0,13��/�

� : ∑i]všxy0i�v�xyy050]��vyxxy9�v0y9�x�9�v0y��, �z�vz�2)3 e 0,0∑i]všxy0]9��i�v�xy


(4.6)

Po SIST EN 1991-1-4: 2005, str. 45, opomba 2:

Kjer ni mogoče ali ni smiselno določiti µ za posamezen primer, se za cpi privzame

neugodnejša vrednost med +0,2 in -0,3.

3.5 POTRESNA OBTEŽBA

Za izračun potresne sile je uporabljena metoda projektnega spektra po SIST EN 1998-1: 2006.

Slika 3.14: Potresna nevarnost Slovenije – projektni pospešek tal

Projektni pospešek tal za Maribor znaša 0,10 m/s2.

Tabela 3.7: Teže etaž vzdolžnih okvirjev

etaža mi [kg] 1 1720,00 2 20990,00 3 25120,00

Skupaj: 47830,00


Tabela 3.8: Teža etaž glavnih okvirjev

etaža mi [kg] 1 11640,00 2 28920,00 3 32730,00

Skupaj: 73290,00 Pri določanju projektnega potresnega vpliva je potrebno upoštevati mase, ki so povezane z vsemi težnostnimi silami, ki so vključene v naslednji kombinaciji vplivov (SIST EN 1998-1: 2006, 3.2.4): ∑{',| +∑}&,` ∙ �',` (4.7) Lastno težo konstrukcije dobimo iz programa Tower-3D Model Builder 6.0 Demo. upoštevamo pa tudi stalno težo strehe in stalno težo fasade. Modalno analizo smo naredili s pomočjo programa Tower-3D Model Builder 6.0 Demo. Dobili smo naslednje frekvence in nihajne čase: �� : 0,639�5 → �� : 1,5629 …vzdolžni okvir �� = 0,708�5 → �� = 1,4139 …glavni okvir

Za objekt predpostavimo, da se nahaja na tleh tipa B. Iz SIST EN 1998-1: 2006, preglednica 3.2, dobimo: � = 1,2 ��496 = 0,15 ��496 = 0,5 ��496 = 2,0 pri čemer so:

S - faktor tal, TB(s) - spodnja meja nihajnega časa na območju spektra, kjer ima spektralni pospešek konstantno vrednost, TC(s) - zgornja meja nihajnega časa na območju spektra, kjer ima spektralni pospešek konstantno vrednost, TD(s) - vrednost nihajnega časa, pri katerem se začne območje konstantne vrednosti spektralnega pomika.

Projektni spekter Sd(T) je opredeljen kot (SIST EN 1998-1: 2006, 3.2.2.5): Vzdolžni okvir: �#4�6 = 01 ∙ � ∙ �,�Z ∙ �� = 1,0 ∙ 1,2 ∙ �,��,� ∙ �,��,�� = 0,241 (4.8)


Glavni okvir:

�#4�6 : 01 ∙ � ∙ �,�Z ∙ �� : 1,0 ∙ 1,2 ∙ �,��,� ∙ �,��,�� = 0,266 (4.9)

kjer so: 01 - projektni pospešek tal, 01 = 0,1 · j = 1,0 �a�

S - faktor tal, 7 - faktor obnašanja. Celotna prečna sila Fb je določena z enačbo (SIST EN 1998-1: 2006, 4.3.3.2.2): Vzdolžni okvir: ! : �#4�6 ∙ ∙ � : 0,24 ∙ 47830�j ∙ 1,0 = 11,50��, (4.10) kjer so: �#4�6 - ordinata v projektnem spektru pri nihajnem času T, - celotna masa stavbe nad temelji, � - korekcijski faktor. Glavni okvir: ! = �#4�6 ∙ ∙ � = 0,266 ∙ 73290�j ∙ 1,0 = 19,49�� (4.11) Vodoravne sile (SIST EN 1998-1: 2006, 4.3.3.2.3): !̀ = ! ∙ %�∙��∑%�∙�� , (4.12)

kjer so: ` , | - mase, 5` , 5| - kota mas mi in mj nad nivojem delovanja potresnega vpliva.

Izračun vodoravnih sil je opravljen s pomočjo Excela. Sile na vzdolžni okvir:

Tabela 3.9: Sile na vzdolžni okvir

ETAŽA m [kg] H [m] m·H 5` ∙ `∑5` ∙ ` !̀ �� 3 1720 12 20640 0,057 0,65 2 20990 9 188910 0,524 6,03 1 25120 6 150720 0,418 4,18

∑5` ∙ ` = 360270


Sile na glavni okvir:

Tabela 3.10: Sile na glavni okvir

ETAŽA m [kg] H [m] m·H 5` ∙ `∑5` ∙ ` !̀ �� 3 11640 12,50 145500 0,241 4,70 2 28920 9 260280 0,432 8,42 1 32730 6 196380 0,326 6,35

∑5` ∙ ` = 360270


4 DIMENZIONIRANJE

4.1 DIMENZIONIRANJE HALE

Halo smo dimenzionirali s pomočjo računalniškega programa Tower 6.0 (demo verzija), ki upošteva teorijo drugega reda.

Obtežni primeri glavnega okvirja:

Slika 4.1: Lastna teža konstrukcije


Slika 4.2: Koristna obtežba, celoten objekt

Slika 4.3: Koristna obtežba, leva stran objekta


Slika 4.4: Koristna obtežba, desna stran objekta

Slika 4.5: Koristna obtežba, sredina objekta


Slika 4.6: Koristna obtežba, desno in sredina objekta

Slika 4.7: Koristna obtežba levo in sredina objekta


Slika 4.8: Sneg, celoten objekt

Slika 4.9: Sneg, leva stran


Slika 4.10: Sneg, desna stran

Slika 4.11: Veter vzdolž vzdolžnega okvirja ( tlak )


Slika 4.12: Veter vzdolž vzdolžnega okvirja ( srk )

Slika 4.13: Notranje delovanje vetra podtlak


Slika 4.14: Notranje delovanje vetra nadtlak

Slika 4.15: Potres


Obtežni primeri vzdolžnega okvirja:

Slika 4.16: Lastna teža konstrukcije

Slika 4.17: Koristna obtežba, celoten objekt


Slika 4.18: Koristna obtežba, levo, sredina, desno

Slika 4.19: Koristna obtežba, vmesni razpon

Slika 4.20: Potres


4.2 DIMENZIONIRANJE FASADNEGA NOSILCA

Slika 4.21: Fasadni nosilec

IPE 100

� : 100 �� : 1712�

p : 55 8� : 34,22�

�� : 5,7 x� : 4,072

�� : 4,1 �% : 15,92�

v : 7 8% : 5,82�

� : 74 x% : 1,242

� : 10,32� 8)*,� : 39,42�

8)*,% : 9,12�

�( : 1,202�

�� : 3512�

��,&# : f1,70��

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 39 �%,&# : 4,77��

-�,&# : 3,34��

-%,&# : f1,19��

Kontrola kompaktnosti

Pasnica

+(� e 9�

+(� : \�� ,(� : �� ,�� C��,C�� : 3,24 e 9� : 7,29

→1. razred kompaktnosti

Stojina

#(� e 72�

C��,� : 18,05 < 72 · 0,81 = 58,32


4.2.1 Kontrola nosilnosti prečnega prereza

Po SIST EN 1993-1-1: 2005 se lahko nosilnost prečnega prereza preveri z linearnim

seštevanjem količnikov izkoriščenosti posameznih rezultant napetosti.

Kontrola strižne nosilnosti prereza

Kadar je prečna sila manjša od 50 % plastične strižne nosilnosti, se njen vpliv na upogibno

nosilnost zanemari.

��,&# = −1,70��

�%,&# = 4,77��

SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (1)P

Projektna vrednost prečne sile VEd mora v vsakem prečnem prerezu izpolniti pogoj:


.��.�, � ≤ 1,0

Vc,Rd - projektna strižna nosilnost Plastična nosilnost SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (2)

�)*,"# : B¡¢�£√¥¦§¨©

AV - površina strižnega prereza

Za vročevaljane I- in H-profile, kjer je obtežba vzporedna stojini, velja (SIST EN

1993-1-1, Točka 6.2.6 (3)):

�$ : max ¬A − 2bt° + 4t± + 2r6t°ηh±t±

�$,% : max ¬5,06cm�4,75cm�

�$,� : 2p�� : 2 ∙ 5,52 ∙ 0,572 : 6,27cm�

�)*,%,"# : �,��µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� : 103,74��

�)*,�,"# = �,�Cµ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� = 128,51��

1,70�� ≤ 128,51�� 4,77�� ≤ 103,74��

Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. »£,��»£, � + »¼,��»¼, � ≤ 1,0

-�,"# = -)*,�,"# = ½[¾,£∙�£§¨© = �¿,�+�¥∙��,�'//+��,� = 13,98�� -%,"# = -)*,%,"# = ½[¾,¼∙�£§¨© = ¿,�+�¥∙��,�'//+��,� = 3,23��

�,��,¿D+ �,�¿�,�� = 0,61 ≤ 1,0

Nosilec je bočno pridržan s fasadnimi ploščami, zato ni nevarnosti bočnega uklona.


