Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Χάρης Ι. Γαντές Επίκουρος Καθηγητής Μόρφωση χωρικών κατασκευών από χάλυβα Επιστημονική Ημερίδα στα Πλαίσια της 4ης Διεθνούς Ειδικής Έκθεσης για τις Κατασκευές Αθήνα, 16 Μαίου 2005
Περιεχόμενα παρουσίασης Σημασία και γενικές αρχές μόρφωσης Επιλογή υλικού, διατομής, μέλους Στατικά συστήματα για παραλαβή κατακόρυφων φορτίων Στατικά συστήματα για παραλαβή οριζόντιων φορτίων Λυγισμός θλιβόμενων μελών Μονώροφα μεταλλικά κτίρια Πολυώροφα μεταλλικά κτίρια Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 2
Σημασία μόρφωσης Πρώτο χρονικά βήμα κάθε στατικής μελέτης Πιθανά λάθη ή μη βέλτιστες επιλογές σε αυτή τη φάση - είναι πολύ δύσκολο να διορθωθούν στη συνέχεια - συνεπάγονται αύξηση του κόστους ή και αδυναμία υλοποίησης της μελέτης Οι απαιτούμενες γνώσεις είναι σε μεγάλο βαθμό εμπειρικές, με αποτέλεσμα να είναι δυσχερής η συστηματοποίηση και η διδασκαλία τους Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 3
Παράγοντες που επηρεάζουν τη μόρφωση Ασφάλεια Λειτουργία χώρου απαιτήσεις χρηστών Αρχιτεκτονικές επιθυμίες & απαιτήσεις Περιορισμοί από Η/Μ εγκαταστάσεις Κόστος... Προσπάθεια εξισορρόπησης συχνά αντιφατικών στόχων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 4
Μεθοδολογία μόρφωσης Αλληλεπίδραση με χρήστες άλλες εμπλεκόμενες ειδικότητες Εμπειρία Βασικές αρχές Προσεγγιστικοί υπολογισμοί με το χέρι Διαδικασία διαδοχικών επαναλήψεων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 5
Σκαριφήματα από παραδείγματα μόρφωσης Αρχιτεκτονική μόρφωση Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 6
Σκαριφήματα από παραδείγματα μόρφωσης Αρχιτεκτονική και στατική μόρφωση Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 7
Σκαριφήματα από παραδείγματα μόρφωσης Στατική μόρφωση Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 8
Σκαριφήματα από παραδείγματα μόρφωσης Μόρφωση λεπτομερειών Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 9
Έμφαση σημερινής παρουσίασης Δομοστατικές παράμετροι μόρφωσης Επικέντρωση σε μεταλλικές κατασκευές Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 10
Επιλογή δομικού υλικού Κύριο εργαλείο περιγραφής μηχανικής συμπεριφοράς υλικών σ f u f y E T ιδεατή συμπεριφορά πραγματική συμπεριφορά ε y E Απορροφούμενη ενέργεια πλαστιμότητα Διάγραμμα τάσεων σ ανηγμένων παραμορφώσεων ε ε u ε Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 11
Σύγκριση δομικών υλικών Διαγράμματα τάσεων σ ανηγμένων παραμορφώσεων ε Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 12
Σύγκριση δομικών υλικών f y /γ [m] E/γ [m] Χάλυβας S235 3000 2675000 Σκυρόδεμα C20/25 800 (θλ) 88 (εφ) 1160000 Αντοχή και δυσκαμψία ως προς το βάρος Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 13
Δομικός χάλυβας E [MPa] f y [MPa] f u [MPa] ε u [%] S235 235 360 25 S275 210000 275 430 23,5 S355 355 510 22 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 14
Επιλογή διατομής για εφελκυσμό N N Έλεγχος αστοχίας: σ=ν/α f y Α Ν/f y Έλεγχος λειτουργικότητας: δ=εl=(σ/ε)l=(n/ea)l δ επ Α (NL)/(Eδ επ ) Κρίσιμη παράμετρος: εμβαδόν διατομής Α Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 15
Επιλογή διατομής για κάμψη q Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 16
Επιλογή διατομής για κάμψη q M max =ql 2 /8 Έλεγχος αστοχίας: σ max =M max /W f y W M max /f y Έλεγχος λειτουργικότητας: δ max =5qL 4 /384EI δ επ Ι (5qL 4 )/(384Eδ επ ) Κρίσιμη παράμετρος: ροπή αδράνειας διατομής Ι Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 17
Επιλογή διατομής για θλίψη N N Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 18
Επιλογή διατομής για θλίψη N Έλεγχος αστοχίας: N σ=ν/α f y Α Ν/f y Ν π 2 ΕΙ/L 2 i L π N EA Έλεγχος λειτουργικότητας: δ=εl=(σ/ε)l=(n/ea)l δ επ Α (NL)/(Eδ επ ) Κρίσιμες παράμετροι: εμβαδόν διατομής Α ακτίνα αδράνειας διατομής i=(ι/a) 1/2 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 19
