Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ Άσκηση 14 Αντισεισμικός σχεδιασμός στεγάστρου με συνδέσμους δυσκαμψίας με εκκεντρότητα

Transcript

1 ιδηρές ατασκευές Άσκηση ντισεισμικός σχεδιασμός στεγάστρου με συνδέσμους δυσκαμψίας με εκκεντρότητα χολή Πολιτικών ηχανικών ργαστήριο εταλλικών ατασκευών

2 Άδεια Χρήσης ο παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. ια εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 ..Π. κφώνηση το υπόστεγο της άσκησης ζητείται η διαστασιολόγηση και ο έλεγχος επάρκειας έναντι σεισμού, σύμφωνα με τον, της δοκού σύζευξης (από τη σειρά Β) και του κατακόρυφου συνδέσμου δυσκαμψίας με εκκεντρότητα (από κοίλη τετραγωνική διατομή). Δ ποστυλώματα: 36 Ζυγώματα: IPE - ΧΔ Δ ΔΨ 3

4 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ εωμετρία Όψη στεγάστρου Δοκός σύζευξης

5 Δοκός σύζευξης..π. δοκός σύζευξης υπόκειται σε μεγάλη διατμητική και καμπτική καταπόνηση από οριζόντια φορτία. το τμήμα αυτό είναι ευκολότερο να συγκεντρωθούν οι απαιτήσεις πλαστιμότητας. Έτσι, οι δοκοί σύζευξης πρέπει να υπολογίζονται και να μορφώνονται έτσι ώστε να παρέχουν επαρκή πλαστιμότητα. α άλλα στοιχεία (στύλοι, διαγώνιοι και υπόλοιπο τμήμα των ζυγωμάτων) πρέπει να ελέγχονται με ικανοτικό σχεδιασμό, ώστε η διαρροή να περιορίζεται στις δοκούς σύζευξης. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ

6 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 6 εισμικές δράσεις σχεδιασμού (EAK ) Φάσμα σχεδιασμού

7 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 7 Φάσμα σχεδιασμού εισμικές δράσεις σχεδιασμού (EAK )

8 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 8 υντελεστής συμπεριφοράς q

9 ..Π. Φ d () Δ εισμικά φορτία στο στέγαστρο : φορτία στέγης: G =,8kN/m : χιόνι επί της στέγης: S =,kn/m : έγιστη οριζόντια φασματική επιτάχυνση: γ A n θ β q ο,,36g,83,,, Ζώνη σεισμικής επικινδυνότητας : A=,36 g Έδαφος κατηγορίας: Β Θεμελιώδης περίοδος ταλάντωσης του πλαισίου: < < υντελεστής φασματικής ενίσχυσης: β ο =, υντελεστής θεμελίωσης: θ=, ατηγορία σπουδαιότητας : γ =, Ποσοστό απόσβεσης: ζ=3% (κοχλιωτή και συγκολλητή μεταλλική κατασκευή),66 g - ΧΔ Δ ΔΨ 9

10 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ εισμικά φορτία στο στέγαστρο q =,kn 3/ + 3,36kN/m m =,8kN,kN,8kN E

11 Δυνάμεις στη διαγώνιο και το υποστύλωμα..π. Δ Δύναμη σε κάθε διαγώνιο Scosφ=,7kN=>S=,7kN/,33=36,9kN Δύναμη στο υποστύλωμα S+68,8kN=Ssinφ =>S=-68,8kN+36,9kN,9=9,7kN - ΧΔ Δ ΔΨ

12 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ ντατικά μεγέθη κεφαλοδοκού

13 πιλογή διατομής δοκού σύζευξης..π. M Ed M pl,rd W pl,y γ f y W pl,y 98,kNcm 3,kN / cm, 89,cm 3 πιλέγεται Β με =6,cm και W pl,y =3cm 3 Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 3

14 ..Π. Δ ηχανισμός διαρροής δοκού σύζευξης μηχανισμός διαρροής της δοκού σύζευξης εξαρτάται από τον λόγο του μήκους της (=,m) προς το μήκος C M pc / Vpc όπου pc και V pc είναι η αντοχή σε κάμψη και διάτμηση της διατομής της δοκού σύζευξης. Όταν C /,8 αναπτύσσεται κυρίως διατμητική διαρροή (διατμητική πλαστική άρθρωση). ια C /,3 αναπτύσσεται κυρίως καμπτική διαρροή (καμπτική πλαστική άρθρωση). ια ενδιάμεσες τιμές η διαρροή είναι σύνθετη. - ΧΔ Δ ΔΨ