4.3 DIMENZIONIRANJE FASADNEGA STEBRA

Slika 4.22: Fasadni steber

IPE 120

� : 120 �� : 3182�

p : 64 8� : 532�

�� : 6,3 x� : 4,902

�� : 4,4 �% : 27,72�

v : 7 8% : 8,72�

� : 93 x% : 1,452

� : 13,22� 8)*,� : 60,82�

8)*,% : 13,62�

�( : 1,742�

�� : 8902�

�&# : f9,97��

�%,&# : 5,90��

-�,&# : 5,15��



Pasnica

+(� e 10�

+(� : \�� ,(� : ��©�� ,�� C��,�� : 8,06 e 10� : 8,1


Stojina

: �� ?1 + /��#∙(�∙(�F = �� À1 + ¿,¿C'/¿,�+�∙�,�+�∙��,�'//+��Á = 0,51

= 0,51 > 0,5

#(� = ¿��,�� = 21,13 < �¿�Â��Ã�� = �¿�∙�,D��∙�,�� = 56,97



Po SIST EN 1993-1-1: 2005 se lahko nosilnost prečnega prereza preveri z linearnim seštevanjem količnikov izkoriščenosti posameznih rezultant napetosti.


Kadar je prečna sila manjša od 50 % plastične strižne nosilnosti, se njen vpliv na upogibno nosilnost zanemari.

�%,&# = 5,90��

SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (1)P Projektna vrednost prečne sile VEd mora v vsakem prečnem prerezu izpolniti pogoj: .��.�, � ≤ 1,0



�)*,"# : B¡¢�£√¥¦§¨©


Za vročevaljane I- in H-profile, kjer je obtežba vzporedna stojini, velja (SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (3)): �$ : max ¬A − 2bt° + 4t± + 2r6t°ηh±t±

�$,% : max ¬6,29cm�5,92cm�

�)*,%,"# : �,�¿µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� : 128,92��

5,90�� ≤ 128,92�� Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. /��/ � + »£,��»£, � ≤ 1,0

�"# = B∙�£§¨© = ��,�+��∙��,�'//+��,� = 468,60�� -�,"# = -)*,�,"# = ½[¾,£∙�£§¨© = ��,D+�¥∙��,�'//+��,� = 21,58��

¿,¿C��D,��+ ��,D��,�D = 0,66 ≤ 1,0

Stabilnost Uklonska nosilnost /��/\, � ≤ 1,0

� ,"# = Ä∙B∙�£§¨�

� = �ФÆÇФ��È�

Ф = 0,5 À1 + g� − 0,2h + ��Á

� = È�È�

�` = É�Ê,�`�

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 44 �� : 93,9� : 76,06 Ë�,� : 6002 Ë�,% : 6002 x� : 4,902 x% : 1,452

�� = 122,45 → �� = 1,61 → �vx]Ì�z00 → = 0,21 �% = 413,79 → �% = 5,44 → �vx]Ì�z0p → = 0,34

Izbira uklonske krivulje: ℎp = 12064 = 1,87 > 1,2

�� = 6,3 ≤ 40

Ф� = 0,5�1 + 0,2141,61 − 0,26 + 1,61�� = 1,94 Ф% = 0,5�1 + 0,3445,44 − 0,26 + 5,44�� = 16,18

�� = 11,94 + Í1,94� − 1,61� = 0,33

�% = 116,18 + Í16,18� − 5,44� = 0,03

� ,�,"# = 0,33 ∙ 13,22� ∙ 35,5��/2�1,0 = 154,64��

� ,%,"# = 0,03 ∙ 13,22� ∙ 35,5��/2�1,0 = 14,99��

� ,�,"# = xyÎ� ,�,"#, � ,%,"#Ï = � ,%,"# = 14,99��

�&# = 9,97�� ≤ � ,"# = 14,99��

Kontrola bočne zvrnitve »��»\, � ≤ 1,0

- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨�

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 45 �É� = �

ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ�

ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á

�É� = Ç½[¾,£∙�£»�Ê ,

Kjer so: �É�,� = 0,4, � = 0,75, Ó = 21000��/2�, { = 8076,92��/2�, � = 1,0, �� = 1,0, �% = 27,72�, �( = 1,742�, �� = 8902�, Ë = 6002, Ô� = 1,77.

Določitev uklonske krivulje pri kontroli bočne zvrnitve

Õ : �� : 1,87 < 2,0

�vič�]0�z0yx�v�v�5Õ = �� = 1,87 < 2,0 × → uklonska krivulja b

É� = 0,34 �É�,� = 0,4 � = 0,75

-+, = Ô� Ø'ÉÇÓ�%{�( + Ø�&Ù�&Ù¼4'�É6� = 8,53��

�É� = Ç½[¾,£∙�£»�Ê = 1,5906 → ip9�0z0y�]0vyi9�pičy�5]vyx�]�


ФÉ� : 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á = 1,6512

�É� = xyÚÛÜÛÝ �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ� = 0,321,0�ÈÐÑ� = 0,395 → �É� : 0,32

�É�,�c# : �É�� : 1 − 0,541 − �+6 À1 − 2g�É� − 0,8h�Á = 0,96 < 1,0 �É�,�c# = 0,33

- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨� = 7,06��

-&#- ,"# = 5,157,06 = 0,73 ≤ 1,0

Elementi, ki so izpostavljeni sočasnemu vplivu upogiba in tlačne sile, morajo izpolniti

naslednja pogoja:

/��Ä£/ ·/§¨� + �� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� ≤ 1,0

/��Ä¼/ ·/§¨� + �%� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� ≤ 1,0

�"' = � ∙ �� = 468,6�� -�,&# = 83*,� ∙ �� = 18,81��

Ô�� = 0,60 Ô�% = 0,60 Ô�É� = 0,60 �� = 0,33 �% = 0,07 �É� = 0,32

�� = xyÞÔ�� ¢1 + g�� − 0,2h /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6545Ô�� ¢1 + 0,8 /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6309

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 47 �� : 0,6309

�%� : 0ß à?1 − �,�∙È¼4��ÐÑ��,��6 /��Ä¼/ ·/§¨�F = 0,5275À1 − �,�4��ÐÑ��,��6 /��Ä¼/ ·/§¨�Á = 0,7973

�%� = 0,7973

¿,¿C�,��∙��D,�/�,�+ 0,6309 ∙ �,��,��∙�D,D�/�,� ≤ 1,0

0,61 ≤ 1,0 ¿,¿C�,�C∙��D,�/�,�+ 0,7973 ∙ �,��,��∙�D,D�/�,� ≤ 1,0

0,98 ≤ 1,0

Izbrani profil IPE 120 ustreza vsem kontrolam nosilnosti.


4.4 DIMENZIONIRANJE STREŠNE LEGE

Slika 4.23: Strešna lega

IPE 240

ℎ = 240 �� = 38902�

p = 120 8� = 3242�

�� = 9,8 x� = 9,972

�� = 6,2 �% = 2842�

v = 15 8% = 47,32�

� = 190 x% = 2,692

� = 39,12� 8)*,� = 3672�

8)*,% = 73,92�

�( = 12,902�

�� = 373902�

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 49 �&# = 13,64��

��,&# = 0,96��

�%,&# = 28,58��

-�,&# = −33,08��

-%,&# = −1,21��

Kontrola kompaktnosti prereza

Pasnica: 2�� =p2 − ��2 − v�� = 1202 − 6,22 − 159,8 = 4,27 ≤ 9� = 7,29


Stojina

: �� ?1 + /��#∙(�∙(�F = �� À1 + ��,��'/�¿,�+�∙�,��+�∙��,�'//+��Á = 0,52

= 0,52 > 0,5

#(� = �¿��,�� = 30,64 < �¿�Â��Ã�� : �¿�∙�,D��∙�,�� : 56,15






��,&# = 0,96��

�%,&# = 28,58��

SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (1)P Projektna vrednost prečne sile VEd mora v vsakem prečnem prerezu izpolniti pogoj:


.��.�, � ≤ 1,0


�)*,"# = B¡¢�£√¥¦§¨©


Za vročevaljane I- in H-profile, kjer je obtežba vzporedna stojini, velja (SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (3)): �$ = max ¬A − 2bt° + (t± + 2r)t°ηh±t±

