Metallkonstruktsioonid kodutöö 1 (0)

Metallkonstruktsioonid I Kodutöö 1 Raami riivi dimensioneerimine Üliõpilane: Matr. Nr: Juhendaja: Töö esitatud: Töö arvestatud: Tallinn, 201x.a.


1. kodutöö – algandmed
Viimase kahe numbri summa – 1  L=21 m B=56 m Viimane number – 1  sk=1.75 kN /m 2 tuul=−0.455 kN /m 2 Lahendus 1. Koormuse määramine Alalised koormused (v.a. tala omakaal)
Hoonel on soojustamata katusekonstruktsioon, mis koosneb profiilplekist ja 
roovidest.
- Kandva profiilpleki omakaal   - 10kg/m2
- Katuseroovide omakaal - 10kg/m2
- Raamide samm 5,6m
- Roovide samm 2,1m g ok =5.6 ∙ 20∙ 0.01 =1.04 kN / m Lumi (tabelist, vastavalt oma koodile)  g sk =1.75 ∙ 5.6∙ 0.8=7.84 kN / m Tuul (tabelist, vastavalt oma koodile) g tuul=−0.455 ∙ 5.6=−2.548 kN / m 2. Koormuskombinatsioonid Lumi domineerib (alaline koormus ebasoodne, tuul soodne) 1.2∙ 1.04+1.5 ∙ 7.84=13.0 kN /m Tuul domineerib (alaline koormus soodne, lumi soodne) 1.0 ∙1.04+ 1.5∙ (−2.548)=−2.782 kN /m 3. Tala arvutused M max= p l 2 8 = 13 ∙21 2 8 = 717 kNm M min= p l 2 8 = − 2.782∙ 21 2 8 =− 154 kNm W = M f y = 717 ∙ 10 6 355 = 2020 ∙ 10 3 m m3 Valitud tala HEA 400 S355 Wel ,y=2311∙ 10 3 mm3 2


G=125.0 kg /m W pl, y=2562∙ 10 3 mm3 A=15900 m m 2 h=390 mm b=300 mm t f =19 mm t w=11 mm r=27 mm 3


Kandepiirseisundis - Ristlõiketugevus Ristlõike klass 1
Painutatud ristlõike kandevõime ja lõikekandevõime M c ,Rd = W pl f y γM 0 = 2562 ∙ 10 3 ∙355 1.0 = 909.5 kNm Av= A−2 ∙ b∙ tf +( tw+2 ∙r )∙ tf =15900−2 ∙300 ∙ 19+(11+2∙27 )∙ 19=5735 m m 2 >η ⋅h w ⋅ t w=1.2 ⋅ (390 −2⋅ ( 27+ 19) )⋅ 11=3934 m m 2 Profiilli lõike pindalaks võib võtta  Av=5735m m 2 . Ristlõike plastne kandevõime V pl,Rd= A v ⋅ ( f y / √3 ) γ M 0 = 5735 ⋅(355 /√3) 1.0 = 1175.4 kN V Ed =14.5 ⋅ 21=304.5 kN < 0.5V pl, Rd −koosm õju ei arvesta gok ' =1.04+1.25=2.29 kN /m−koostala omakaaluga 1.2∙ 2.29+1.5 ∙7.84=14.5 kN /m−kui lumidomineerib Nihkestabiilsus h w tw = 390−2 ⋅(27+19) 11 = 27.09 ≤ 72 η ε= 72 1.2 0.81=48.6−v älja mõlkumist ei toimu Toeribi kandevõime Kahepoolse ribi effektiivpindala A s ≥ 4 hw tw 2 e = 4 ⋅(390−2 ⋅19) ⋅11 2 125 = 1363 mm 2 Ribi vajalik ristlõikepindala  Σb s= 1363 12 = 113.6 mm t s=12 mm ; bs =60 mm Ribi kandevõime A s ⋅ f y γM 1 = 2 ⋅12 ⋅60 ⋅355 1.0 = 511.2kN Seina kandevõime koondatud koormuse suhtes F Rd= f yw ⋅ Leff ⋅ t w γM 1 = 355 ⋅ 9.415⋅11 1.0 = 36.8 kN >F Ed =2.1⋅ 13=27.3 kN 4