15 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ κανοτικός σχεδιασμός συνδέσμων με εκκεντρότητα

16 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 6 παιτήσεις αντισεισμικού σχεδιασμού των δοκών σύζευξης

17 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 7 παιτήσεις αντισεισμικού σχεδιασμού των δοκών σύζευξης

18 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 8 Έλεγχοι για Δοκούς σύζευξης με καμπτικό μηχανισμό διαρροής

19 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 9 Έλεγχοι για Δοκούς σύζευξης με διατμητικό μηχανισμό διαρροής

20 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ ντοχές των δοκών σύζευξης με διατμητικό μηχανισμό διαρροής

21 ηχανισμός διαρροής δοκού σύζευξης..π. Διατομή pc (knm) V pc (kn) C / M pc / Vpc Β 7,,86,,7 C και C / /,3, αμπτική διαρροή Δεν απαιτούνται νευρώσεις Δ - ΧΔ Δ ΔΨ

22 ατηγορία δοκού σύζευξης ()..Π. Όρια των λόγων b/t για θλιβόμενα τμήματα των διατομών για διάφορες κατηγορίες διατομών Δ - ΧΔ Δ ΔΨ

23 ..Π. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 3 ατάταξη κορμού Όρια των λόγων b/t για θλιβόμενα τμήματα των διατομών για διάφορες κατηγορίες διατομών ορμός : (- 7)/=<33ε

24 ..Π. Δ ατάταξη πέλματος (προεξέχον τμήμα) Όρια των λόγων b/t για θλιβόμενα τμήματα των διατομών για διάφορες κατηγορίες διατομών Προεξέχον τμήμα πέλματος: (/--/)/7=,<9ε - ΧΔ Δ ΔΨ

25 ..Π. ατάταξη πέλματος (συνολικά) Όρια των λόγων b/t για θλιβόμενα τμήματα των διατομών για διάφορες κατηγορίες διατομών Δ Πέλμα: /7=<ε - ΧΔ Δ ΔΨ

26 ..Π. Δ Έλεγχοι επάρκειας δοκού σύζευξης ια τις δοκούς σύζευξης με μηχανισμό καμπτικών πλαστικών αρθρώσεων, θα πρέπει να ισχύουν: s /M pc <, N s /N pc <,(V o +V M )/V pc <, όπου: s : η μέγιστη ροπή των σεισμικών συνδυασμών s : η μέγιστη αξονική δύναμη των σεισμικών συνδυασμών N pc, pc, V pc : οι αντοχές αξονικής, ροπής και τέμνουσας της διατομής στη θέση πλαστικής άρθρωσης V o : η τέμνουσα της δοκού σύζευξης θεωρούμενης ως αμφιερείστου στη θέση πλαστικής άρθρωσης V M =( RA +M RB )/ : η τέμνουσα που αντιστοιχεί στην οριακή καμπτική αντοχή των άκρων της δοκού, υπολογιζόμενη με την ανώτερη τιμή της τάσης διαρροής και : το άνοιγμα της δοκού σύζευξης - ΧΔ Δ ΔΨ 6

27 Έλεγχοι επάρκειας δοκού σύζευξης..π. s : η μέγιστη ροπή των σεισμικών συνδυασμών s : η μέγιστη αξονική δύναμη των σεισμικών συνδυασμών N pc, pc : οι αντοχές αξονικής και ροπής της διατομής στη θέση πλαστικής άρθρωσης s =98kNcm M N Δ s s / M / N pc pc s =,7kN 3 cm 6,cm 98 kncm 3,7kN 3,kN / cm 3,kN / cm,8,, - ΧΔ Δ ΔΨ, 7

28 Έλεγχοι επάρκειας δοκού σύζευξης..π. V pc =οι αντοχή τέμνουσας της διατομής στη θέση πλαστικής άρθρωσης V o : η τέμνουσα της δοκού θεωρούμενης ως αμφιερείστου στη θέση πλαστικής άρθρωσης V M =( RA +M RB )/ : η τέμνουσα που αντιστοιχεί στην οριακή καμπτική αντοχή των άκρων της δοκού υπολογιζόμενη με την ανώτερη τιμή της τάσης διαρροής V pc =,86kN V o = (δεν παραλαμβάνει φορτία από τη στέγη) V M =( RA +M RB )/ = 7,6kNm/,m=97,97kN Δ (V o +V M )/V pc =97,97/,86=,<, - ΧΔ Δ ΔΨ 8