�$,% = max ¬19,20cm�12,94cm�

�$,� : 2p�� : 2 ∙ 12,02 ∙ 0,982 = 23,52cm�

�)*,%,"# = �¿,��µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� = 393,52��

�)*,�,"# = ��,��µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� = 482,06��

28,58�� ≤ 393,52�� 0,96�� ≤ 482,06� Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. /��/ � + »£,��»£, � + »¼,��»¼, � ≤ 1,0

�"# = B∙�£§¨© = �¿,�+��∙��,�'//+��,� = 1388,05�� -�,"# = -)*,�,"# = ½[¾,£∙�£§¨© = ��C+�¥∙��,�'//+��,� = 130,28�� -%,"# = -)*,%,"# = ½[¾,¼∙�£§¨© = C�,¿+�¥∙��,�'//+��,� = 26,23��

��,��DD,��+ ��,�D��,�D+ �,��,�� = 0,31 ≤ 1,0



� ,"# = Ä∙B∙�£§¨� � = �ФÆÇФ��È�

Ф = 0,5 À1 + g� − 0,2h + ��Á � = È�È� �` = É�Ê,�`�

�� = 93,9� = 76,06 Ë�,� = 7002 Ë�,% = 3502 x� = 9,972 x% = 2,692 �� = 70,21 → �� = 0,92 → �vx]Ì�z00 → = 0,21 �% = 130,11 → �% = 1,71 → �vx]Ì�z0p → = 0,34

Izbira uklonske krivulje: ℎp : 240120 = 2,00 > 1,2 �� = 9,8 ≤ 40

Ф� : 0,5�1 + 0,21(0,92 − 0,2) + 0,92�� = 0,99 Ф% = 0,5�1 + 0,3441,71 − 0,2) + 1,71�� = 2,21 �� = 10,99 + Í0,99� − 0,92� = 0,72

�% = 12,21 + Í2,21� − 1,71� = 0,28

� ,�,"# = 0,72 ∙ 39,12� ∙ 35,5��/2�1,0 = 999,39��

� ,%,"# = 0,47 ∙ 39,12� ∙ 35,5��/2�1,0 = 388,65�� ,�,"# = xyÎ� ,�,"#, � ,%,"#Ï = � ,%,"# = 388,65��

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 52 �&# = 13,64�� ≤ � ,"# : 388,65��

Kontrola bočne zvrnitve »��»\, � ≤ 1,0 - ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨� �É� = �

ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ�

ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á

�É� = Ç½[¾,£∙�£»�Ê ,

kjer so: �É�,� = 0,4, � : 0,75, Ó : 21000��/2�, { = 8076,92��/2�, � = 1,0, �� = 1,0, �% = 2842�, �( : 12,902�, �� = 373902�, Ë = 7002, Ô� = 2,40.

Določitev uklonske krivulje pri kontroli bočne zvrnitve Õ : �� : 2,0 ≤ 2,0

�vič�]0�z0yx�v�v�5Õ : �� : 2,0 ≤ 2,0 × → uklonska krivulja b

É� : 0,34 �É�,� : 0,4 � : 0,75

-+, : Ô� Ø'ÉÇÓ�%{�( + Ø�&Ù�&Ù¼4'�É6� : 879,33��

�É� : Ç½[¾,£∙�£»�Ê : 0,3849 → ip9�0z0y�]0vyi9�pičy�5]vyx�]�


ФÉ� : 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á = 0,6469

�É� : xyÚÛÜÛÝ �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ� : 0,811,0�ÈÐÑ� = 6,75 → �É� : 0,81

�É�,�c# = �É�� = 1 − 0,5(1 − �+) À1 − 2g�É� − 0,8h�Á = 0,92 < 1,0

�É�,�c# = 0,88 - ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨� = 114,65��

-&#- ,"# = 33,08114,65 = 0,29 ≤ 1,0

Elementi, ki so izpostavljeni sočasnemu vplivu upogiba in tlačne sile, morajo izpolniti naslednja pogoja: /��Ä£/ ·/§¨� + �� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + ��% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

/��Ä¼/ ·/§¨� + �%� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + �%% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

�"' = � ∙ �� = 1388,05�� -�,&# = 83*,� ∙ �� = 115,02�� -%,&# = 83*,% ∙ �� = 16,79�� Ô�� = 0,60 Ô�% = 0,60 Ô�É� = 0,60 �� = 0,72 �% = 0,28 �É� = 0,81

�� = xyÞÔ�� ¢1 + g�� − 0,2h /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6059Ô�� ¢1 + 0,8 /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6065

�� = 0,6059


�%� : 0ß à?1 − �,�∙È¼(��ÐÑ��,��) /��Ä¼/ ·/§¨�F = 0,9828À1 − �,�(��ÐÑ��,��) /��Ä¼/ ·/§¨�Á = 0,9899

�%� = 0,9899

�%% = xy àÔ�% A1 + g2�% − 0,6h /��Ä¼/ ·/§¨�E = 0,6593Ô�% A1 + 1,4 /��Ä¼/ ·/§¨�E : 0,6294

�%% : 0,6294 ��% : 0,6 ∙ �%% : 0,3776

��,��,C�∙��DD,��/�,�+ 0,6059 ∙ ��,�D�,D�∙��,��/�,�+ 0,3776 ∙ �,��,C¿/�,� ≤ 1,0 0,26 ≤ 1,0 ��,��,�D∙��DD,��/�,�+ 0,9899 ∙ ��,�D�,D�∙��,��/�,�+ 0,6294 ∙ �,��,C¿/�,� ≤ 1,0 0,43 ≤ 1,0

Izbrani profil IPE 240 ustreza vsem kontrolam nosilnosti.


4.5 DIMENZIONIRANJE STREŠNEGA NOSILCA

Slika 4.24: Strešni nosilec

HEA 200

� = 190 �� = 36902�

p = 200 8� = 3892�

�� = 10 x� = 8,282

�� = 6,5 �% = 13402�

v = 18 8% = 1342�

� = 134 x% = 4,982

� = 53,82� 8)*,� = 4292�

8)*,% = 2042�

�( = 212�

�� = 1080002�

�&# = −99,85��

��,&# = 0,90��

�%,&# = 69,65��

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 56 -�,&# = −79,43��

-%,&# = −2,28��


Pasnica

+(� ≤ 10�

+(� = \�� ,(� = �á©�� â,�� D�� = 7,37 ≤ 10� = 8,1


Stojina

: �� ?1 + /��#∙(�∙(�F = �� À1 + ¿¿,D�'/��,�+�∙�,��+�∙��,�'//+��Á = 0,66

= 0,66 > 0,5

#(� = ��,�� = 20,61 < �¿�Â��Ã�� = �¿�∙�,D��∙�,�� = 42,32






��,&# : 0,90��

�%,&# : 69,65��




�)*,"# = B¡¢�£√¥¦§¨©


Za vročevaljane I- in H-profile, kjer je obtežba vzporedna stojini, velja (SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (3)): �$ = max ¬A − 2bt° + (t± + 2r)t°ηh±t±

�$,% = max ¬18,05cm�6,07cm� �$,� = 2p�� = 2 ∙ 20,02 ∙ 12 = 40,00cm�

�)*,%,"# : �D,��µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� : 369,95��

�)*,�,"# : ��,��µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� : 819,83��

0,90�� ≤ 819,83�� 69,65�� ≤ 369,95�� Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. /��/ � + »£,��»£, � ≤ 1,0

�"# = B∙�£§¨© = ��,D+��∙��,�'//+��,� = 1909,90�� -�,"# = -)*,�,"# = ½[¾,£∙�£§¨© = ��¿+�¥∙��,�'//+��,� = 152,29��

¿¿,D��¿�¿,¿�+ C¿,��,�¿ = 0,57 ≤ 1,0



� ,"# = Ä∙B∙�£§¨�

� = �ФÆÇФ��È�

Ф = 0,5 À1 + g� − 0,2h + ��Á

� = È�È�

�` = É�Ê,�`�

�� = 93,9� = 76,06 Ë�,� = 7002 Ë�,% = 3502 x� = 8,282 x% = 4,982

�� : 84,54 → �� : 1,11 → �vx]Ì�z0p → = 0,34

�% : 70,28 → �% : 0,92 → �vx]Ì�z02 → : 0,49

Izbira uklonske krivulje:

ℎp : 190200 = 0,95 < 1,2

Ф� = 0,5�1 + 0,3441,11 − 0,2) + 1,11�� = 1,27 Ф% = 0,5�1 + 0,4940,92 − 0,26 + 0,92�� : 1,09

�� = 11,27 + Í1,27� − 1,11� = 0,53

�% = 11,09 + Í1,09� − 0,92� = 0,22

� ,�,"# = 0,53 ∙ 53,82� ∙ 35,5��/2�1,0 = 1012,25��

� ,%,"# = 0,59 ∙ 53,82� ∙ 35,5��/2�1,0 = 1012,25��

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 59 � ,�,"# = xyÎ� ,�,"#, � ,%,"#Ï = � ,%,"# = 1012,25��

�&# = 99,85�� ≤ � ,"# = 1012,25��


- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨�

�É� = �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ�

ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á

�É� = Ç½[¾,£∙�£»�Ê

kjer so: �É�,� = 0,4, � : 0,75, Ó : 21000��/2�, { = 8076,92��/2�, � = 1,0, �� = 1,0, �% = 1340,02�, �( = 21,02�, �� = 1080002�, Ë = 7002, Ô� = 1,39.