L eff = χ F ⋅ l y= 0.0344 ⋅ 273.7= 9.415 mm χ F= 0.5 ´ λ F = 0.5 14.526 = 0.0344 ≤ 1.0 ´ λ F = √lytwfyw F cr = √273.7⋅11⋅355 5065 = 14.526 l y= ss+2 ⋅ t f ⋅ (1+ √m1+m2)=20+2⋅19⋅(1+√27.3+4.92)=273.7 mm s s =20 mm m 1= b f tw = 300 11 = 27.3 m 2=0.02 ( hw t f ) 2 = 0.02 ⋅ ( 390−2 ⋅(27+19) 19 ) 2 = 4.92 F cr = 0.9⋅ kF ⋅ E ⋅ tw 3 h w = 0.9 ⋅6 ⋅210000 ⋅ 11 3 390−2 ⋅(27+19) = 5065 kN k F =6 Kiive kui lumi domineerib Ψ=1− paarisarv roove C 1 =1 ; C 2=0 M cr=C1 ⋅ π 2 ⋅ E ⋅I z L 2 ⋅ [√Iw I z + L 2 2.6 ⋅ π 2 ⋅ I t I z + (C2⋅ zg) 2 −(C 2 ⋅ zg ) ]=¿1⋅π2⋅210000⋅8564⋅104 2100 2 ⋅106 ⋅ √2942⋅109 8564 ⋅10 4 + 2100 2 2.6 ⋅π 2 ⋅ 193.17 ⋅10 4 8564 ⋅10 4 = ¿7869.7 kN ´λ ¿= √Wpl,yfy M cr = √2562∙103⋅355 7869.7 ⋅10 6 = 0.340 h
b = 390
300 = 1.3<2 ⇒ kiivekõver b ;α ¿= 0.34 χ ¿= 1 Φ ¿+ √Φ ¿ 2−0.75 ⋅ ´λ ¿ 2 = 1 0.533+ √0.5332−0.75⋅0.3402 = 1.023=1.0 Φ ¿=0.5 [ 1 +α ¿ ⋅ ( ´λ ¿ ❑−0.4 )+0.75 ⋅ ´λ ¿ 2 ]=0.5[1+0.34 ⋅(0.34−0.4)+0.75⋅0.342]=¿0.533   Kiivekandevõime M b , Rd= χ¿ ⋅ W pl , y ⋅ f y γM 1 = 1.0 ⋅2562 ⋅10 3 ⋅ 355 1.0 = 909.5 kNm >M Ed =717 kNm 5


6


Kiive kui tuul domineerib Ψ=1− paarisarv roove C 1 =1.127 ;C 2=0.454 z g=−190 mm M cr=C1 ⋅ π 2 ⋅ E ⋅I z L 2 ⋅ [√Iw I z + L 2 2.6 ⋅ π 2 ⋅ I t I z + (C2⋅ zg) 2 −(C 2 ⋅ zg ) ]=¿1.127⋅π2⋅210000⋅8564⋅104 21000 2 ⋅106 ⋅ [√2942⋅109 8564 ⋅10 4 + 2100 2 2.6 ⋅ π 2 ⋅ 193.17 ⋅ 10 4 8564 ⋅10 4 + ( 0.454 ⋅ 190 ) 2 +0.454 ⋅190 ]=¿136.07kN ´λ ¿= √Wpl,yfy M cr = √2562∙103⋅355 136.07 ⋅10 6 = 2.585 h
b = 390
300 = 1.3<2 ⇒ kiivekõver b ;α ¿= 0.34 χ ¿= 1 Φ ¿+ √Φ ¿ 2−0.75 ⋅ ´λ ¿ 2 = 1 3.377+ √3.3772−0.75⋅2.5852 = 0.169 χ ¿ ≤ 1 ´λ ¿ 2 = 1 2.585 2 =0.150 ⇒ χ¿=0.15 Φ ¿=0.5 [ 1 +α ¿ ⋅ ( ´λ ¿ ❑−0.4 )+0.75 ⋅ ´λ ¿ 2 ]=¿ ¿ 0.5 [1+0.34⋅(2.585−0.4)+0.75⋅2.5852]=3.377   Kiivekandevõime M b , Rd= χ¿ ⋅ W pl , y ⋅ f y γM 1 = 0.15 ⋅2562 ⋅10 3 ⋅ 355 1.0 = 136.4 kNmKasutuspiirseisundis (lumi domineerib) - Piirläbipaine L/250 (kasutuspiirseisundi tavaline  kombinatsioon)  δ lub= 21000 250 = 84 mm δ max= 5 p l 4 384 ⋅ E ⋅ I = 5 ⋅13 ⋅21000 4 384 ⋅ 210000⋅ 45070⋅10 4 =347.8 mm Läbipainde piirsuurus ei ole tagatud. 7

Document Outline

• 1. kodutöö – algandmed
• Lahendus
  • 1. Koormuse määramine
  • Alalised koormused (v.a. tala omakaal)
  • Lumi (tabelist, vastavalt oma koodile)
  • Tuul (tabelist, vastavalt oma koodile)
  • 2. Koormuskombinatsioonid
  • Lumi domineerib (alaline koormus ebasoodne, tuul soodne)
  • Tuul domineerib (alaline koormus soodne, lumi soodne)
  • 3. Tala arvutused
  • Kandepiirseisundis
  • Ristlõiketugevus
  • Kasutuspiirseisundis (lumi domineerib)
  • Piirläbipaine L/250 (kasutuspiirseisundi tavaline kombinatsioon)