Παραλαβή κατακόρυφων φορτίων L Φορτία βαρύτητας: κατακόρυφα Γεφύρωση οριζόντιων ανοιγμάτων Κυρίαρχη καμπτική λειτουργία Ανάγκη μεγάλης ροπής αδράνειας Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 20
Καμπτική λειτουργία: βασικές δράσεις q L M max =ql 2 /8 δ max =5qL 4 /(384ΕΙ) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 21
Καμπτική λειτουργία: βασικοί έλεγχοι Αστοχία M f ql 8 f ql σ σ fw γ 2 2 max y y maxεπ y M Wγ M W γ M 8 Λειτουργικότητα max 5qL L δδ επ 384EI α 4 EI 3 5qL 384 α Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 22
Ορθογωνική διατομή Αντοχή : ( ) 2 bhγ p L 2 bh + fγ y 6 8 M Λειτουργικότητα : ( ) 3 bh 3 5 bhγ + p L Eα 12 384 Πρόβλημα : καθώς το L μεγαλώνει, αναγκαζόμαστε να αυξήσουμε τα b, h για να μεγαλώσει το αριστερό μέρος των ανισοτήτων, με αποτέλεσμα το ίδιο βάρος να γίνεται σημαντικό ποσοστό του συνολικού φορτίου Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 23
Ορθογωνική διατομή Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 24
Βελτιστοποίηση διατομής Στόχος : Μεγάλες τιμές I, W σε σχέση με το εμβαδόν της διατομής Α Λύση : Απομάκρυνση υλικού από ουδέτερο άξονα I = A z 2 da z da y Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 25
Βελτιστοποίηση διατομής Απλή κάμψη : διατομές διπλού ταυ Διπλή κάμψη : κοίλες διατομές Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 26
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ IPE υψίκορμες HEA HEB πλατύπελμες Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 27
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ ίδιου ύψους 500 400 A(cm 2 ) HEB 300 HEA 200 100 0 IPE h(mm) 0 200 400 600 800 1000 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 28
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ ίδιου ύψους 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 I y (cm 4 ) HEB HEA IPE h(mm) 20000 15000 10000 5000 0 I z (cm 4 ) HEB HEA IPE h(mm) 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 50 40 30 20 10 0 i y (cm) IPE HEA HEB h(mm) 8 6 4 2 0 i z (cm) IPE HEA HEB h(mm) 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 29
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ ίδιου ύψους 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 W el,y (cm 3 ) HEB HEA IPE h(mm) 1200 1000 800 600 400 200 0 W el,z (cm 3 ) HEB HEA IPE h(mm) 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 20000 15000 W pl,y (cm 3 ) HEB 2000 1500 W pl,z (cm 3 ) HEB 10000 5000 0 IPE HEA h(mm) 1000 500 0 HEA IPE h(mm) 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 30
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ ίδιου βάρους 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 I y (cm 4 ) IPE HEA HEB A(cm 2 ) 20000 15000 10000 5000 0 I z (cm 4 ) IPE HEB HEA A(cm 2 ) 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 50 40 30 20 i y (cm) IPE HEA HEB 8 6 4 i z (cm) IPE HEA HEB 10 0 A(cm 2 ) 2 0 A(cm 2 ) 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 31
Σύγκριση διατομών διπλού ταυ ίδιου βάρους 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 W el,y (cm 3 ) IPE HEA HEB A(cm 2 ) 1200 1000 800 600 400 200 0 W el,z (cm 3 ) IPE HEB HEA A(cm 2 ) 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 20000 15000 10000 W pl,y (cm 3 ) HEA HEB 2000 1500 1000 W pl,z (cm 3 ) HEB HEA 5000 0 IPE A(cm 2 ) 500 0 IPE A(cm 2 ) 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 32
Προβλήματα υψίκορμων διατομών διπλού ταυ Τοπικός λυγισμός Πλευρικός λυγισμός Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 33
Δικτυώματα Στόχος : Ακόμη μεγαλύτερες τιμές I, W σε σχέση με το εμβαδόν της διατομής Α Λύση : Δικτυώματα (μεγαλύτερη απομάκρυνση υλικού από ουδέτερο άξονα + παραλαβή κάμψης μέσω αξονικής λειτουργίας) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 34
Μορφολογία δικτυωμάτων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 35