Õ = �¿�� = 0,95 < 2,0

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 60 �vič�]0�z0yx�v�v�5Õ : �¿�� : 0,95 < 2,0 × → uklonska krivulja b

É� : 0,34

�É�,� : 0,4 � : 0,75

-+, : Ô� Ø'ÉÇÓ�%{�( + Ø�&Ù�&Ù¼4'�É6� : 153,55��


ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á = 0,7706

�É� = xyÚÛÜÛÝ �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ� = 1,041,0�ÈÐÑ� = 1,0 → �É� = 1,0

�É�,�c# = �É�� = 1 − 0,5(1 − �+) À1 − 2g�É� − 0,8h�Á = 0,88 < 1,0

�É�,�c# = 0,88

- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨� = 134,02��

-&#- ,"# = 79,43134,02 = 0,59 ≤ 1,0


naslednja pogoja: /��Ä£/ ·/§¨� + �� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + ��% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

/��Ä¼/ ·/§¨� + �%� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + �%% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 61 �"' : � ∙ �� = 1909,90�� -�,&# = 83*,� ∙ �� = 152,29�� -%,&# = 83*,% ∙ �� = 47,57��

Ô�� : 0,60 Ô�% : 0,60 Ô�É� : 0,60 �� : 0,53 �% : 0,59 �É� : 1,0

�� = xyÞÔ�� ¢1 + g�� − 0,2h /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6538Ô�� ¢1 + 0,8 /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6473

�� : 0,6473

�%� : 0ß à?1 − �,�∙È¼(��ÐÑ��,��) /��Ä¼/ ·/§¨�F = 0,9456À1 − �,�(��ÐÑ��,��) /��Ä¼/ ·/§¨�Á = 0,9409

�%� : 0,9456

�%% : xy àÔ�% A1 + g2�% − 0,6h /��Ä¼/ ·/§¨�E = 0,6659Ô�% A1 + 1,4 /��Ä¼/ ·/§¨�E : 0,6744

�%% : 0,6659 ��% : 0,6 ∙ �%% : 0,3995

¿¿,D��,��∙�¿�¿,¿�/�,�+ 0,6473 ∙ C¿,��∙��,�¿/�,�+ 0,3995 ∙ �,�D�C,�C/�,� ≤ 1,0 0,45 ≤ 1,0 ¿¿,D��,�¿∙��DD,��/�,�+ 0,9456 ∙ C¿,��∙��,�¿/�,�+ 0,6659 ∙ �,�D�C,�C/�,� ≤ 1,0 0,61 ≤ 1,0

Izbrani profil HEA 200 ustreza vsem kontrolam nosilnosti.


4.6 DIMENZIONIRANJE NOSILCA

Slika 4.25: Nosilec


HEA 320

� = 310 �� = 229302�

p = 300 8� = 14802�

�� = 15,5 x� = 13,602

�� = 9 �% = 69902�

v = 27 8% = 4662�

� = 225 x% = 7,492

� = 1242� 8)*,� = 16282�

8)*,% = 7102�

�( = 1082�

�� = 15120002�

�&# = −70,21��

��,&# = 52,81��

�%,&# = 158,49��

-�,&# = −226,09��

-%,&# = −64,29��

Kontrola kompaktnosti prereza

Pasnica: 2�� =p2 − ��2 − v�� = 3102 − 92 − 2715,5 = 7,97 ≤ 10� = 8,10


Stojina

: �� ?1 @ /��#∙(�∙(�F : �� À1 @ C�,��'/��,�+�∙�,¿+�∙��,�'//+��Á = 0,55

: 0,55 s 0,5


#(� : ��¿,�� = 25,00 < �¿�Â��Ã�� = �¿�∙�,D��∙�,�� = 52,15






��,&# = 52,81��

�%,&# = 158,49��


Vc,Rd - projektna strižna nosilnost Kontrola strižne nosilnosti SIST EN 1993-1-1, 6.2.8.

�)*,"# = �$ ¢ ��√3¦�»�

�$ = max ¬A − 2bt° + (t± + 2r)t°ηh±t± �$,%= max ¬124cm� − 2 ∙ 30cm ∙ 1,55cm + 40,9cm + 2 ∙ 2,7cm6 ∙ 1,55cm = 40,76cm�1,2 ∙ 27,9cm ∙ 0,9cm = 30,13cm� �$,� = 2p�� = 2 ∙ 30,02 ∙ 1,552 = 93,0cm�

�)*,%,"# = 40,76cm� ¢35,5��/cm�√3 ¦1,0 = 835,41��

�)*,�,"# = 93,0cm� ¢35,5��/cm�√3 ¦1,0 = 1906,12��


52,81�� ≤ 1906,12�� 158,49�� ≤ 835,41�� Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. -�,&#-�,"# +-%,&#-%,"# ≤ 1,0

-�,"# = -)*,�,"# = 8)*,� ∙ ��»� = 16282� ∙ 35,5��/2�1,0 = 577,94��

-%,"# = -)*,%,"# = 8)*,% ∙ ��»� = 7102� ∙ 35,5��/2�1,0 = 252,05��

226,09577,94 + 64,29252,05 = 0,65 ≤ 1,0


� ,"# = Ä∙B∙�£§¨�

� = �ФÆÇФ��È�

Ф = 0,5 À1 + g� − 0,2h + ��Á

� = È�È�

�` = É�Ê,�`�

�� = 93,9� = 76,06 Ë�,� = 7002 Ë�,% = 7002 x� = 13,602 x% = 7,492

�� = 51,47 → �� = 0,67 → �vx]Ì�z0p → = 0,34 �% = 93,45 → �% = 1,22 → �vx]Ì�z02 → = 0,49


Izbira uklonske krivulje:

ℎp = 190200 = 0,95 < 1,2

Ф� = 0,5�1 + 0,3440,67 − 0,26 + 0,67�� = 0,80 Ф% = 0,5�1 + 0,4941,22 − 0,26 + 1,22�� = 1,49

�� = 10,80 + Í0,80� − 0,67� = 0,81

�% = 11,49 + Í1,49� − 1,22� = 0,43

� ,�,"# = 0,81 ∙ 124,02� ∙ 35,5��/2�1,0 = 3565,62��

� ,%,"# = 0,43 ∙ 1242� ∙ 35,5��/2�1,0 = 1892,86��

� ,�,"# = xyÎ� ,�,"#, � ,%,"#Ï = � ,%,"# = 1892,86��

�&# = 70,21�� ≤ � ,"# = 1892,86��

Kontrola bočne zvrnitve -&#- ,"# ≤ 1,0

- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ ��»�

�É� = 1ФÉ� +ÇФÉ�� − ��É��

ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á �É� = Ç½[¾,£∙�£»�Ê ,

kjer so: �É�,� = 0,4, � : 0,75, Ó : 21000��/2�, { = 8076,92��/2�,

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 67 � : 1,0, �� = 1,0, �% = 6990,02�, �( = 108,02�, �� = 15120002�, Ë = 7002, Ô� = 1,39.