29 ..Π. Διαστασιολόγηση νευρώσεων τα άκρα των δοκών σύζευξης πρέπει να ενισχύονται με αμφίπλευρες νευρώσεις καθ όλο το ύψος του κορμού, με πάχος νευρώσεων: t=max{,7t w ; mm}=max{,7 mm ; mm}=mm πιλέγεται πάχος mm. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 9

30 ..Π. Δ κανοτικός σχεδιασμός α υποστυλώματα, το υπόλοιπο τμήμα της κεφαλοδοκού και οι διαγώνιοι, θα πρέπει να ελέγχονται σε κάμψη και λυγισμό και να διαστασιολογούνται με ικανοτικό συντελεστή ίσο με: α cd =,min{v pdi /V sdi ; M pdi /M sdi }= =,min{,86kn/68,8kn ; 7,6kNm/9,8kNm }= =,min{,67 ;,8}=, ώστε η διαρροή να περιορίζεται στις δοκούς σύζευξης. όπου: V sdi και M sdi : είναι αντίστοιχα, η τέμνουσα και η ροπή από τον σεισμικό συνδυασμό στη θέση της πλαστικής άρθρωσης της δοκού σύζευξης V pdi και M pdi : είναι οι αντίστοιχες οριακές αντοχές της διατομής της δοκού σύζευξης. - ΧΔ Δ ΔΨ 3

31 ..Π. Φορτίο διαγωνίου κανοτικός έλεγχος διαγωνίου ο αξονικό φορτίο για το οποίο θα πρέπει να διαστασιολογηθεί η διαγώνιος του κατακόρυφου συνδέσμου δυσκαμψίας είναι: Ed =, 36,9kN=3,8kN Διαστασιολογείται η θλιβόμενη διαγώνιος. Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 3

32 ..Π. πιλογή διατομής και καμπύλη λυγισμού πιλογή διατομής ετά από δοκιμές επιλέγουμε τετραγωνική κοίλη διατομή //8 με =,cm και i=,36cm πιλογή καμπύλης λυγισμού οίλες Διατομές Δ Διατομή Όρια υγισμός περί τον άξονα αμπύλη λυγισμού S 3 S 7 S 6 S 3 S ν θερμώ έλαση άθε a a Ψυχρή έλαση άθε c c - ΧΔ Δ ΔΨ 3

33 ..Π. L Δ νηγμένη λυγηρότητα λ E λ π f y L y,7 Af N y cr 93,9 ε νηγμένη λυγηρότητα διαγωνίου L i cr ε λ ήκη λυγισμού, 3 f y,3 cm υγισμός κατά τον ασθενή άξονα λ z L i λ,36 cm 3 cm 93,9 3 cm, - ΧΔ Δ ΔΨ 33

34 ειωτικός συντελεστής λυγισμού χ..π.,,,9,8,7,6,,,3,,,,,,,6,8,,,,6,8,,,,6,8 3, χ=,63<, Δ a a b c d - ΧΔ Δ ΔΨ 3

35 Έλεγχος επάρκειας διαγωνίου..π. N b,rd χaf γ M y,63,m 3,kN /, cm 6,kN N b,rd 6,kN N Ed 3,8kN Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 3

36 ..Π. χόλια α ακραία τμήματα της κεφαλοδοκού διαστασιολογούνται λαμβάνοντας υπόψη τον ικανοτικό συντελεστή και μπορούν να ενισχυθούν με προσθήκη λεπίδων στα πέλματα. ι συνδέσεις στα άκρα της διαγωνίου του κατακόρυφου συνδέσμου δεν απαιτείται να διαθέτουν υπεραντοχή έναντι της διαγωνίου κεφαλοδοκός γενικώς πρέπει να ελέγχεται σε στρεπτοκαμπτικό λυγισμό (ο έλεγχος αυτός έχει παραλειφθεί στο συγκεκριμένο παράδειγμα, γιατί η κεφαλοδοκός θεωρείται ότι δεν είναι ευαίσθητη σε πλευρικό λυγισμό, λόγω του ότι είναι πλατύπελμη και έχει σχετικά μικρό μήκος). Δ - ΧΔ Δ ΔΨ 36

37 Χρηματοδότηση ο παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. ο έργο «νοικτά καδημαϊκά αθήματα..π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. ο έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του πιχειρησιακού Προγράμματος «κπαίδευση και Δια Βίου άθηση» και συγχρηματοδοτείται από την υρωπαϊκή Ένωση (υρωπαϊκό οινωνικό αμείο) και από εθνικούς πόρους.