Določitev uklonske krivulje pri kontroli bočne zvrnitve �vič�]0�z0yx�v�v�5Õ : �� : 1,03 < 2,0 × → uklonska krivulja b

É� = 0,34 �É�,� : 0,4 � : 0,75

-+, : Ô� ã�ËäÓ�%{�( + ã�Ó��Ó�%4��Ë6� : 705,92��

�É� : Ç½[¾,£∙�£»�Ê : 0,90 → ip9�0z0y�]0vyi9�pičy�5]vyx�]�

ФÉ� : 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á = 0,8887

�É� = 1ФÉ� +ÇФÉ�� − ��É��

�É� = xyÚÛÜÛÝ �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ� = 0,681,0�ÈÐÑ� = 1,23 → �É� = 0,68

�É�,�c# = �É��

� = 1 − 0,5(1 − �+) À1 − 2g�É� − 0,8h�Á = 0,87 < 1,0 �É�,�c# = 0,78 - ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ ��»� = 450,79��

-&#- ,"# : 226,09450,79 : 0,50 ≤ 1,0


Elementi, ki so izpostavljeni sočasnemu vplivu upogiba in tlačne sile, morajo izpolniti naslednja pogoja: /��Ä£/ ·/§¨� + �� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + ��% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

/��Ä¼/ ·/§¨� + �%� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + �%% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

�"' = � ∙ �� = 4402,00�� -�,&# : 83*,� ∙ �� : 525,40�� -%,&# : 83*,% ∙ �� : 165,43��

Ô�� : 0,60 Ô�% : 0,60 Ô�É� : 0,60 �� : 0,81 �% = 0,43 �É� : 0,68

�� : xyÚÛÜÛÝÔ�� å1 + g�� − 0,2h �&#��"'/�»�æ = 0,6055Ô�� å1 + 0,8 �&#��"'/�»�æ = 0,6094

�� : 0,6055

�%� : 0ßÚÛÜÛÝç1 − 0,1 ∙ �%(Ô�É� − 0,25) �&#�%�"'/�»�è = 0,9895?1 − 0,1(Ô�É� − 0,25) �&#�%�"'/�»�F = 0,9894

�%� : 0,9895

�%% : xyÚÜÝÔ�% ¢1 + g2�% − 0,6h �&#�%�"'/�»�¦ = 0,6307Ô�% ¢1 + 1,4 �&#�%�"'/�»�¦ : 0,6311

�%% = 0,6307 ��% = 0,6 ∙ �%% = 0,3784


C�,��,D�∙��,��/�,�+ 0,6055 ∙ ��,�¿�,�D∙��,��/�,�+ 0,3784 ∙ ��,�¿��,��/�,� ≤ 1,0 0,55 ≤ 1,0 C�,��,��∙��,�/�,�+ 0,9895 ∙ ��,�¿�,�D∙��,��/�,�+ 0,6307 ∙ ��,�¿��,��/�,� ≤ 1,0 0,91 ≤ 1,0



4.7 DIMENZIONIRANJE STEBRA

Slika 4.26: Steber


HEA 340

� = 330 �� = 276902�

p = 300 8� = 16802�

�� = 16,5 x� = 14,402

�� = 9,5 �% = 74402�

v = 27 8% = 4962�

� = 243 x% = 7,462

� = 1332� 8)*,� = 18502�

8)*,% = 7562�

�( = 1272�

�� = 18240002�

�&# = −466,48��

��,&# = 1,58��

�%,&# = 20,06��

-�,&# = −144,34��

-%,&# = −10,84��


Pasnica

+(� ≤ 10�

+(� = \�� ,(� = ¥¥©�� á,�� C��,�� = 8,07 ≤ 10� = 8,10



Stojina

: �� ?1 + /��#∙(�∙(�F = �� À1 + ��,�D'/��,�+�∙�,¿�+�∙��,�'//+��Á

= 0,78 > 0,5

#(� = ��¿,�� = 25,58 < �¿�Â��Ã�� = �¿�∙�,D��∙�,CD�� = 35,09



Po SIST EN 1993-1-1: 2005 se lahko nosilnost prečnega prereza preveri z linearnim

seštevanjem količnikov izkoriščenosti posameznih rezultant napetosti.


Kadar je prečna sila manjša od 50 % plastične strižne nosilnosti, se njen vpliv na upogibno

nosilnost zanemari.

��,&# = −20,06��

�%,&# = 1,58��

SIST EN 1993-1-1, Točka 6.2.6 (1)P

Projektna vrednost prečne sile VEd mora v vsakem prečnem prerezu izpolniti pogoj:

.��.�, � ≤ 1,0


�)*,"# = B¡¢�£√¥¦§¨©


Za vročevaljane I- in H-profile, kjer je obtežba vzporedna stojini, velja (SIST EN

1993-1-1, Točka 6.2.6 (3)):


�$ : max ¬A − 2bt° + (t± + 2r)t°ηh±t±

�$,% = max ¬43,86cm�26,95cm�

�$,� : 2p�� : 2 ∙ 30,02 ∙ 1,652 = 99,0cm�

�)*,%,"# = ��,D�µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� = 898,95��

�)*,�,"# = ¿¿,�µ¶�¢¥�,�·¸/¹º�√¥ ¦�,� = 2029,10��

1,58�� ≤ 2029,10�� 20,06�� ≤ 898,95��

Interakcije med �&# in -&# ni potrebno upoštevati. /��/ � + »£,��»£, � + »¼,��»¼, � ≤ 1,0

�"# = B∙�£§¨© = ��+��∙��,�'//+��,� = 4721,50�� -�,"# = -)*,�,"# = ½[¾,£∙�£§¨© = �D��+�¥∙��,�'//+��,� = 656,75�� -%,"# = -)*,%,"# = ½[¾,¼∙�£§¨© = C��+�¥∙��,�'//+��,� = 268,38��

��,�D�C��,��+ ��,��,C�+ ��,D��D,�D = 0,36 ≤ 1,0


� ,"# = Ä∙B∙�£§¨�

� = �ФÆÇФ��È�

Ф = 0,5 À1 + g� − 0,2h + ��Á

� = È�È�

�` = É�Ê,�`�

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 74 �� = 93,9� = 76,06 Ë�,� = 6002 Ë�,% = 6002 x� = 14,402 x% = 7,462

�� = 41,66 → �� = 0,19 → �vx]Ì�z0p → = 0,34 �% = 80,43 → �% = 1,06 → �vx]Ì�z02 → = 0,49

Ф� = 0,5�1 + 0,3440,19 − 0,26 + 0,19�� = 0,52 Ф% = 0,5�1 + 0,4941,06 − 0,26 + 1,06�� = 1,27

�� = 10,52 + Í0,52� − 0,19� = 0,99

�% = 11,27 + Í1,27� − 1,06� = 0,51

� ,�,"# = 0,99 ∙ 1332� ∙ 35,5��/2�1,0 = 4674,29��

� ,%,"# = 0,51 ∙ 1332� ∙ 35,5��/2�1,0 = 2407,97��

� ,�,"# = xyÎ� ,�,"#, � ,%,"#Ï = � ,%,"# = 2407,97��

�&# = 466,48�� ≤ � ,"# = 2407,97��


- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨�

�É� = �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ�

ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á


�É� : Ç½[¾,£∙�£»�Ê ,

kjer so: �É�,� = 0,4, � : 0,75, Ó : 21000��/2�, { = 8076,92��/2�, � = 1,0, �� = 1,0, �% = 7440,02�, �( : 1272�, �� = 18240002�, Ë = 6002, Ô� = 1,77.


Õ : �� : 1,10 < 2,0

�vič�]0�z0yx�v�v�5Õ = �� = 1,10 < 2,0 × → uklonska krivulja b

É� = 0,34

�É�,� : 0,4 � : 0,75

-+, : Ô� Ø'ÉÇÓ�%{�( + Ø�&Ù�&Ù¼4'�É6� : 1669,06��


ФÉ� = 0,5 À1 + É�g�É� − �É�,�h + ��É��Á = 0,6862


�É� : xyÚÛÜÛÝ �ФÐÑÆÇФÐÑ��ÒÈÐÑ� : 0,841,0�ÈÐÑ� = 1,45 → �É� : 0,84

�É�,�c# : �É�� : 1 − 0,5(1 − �+) À1 − 2g�É� − 0,8h�Á = 0,88 < 1,0 �É�,�c# = 0,95

- ,"# = �É�,�c# ∙ 8)*,� ∙ �£§¨� = 623,91��

-&#- ,"# = 144,34623,91 = 0,23 ≤ 1,0


naslednja pogoja:

/��Ä£/ ·/§¨� + �� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + ��% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

/��Ä¼/ ·/§¨� + �%� »£,��ÄÐÑ»£, ·/§¨� + �%% »¼,��»¼, ·/§¨� ≤ 1,0

�"' = � ∙ �� = 4721,50�� -�,&# = 83*,� ∙ �� = 656,75�� -%,&# = 83*,% ∙ �� = 268,38�� Ô�� = 0,60 Ô�% = 0,60 Ô�É� = 0,60 �� = 0,99 �% = 0,51 �É� = 0,84

�� = xyÞÔ�� ¢1 + g�� − 0,2h /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,5994Ô�� ¢1 + 0,8 /��Ä£/ ·/§¨�¦ = 0,6479

�� = 0,5994


�%� : 0ß à?1 − �,�∙È¼(��ÐÑ��,��) /��Ä¼/ ·/§¨�F = 0,9413À1 − �,�4��ÐÑ��,��6 /��Ä¼/ ·/§¨�Á = 0,9446

�%� = 0,9446

�%% = xy àÔ�% A1 + g2�% − 0,6h /��Ä¼/ ·/§¨�E = 0,7766Ô�% A1 + 1,4 /��Ä¼/ ·/§¨�E = 0,7627

�%% = 0,7627 ��% = 0,6 ∙ �%% = 0,4576

��,�D�,¿¿∙�C��,��/�,�+ 0,5994 ∙ ��,��,D�∙��,C�/�,�+ 0,4576 ∙ ��,D��D,�D/�,� ≤ 1,0

0,28 ≤ 1,0

��,�D�,��∙�C��,��/�,�+ 0,9446 ∙ ��,��,D�∙��,C�/�,�+ 0,7627 ∙ ��,D��D,�D/�,� ≤ 1,0

0,47 ≤ 1,0



4.8 DIMENZIONIRANJE HOP 18/18/1,5

Slika 4.27: Diagonala


Zavetrovanje HOP 18/18/1,5

ℎ = 18

p = 18

�� = 1,5

�� = 1,5

� = 0,932�

�&# = 12,14��

/��/�, � ≤ 1,0

�(,"# = B∙�£§¨© = �,¿�+��∙��,�'//+��,� = 33,01��

��,��,�� = 0,37 ≤ 1,0

Izbrani profil HOP 18/18/1,5 ustreza vsem kontrolam nosilnosti.


4.9 DIMENZIONIRANJE MEJNEGA STANJA UPORABNOSTI

4.9.1 DEFORMACIJE STREŠNEGA NOSILCA HEA 200

Slika 4.28: Deformacije strešnega nosilca. Vrednosti so izpisane v milimetrih. �#c) = Ë200 = 3,502 > � = 1,622

�#c) = Ë250 = 2,802 > � = 1,622


4.9.2 DEFORMACIJE NOSILCA HEA 320

Slika 4.29: Deformacije nosilca. Vrednosti na izpisane v milimetrih. �#c) = Ë250 = 2,802 > � = 0,652

�#c) = Ë300 = 2,332 > � = 0,652


4.9.3 DEFORMACIJE STEBRA HEA 340

Slika 4.30: Deformacije stebra. Vrednosti so izpisane v milimetrih.

�#c) = Ë200 = 2,502 > � = 2,002


5 TEMELJI

5.1 ČAŠA TEMELJA

Po Lohmeyer, Bergmann & Ebeling 2006:

Slika 5.1: Čašasti temelj

Debelina stene čaše �'ö k max413�; 1026 �'ö k max4302; 1026 → �'ö : 302 Globina čaše � k 1,22; �/2 e 0,15 � k 2,02; �2 e 2,0

Vmesne vrednosti se določijo z linearno interpolacijo. c - debelina stebra v obravnavani smeri

� : -� : 253,09747,15 : 0,34

Srečko Mernik, Trietažni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m 84 �2 : 0,340,50 : 0,68

� k ?0,34 @ 2,0 f 0,342,0 f 0,15 ∙ 41,2 f 0,156F ∙ 0,5

� k 0,64 → x5p�v�i� : 0,70

Slika 5.2: Sile v čašastem temelju


5.2 TEMELJ

�&# : 747,15�� &# : 8,88�� -&# : 253,09�� ë(b*,#c) : 300,0��/� 0 : 2,0 p : 2,0 �� : 0,80 �%ba : 0,70 0� : 1,20 p� : 1,10 �� : 0,70 �a : 18,0��/� �� : 25,0��/� � : 1,50 � : 4,0� ì : 38°

Teža temelja { : {(� @ {(� @ {î {(� : 0 ∙ p ∙ �� ∙ �� : 80�� {(� : 40� ∙ p� ∙ �� f 0� ∙ p� ∙ ��6 ∙ �� : 17,85�� {î : 40 ∙ p f 0� ∙ p�6 ∙ �î ∙ � : 72,36��

�&#,ï : �&# @ { : 917,36�� &#,ï : 8,88�� -&#,ï : -&# @ �&# ∙ � : 22,3��

ì# : 0v2�0y �0yì′�ñ : 0v2�0y �0y38°1,0 : 38° �# : 23ì# : 25,33°

Nosilnost temeljnih tal �ï : -&#,ï�&#,ï � z : ò6

�ï : 22,30917,36 : 0,024 � z : 26 : 0,33 → v�5Ì��0y�0z�]z��vÌv�v�50


�0yΨ : �&#,ï�&#,ï : 8,88917,36 : 0,55° pô : p f 2 ∙ � : 1,95 �ô : 0 ∙ p′ : 3,90�

Brezdimenzijski faktorji:

�Z : �Ø(bdñô�0y� å45° @ ì′2 æ : 48,933

�+ : g�Z f 1h2i�ìô : 61,351 �§ : 24�Z f 16�0yì′ : 74,899

Koeficienti nagiba in oblike temelja pZ , p§, p+ : 1 ... naklon temelja

9Z : 1 @ 9xyìô : 1,616 9§ : 0,7

9+ : 9Z ∙ �Z f 1�Z f 1 : 1,629

xZ : A1 f õ.ÆBô+ô+c(ñôE�= 0,985

x§ : ¢1 f ��¦�Æ� : 0,976

x+ : xZ f 1 f xZ�+ ∙ �0yì′ : 0,984

: �Æb/ ô�Æb/ ô : 1,494 - nagib zaradi horizontalne obtežbe

Računska nosilnost temeljnih tal ��′ = 2′ ∙ �+ ∙ p+ ∙ 9+ ∙ x+ + 7′ ∙ �Z ∙ pZ ∙ 9Z ∙ xZ + 0,5 ∙ �′ ∙ p′ ∙ �§ ∙ p§ ∙ 9§ ∙ x§ ��′ = 1621,65��/� � = 932,05��

�&#,ï ≤ �# 917,36�� ≤ 932,05�� → ijizz�x5i�yz�y


Kontaktni tlaki

ëï,�,� = �&#,ï�ï ±-&#,�,ï8ï ±-&#,%,ï8ï

ëï,�,� = 917,362� ± 8,882�/6 ± 22,302�/6

ëï,� = 252,73��/� < ë(b*,#c) = 300,0��/� ëï,� = 205,95��/� < ë(b*,#c) = 300,0��/�

Preveritev na zdrs �# = �#′ ∙ �0y�# �# = 917,36 ∙ �0y25,33° = 434,22�� # ≥ �# 434,22�� ≥ 8,88�� pogoj je izpolnjen


6 SPOJI

6.1 SPOJ NOSILEC STREHE HEA 200 IN STEBER HEA 340

Material Jeklo S355: �� : 35,5��/2� �� : 49,0��/2� Prednapeti vijaki M27, 10.9: �� : 100��/2� �a = 4,592� � : 5,732� �� : � + 3 : 30,0 �&# : 99,85�� &# : 69,65�� -&# : 79,43��

ℎ� : 170 ��,õ&B�� = 10 p = 200 ��,õ&�� = 16,5 �)c = 20 �) = 30


Slika 6.1: Razporeditev vijakov

Razporeditev lukenj za vijake 2,2�� = 66,0 ≤ � ≤ 200i5. 14� = 280 → � = 90 1,2�� = 36,0 ≤ �� ≤ 150i5. 12� = 240 → �� = 40 3,0�� = 90,0 ≤ � ≤ 200i5. 14� = 280 →� = 100 1,5�� = 45,0 ≤ �� ≤ 150i5. 12� = 240 →�� = 50


Razporeditev obtežbe med vijaki ℎ( = ℎ� + �� = 17,0 + 1,0 = 18,02 v� = 4,0 − ��2 = 4,0 − 1,02 = 3,52 v� = v� + 9,0 = 12,52 v� = v� + 9,0 = 21,52 v� = v� + 9,0 = 30,52 -&# = -&# − �&# ∙ ℎ(2 = 7943 − 99,85 ∙ 18,02 = 7044,35��2

Slika 6.2: Raznos sil

!(,�b÷ = -&# ∙ v�b÷2∑ v̀� = 7044,35 ∙ 29,02 ∙ 43,5� + 12,5� + 21,5� + 30,5�6 = 68,82��

!(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ = 68,82 ∙ 21,530,5 = 48,51��

!(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ = 68,82 ∙ 12,530,5 = 28,20��

!(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ = 68,82 ∙ 3,530,5 = 7,90��

!+ =ø!(,` = !(� + !(� + !(� + �&# = 253,28��

Kontrola natezne nosilnosti vijakov !(,&# = !(,�b÷ = 68,82�� ≤ !(,"# = 0,9 ∙ �� ∙ �a�» = 330,5��


Kontrola strižne nosilnosti vijakov !$,&# = �&#8 = 8,71�� ≤ !$,"# = 0,5 ∙ �� ∙ ��» = 183,60��

Kontrola strižne in natezne nosilnosti vijakov !$,&# = 8,71 ≤ 0,286 ∙ !$,"# = 52,51��

Ni interakcije striga in natega. Nosilnost na bočni pritisk ! ,"# = 2,5 ∙ ∙ �� ∙ � ∙ ��» = 2,5 ∙ 1 ∙ 36 ∙ 2,7 ∙ 3,01,25 = 793,80��

�&# = 99,85�� ≤ ! ,"# = 793,80��

Kontrola vnosa koncentrirane sile v steber !+ Predpostavimo, da celotno silo !+ prevzamejo prečne ojačitve v stojini stebra na efektivni širini p3�� . Upoštevamo, da se sila !+ prenese iz pasnice prečke preko pasnice stebra pod

kotom 45° in dobimo: p3�� = p + 2 ∙ ��,õ&B�� = 300 + 2 ∙ 16,5 = 333

!+ = 253,28�� ≤ �)c ∙ p3�� ∙ ��»� = 2,0 ∙ 33,3 ∙ 35,51,0 = 2364,30��

��ô : p ∙ �� + �� ∙ v + 2v� A1 − ã4E : 22,472�

!+ : 253,28�� ≤ ��ô ∙ ��»� : 22,47 ∙ 35,51,0 = 797,69��

Kontrola torne nosilnosti vijakov

!a,"# = �a ∙ y · ��»� · !),+ kjer so: �a - koeficient, ki zajema vpliv velikosti in oblike lukenj,

n - število, tornih površin, � - torni količnik, �»� - delni varnostni faktor. !),+ = 0,7 ∙ �� ∙ �a = 392,7��


!a,"# = 1,0 ∙ 0,5 · 1,01,25 · 392,7 = 157,1��

!.,&# = 69,65�� ≤ !a,"# = 157,1��

6.2 SPOJ STREŠNIH NOSILCEV HEA 200

Material Jeklo S355: �� = 23,5��/2� �� = 49,0��/2�

Prednapeti vijaki M20, 10.9: �� : 100��/2� �a = 3,032� � = 3,802� �� = � + 2 = 22,0

�&# = 60,85�� &# = 2,95�� -&# = 36,68�� = 170 �� = 10 p = 200 �) = 20



Razporeditev lukenj za vijake 2,2�� = 48,40 ≤ � ≤ 200i5.14� = 280 → � = 85 1,2�� = 26,40 ≤ �� ≤ 150i5. 12� = 240 →�� = 50 3,0�� = 66,0 ≤ � ≤ 200i5. 14� = 280 →� = 100 1,5�� = 33,0 ≤ �� ≤ 150i5. 12� = 240 →�� = 50



Razporeditev obtežbe med vijaki ℎ( = ℎ� + �� = 17,0 + 1,0 = 18,02 v� = 5,0 − ��2 = 5,0 − 1,02 = 4,52 v� = v� + 8,5 = 13,02 v� = v� + 8,5 = 21,52 -&# = -&# − �&# ∙ ℎ(2 = 3668 − 60,85 ∙ 18,02 = 3120,35��2

!(,�b÷ = -&# ∙ v�b÷2∑ v̀� = 3120,35 ∙ 21,52 ∙ 44,5� + 13,0� + 21,5�6 = 51,49��

!(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ = 51,49 ∙ 13,021,5 = 31,13��

!(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ = 51,49 ∙ 4,521,5 = 10,78��

!+ =ø!(,` = !(� + !(� + !(� + �&# = 154,25��

Kontrola natezne nosilnosti vijakov !(,&# = !(,�b÷ = 51,49�� ≤ !(,"# = 0,9 ∙ �� ∙ �a�» = 218,16��

Kontrola strižne nosilnosti vijakov !$,&# = �&#8 = 0,37�� ≤ !$,"# = 0,5 ∙ �� ∙ ��» = 121,20��


Kontrola strižne in natezne nosilnosti vijakov !$,&# = 0,37 ≤ 0,286 ∙ !$,"# = 34,66�� Ni interakcije striga in natega. Nosilnost na bočni pritisk ! ,"# = 2,5 ∙ ∙ �� ∙ � ∙ ��» = 2,5 ∙ 1 ∙ 49 ∙ 2,2 ∙ 2,01,25 = 431,20��

�&# = 60,85�� ≤ ! ,"# = 431,20��

Kontrola torne nosilnosti vijakov !a,"# = �a ∙ y · ��»� · !),+

kjer so: �a - koeficient, ki zajema vpliv velikosti in oblike lukenj,

n - število, tornih površin, � - torni količnik, �»� - delni varnostni faktor. !),+ = 0,7 ∙ �� ∙ �a = 212,1�� !a,"# = 1,0 ∙ 0,5 · 1,01,25 · 212,1 = 84,8��

!.,&# = 2,95�� ≤ !a,"# = 84,8��


6.3 SPOJ STEBER HEA 340 IN NOSILEC HEA 320

Material Jeklo S235: �� : 35,5��/2� �� = 49,0��/2� Prednapeti vijaki M27, 10.9: �� : 100��/2� �a = 4,592� � : 5,732� �� : � + 3 : 30,0 �&# : 70,21�� &# = 52,81�� -&# = 226,09��

�� = 279 ��,õ&B�� = 15,5 p = 300 ��,õ&B�� = 16,5 �)c = 20 �) = 30


Razporeditev lukenj za vijake 2,2�� = 66,0 ≤ � ≤ 200i5. 14� = 280 →� : 120 1,2�� = 36,0 ≤ �� ≤ 150i5. 12� = 240 →�� : 55 3,0�� = 90,0 ≤ � ≤ 200i5.14� = 280 →� : 140 1,5�� = 45,0 ≤ �� ≤ 150i5.12� = 240 →�� : 80 Razporeditev obtežbe med vijaki �( = �� + �� = 27,9 + 1,55 = 29,452

v� : 5,5 − ��2 : 5,5 − 1,552 = 4,7252 v� : v� + 12,0 = 16,7252 v� = v� + 12,0 = 28,7252 v� = v�b÷ = v� + 12,0 = 40,7252 -&# : -&# − �&# ∙ �(2 = 22609 − 70,21 ∙ 29,452 : 21575,20��2


!(,�b÷ = -&# ∙ v�b÷2∑ v̀� = 21575,20 ∙ 40,7252 ∙ 44,725� + 16,725� + 28,725� + 40,725�6: 157,71�� !(� = !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ : 157,71 ∙ 28,72540,725 : 111,24��

!(� : !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ : 157,71 ∙ 16,72540,725 : 64,77��

!(� : !(,�b÷ ∙ v�v�b÷ : 157,71 ∙ 4,72540,725 : 18,30��

!+ =ø!(,` = !(� + !(� + !(� + !(� + �&# = 422,23��


Kontrola natezne nosilnosti vijakov !(,&# : !(,�b÷ : 157,71�� ≤ !(,"# = 0,9 ∙ �� ∙ �a�» : 330,5��

Kontrola strižne nosilnosti vijakov !$,&# = �&#8 = 6,60�� ≤ !$,"# = 0,5 ∙ �� ∙ ��» : 183,60��

Kontrola strižne in natezne nosilnosti vijakov !$,&# = 6,60 ≤ 0,286 ∙ !$,"# = 52,51��

Ni interakcije striga in natega. Nosilnost na bočni pritisk ! ,"# = 2,5 ∙ ∙ �� ∙ � ∙ ��» = 2,5 ∙ 1 ∙ 49 ∙ 2,7 ∙ 3,01,25 = 793,80��

�&# = 70,21�� ≤ ! ,"# = 793,80�� Kontrola vnosa koncentrirane sile v steber !+ Predpostavimo, da celotno silo !+ prevzamejo prečne ojačitve v stojini stebra na efektivni širini p3�� . Upoštevamo, da se sila !+ prenese iz pasnice prečke preko pasnice stebra pod

kotom 45° in dobimo: p3�� = p + 2 ∙ ��,õ&B�� = 300 + 2 ∙ 16,5 = 333

!+ = 422,23�� ≤ �)c ∙ p3�� ∙ ��»� : 2,0 ∙ 33,3 ∙ 35,51,0 = 2364,30��

��ô : p ∙ �� + �� ∙ v + 2v� A1 − ã4E : 52,062�

!+ : 422,23�� ≤ ��ô ∙ ��»� : 52,06 ∙ 35,51,0 = 1848,09��

Kontrola torne nosilnosti vijakov

!a,"# = �a ∙ y · ��»� · !),+ kjer so: �a - koeficient, ki zajema vpliv velikosti in oblike lukenj,


n - število, tornih površin, � - torni količnik, �»� - delni varnostni faktor. !),+ = 0,7 ∙ �� ∙ �a = 392,7�� !a,"# = 1,0 ∙ 0,5 · 1,01,25 · 392,7 = 157,1��

!.,&# = 52,81�� ≤ !a,"# = 157,1��


7 REZULTATI

Tabela 7.1: Specifikacija profilov in mase jeklene konstrukcije

Element Profil Dolžina Masa Površina [m] [kg/m] [kg] [m2/m] [m2]

Stebri HEA 340 292,80 105,00 30744,00 1,790 524,11 Nosilci HEA 320 532,80 97,60 51923,20 1,760 936,32

Strešna lega IPE 240 350,00 30,70 10745,00 0,922 322,70 Strešni nosilec HEA 200 126,24 42,30 5339,95 1,140 143,94 Fasadni nosilec IPE 100 672,00 8,10 5443,20 0,400 268,80 Fasadni steber IPE 120 362,70 10,40 3772,08 0,475 172,28 Zavetrovanje HOP 18/18/1.5 94,56 0,73 69,03 0,072 6,62 Zavetrovanje

strehe ø20 207.6 2,47 512,77 0,063 13,08

Skupaj 108549,23 2387,85


8 SKLEP

V diplomskem delu smo izvedli zasnovo statično in dinamično analizo jeklene hale z medetažno konstrukcijo iz prefabriciranih montažnih plošč. Analizo obtežb smo izvedli po standardih SIST EN, sam izračun pa je bil narejen s programom za analizo konstrukcije Tower 6.0 (demo verzija), po teoriji drugega reda. Za posamezne dele je bil izveden izračun po klasičnem postopku.

Za izvedbo hale smo v celoti uporabili material S 355. Stebri hale so iz profilov HEA 340 in so togo vpeti v čašasti temelj dimenzij 2,0 m x 2,0 m, čaša pa je globoka 0,70 m. Za strešne nosilce smo uporabili profile HEA 200. Hala je zavetrovana po strehi z zategami ø20, v območju fasade delno zavetrovana z zategami HOP 18/18/1,5.

Montažne spoje smo izvedli s čelnimi ploščami in prednapetimi vijaki kvalitete 10.9.


9 VIRI IN LITERATURA

[1] Lohmeyer, G, Bergmann, H, Ebeling, K 2006, Stahlbetonbau, B.G. Taubner Verlag,

Wiesbaden.

[2] Macuh, B 2008, Zemeljska dela in temeljenje, Fakulteta za gradbeništvo, Maribor.

[3] SIST EN 1990: 2004, Evrokod: Osnove projektiranja konstrukcij.

[4] SIST EN 1991-1-1: 2004, Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije ‒1‒1. del: Splošni

vplivi – Prostorninske teže, lastna teža, koristne obtežbe stavb.

[5] SIST EN 1991-1-3: 2004, Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije – 1‒3 del: Splošni

vplivi – Obtežba snega.

[6] SIST EN 1991-1-4: 2004, Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije – 1‒3 del: Splošni

vplivi – Vpliv vetra.

[7] SIST EN 1993-1-1: 2005, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 1‒1. del:

Splošna pravila in pravila za stavbe.

[8] SIST EN 1993-1-8: 2005, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 1‒8. del:

Projektiranje spojev.

[9] SIST EN 1997-1, Evrokod 7: Geotehnično projektiranje – 1. del: Splošna pravila.

[10] SIST EN 1998-1, Evrokod 8: Projektiranje potresnoodpornih konstrukcij – 1. del:

Splošna pravila, potresni vplivi in pravila za stavbe.

[11] http://www.scribd.com/doc/56076223/Single-storey-Steel-Buildings-Steel-

Buildings-in-Europe

[12] http://www.trimo.si/


10 PRILOGE

10.1 SEZNAM SLIK

Slika 2.1: Momentni spoj stebra in strešnega okvirja.................................................................4

Slika 2.2: Spoj strešne in fasadne lege (podkonstrukcije), bočno podpiranje..........................4

Slika 2.3: Momentni spoj primarnih nosilcev.............................................................................5

Slika 2.4: Anatomija jeklene konstrukcije..................................................................................6

Slika 2.5: Majhna lastna teža jeklene konstrukcije.....................................................................8

Slika 2.6: Svoboda izražanja arhitektov......................................................................................8

Slika 2.7: Reciklaža jekla............................................................................................................9

Slika 3.1: 3-D hala....................................................................................................................10

Slika 3.2: Tloris hale.................................................................................................................11

Slika 3.3: Slika ostrešja............................................................................................................12

Slika 3.4: Vzdolžni okvir.........................................................................................................13

Slika 3.5: Glavni okvir..............................................................................................................14

Slika 3.6: Delitev obtežbe na stranske in glavne okvir.............................................................16

Slika 3.7: Obtežba snega...........................................................................................................17

Slika 3.8: Referenčna višina ze v odvisnosti od h in b..............................................................18

Slika 3.9: Razdelitev sten na področja......................................................................................19

Slika 3.10: Razdelitev sten na področja....................................................................................20

Slika 3.11: Razdelitev ravne strehe na področja.......................................................................21

Slika 3.12: Razdelitev ravne strehe na področja (veter pravokotno na vzdolžno fasado).....22

Slika 3.13: Razdelitev ravne strehe na področja (veter na čelno fasado).................................23


Slika 3.14: Potresna nevarnost Slovenije – projektni pospešek tal........................................24

Slika 4.1: Lastna teža konstrukcije...........................................................................................28

Slika 4.2: Koristna obtežba, celoten objekt..............................................................................29

Slika 4.3: Koristna obtežba, leva stran objekta........................................................................29

Slika 4.4: Koristna obtežba, desna stran objekta......................................................................30

Slika 4.5: Koristna obtežba, sredina objekta............................................................................30

Slika 4.6: Koristna obtežba, desno in sredina objekta..............................................................31

Slika 4.7: Koristna obtežba, levo in sredina objekta................................................................31

Slika 4.8: Sneg, celoten objekt.................................................................................................32

Slika 4.9: Sneg, leva stran........................................................................................................32

Slika 4.10: Sneg, desna stran ...................................................................................................33

Slika 4.11: Veter, vzdolž vzdolžnega okvirja (tlak).................................................................33

Slika 4.12: Veter, vzdolž vzdolžnega okvirja (srk) .................................................................34

Slika 4.13: Notranje delovanje vetra podtlak...........................................................................34

Slika 4.14: Notranje delovanje vetra nadtlak............................................................................35

Slika 4.15: Potres......................................................................................................................35

Slika 4.16: Lastna teža konstrukcije.........................................................................................36

Slika 4.17: Koristna obtežba, celoten objekt............................................................................36

Slika 4.18: Koristna obtežba, levo, sredina, desno...................................................................37

Slika 4.19: Koristna obtežba, vmesni razponi..........................................................................37

Slika 4.20: Potres......................................................................................................................37

Slika 4.21: Fasadni nosilec.......................................................................................................38

Slika 4.22: Fasadni steber.........................................................................................................41

Slika 4.23: Strešna lega............................................................................................................48

Slika 4.24: Strešni nosilec........................................................................................................55

Slika 4.25: Nosilec...................................................................................................................62

Slika 4.26: Steber.....................................................................................................................70


Slika 4.27: Diagonala................................................................................................................78

Slika 4.28: Deformacije strešnega nosilca. Vrednosti so izpisane v milimetrih.......................80



Slika 5.1: Čašasti temelj............................................................................................................83

Slika 5.2: Sile v čašastem temelju.............................................................................................84

Slika 6.1: Razporeditev vijakov................................................................................................89

Slika 6.2: Raznos sil..................................................................................................................90


Slika 6.4: Raznos sil..................................................................................................................94


Slika 6.6: Raznos sil..................................................................................................................98

10.2 SEZNAM TABEL

Tabela 3.1: Vrednosti koeficientov zunanjega tlaka.................................................................19






Tabela 3.7: Teže etaž vzdolžnih okvirjev.................................................................................24

Tabela 3.8: Teže etaž glavnih okvirjev.....................................................................................25

Tabela 3.9: Sile na vzdolžni okvir............................................................................................26

Tabela 3.10: Sile na glavni okvir............................................................................................27

Tabela 7.1: Specifikacija profilov in mase jeklene konstrukcije............................................101


10.3 NASLOV ŠTUDENTA

Srečko Mernik

Vešenik 1

3210 Slovenske Konjice

e-mail: [email protected]

10.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS

Rojen: 9. 3. 1984 Celje

Šolanje: 1991‒1999 Osnovna šola Ob Dravinji

1999‒2004 Šolski center Celje

2004‒2013 Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo

trietaŽni jekleni poslovni objekt tlorisa 21 x 35 m · 3.2.3 lastna teža montažne betonske plo...

Documents