Προβλήματα δικτυωμάτων Κόστος συνδέσεων Λυγισμός θλιβόμενων μελών Πλευρικός λυγισμός Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 36
Αντιμετώπιση προβλήματος πλευρικού λυγισμού Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 37
Βελτιστοποίηση γεωμετρίας δικτυώματος Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 38
Τόξα Παραλαβή εγκάρσιων φορτίων μέσω κυρίαρχης αξονικής θλίψης καλύτερη εκμετάλλευση υλικού h M max =Ηh Η Η Προβλήματα : Λυγισμός διαφόρων μορφών, εντός και εκτός επιπέδου Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 39
Τόξο ολόσωμης διατομής διπλού ταυ με νευρώσεις Παραλλαγές τόξων Δικτυωτό τόξο Τόξο με ελκυστήρα Δικτυωτό τόξο με ελκυστήρα Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 40
Ευστάθεια τόξων εκτός επιπέδου Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 41
Καλώδια Παραλαβή εγκάρσιων φορτίων μέσω κυρίαρχου αξονικού εφελκυσμού καλύτερη εκμετάλλευση υλικού και αποφυγή προβλημάτων λυγισμού Η h Η M max =Ηh Πρόβλημα : Τα φορτία πρέπει αρχικά να διοχετευθούν προς τα πάνω Απαίτηση υψηλών πυλώνων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 42
Αντιστοιχία τόξων και καλωδίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 43
Σύγκριση στατικής λειτουργίας δοκών-καλωδίων Η δοκός αναπτύσσει διατμητικές και καμπτικές εντάσεις, μέσω των οποίων μεταφέρει τα φορτία στις στηρίξεις. Το καλώδιο αναπτύσσει μόνον εφελκυστική ένταση, της οποίας η κατακόρυφη συνιστώσα εξισορροπεί την τέμνουσα δύναμη, ενώ η οριζόντια συνιστώσα επί το εγκάρσιο βέλος εξισορροπεί την ροπή. Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 44
Σύγκριση στατικής λειτουργίας δοκών-καλωδίων Σχήμα παραμόρφωσης καλωδίου = Σχήμα διαγράμματος ροπών κάμψης δοκού Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 45
Στατικά συστήματα καλωδιωτών κατασκευών Στέγες μεγάλων ανοιγμάτων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 46
Στατικά συστήματα καλωδιωτών κατασκευών Γέφυρες Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 47
Καμπτική λειτουργία σε 2 διευθύνσεις Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 48
Καμπτική λειτουργία σε 2 διευθύνσεις Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 49
Ταξινόμηση βασικών στατικών συστημάτων παραλαβής κατακόρυφων φορτίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 50
Ταξινόμηση δύσκαμπτων στατικών συστημάτων παραλαβής κατακόρυφων φορτίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 51
Ταξινόμηση εύκαμπτων στατικών συστημάτων παραλαβής κατακόρυφων φορτίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 52
Ταξινόμηση στατικών συστημάτων παραλαβής κατακόρυφων φορτίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 53
Παραλαβή οριζόντιων φορτίων Άνεμος Σεισμός Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 54
Πλαισιακή λειτουργία Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 55
Δικτυωτή λειτουργία Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 56
Λυγισμός θλιβόμενων μελών Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 57
Ισχυρός και ασθενής άξονας λυγισμού Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 58
Πλευρική εξασφάλιση κατά τον ασθενή άξονα Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 59
Μόρφωση μονώροφων μεταλλικών κτιρίων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 60
Διάταξη κύριων φορέων Κάτοψη χώρου προς στέγαση a L Οι κύριοι φορείς διατάσσονται παράλληλα μεταξύ τους, ανά σταθερές αποστάσεις a με βέλτιστη τιμή 6m ή λίγο λιγότερο. Το στατικό σύστημα των κύριων φορέων εξαρτάται από το άνοιγμα L. Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 61
Διάταξη κύριων φορέων 6m 6m 6m 6m 60m 6m 6m 6m 6m 6m 6m 6m 25m Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 62
Στατικό σύστημα κύριων φορέων Βέλτιστο και μέγιστο άνοιγμα για πλαισιακό φορέα ενός ανοίγματος με ολόσωμα μέλη μεταβλητής διατομής. Βέλτιστο και μέγιστο άνοιγμα για πλαισιακό φορέα δύο ανοιγμάτων με ολόσωμα μέλη μεταβλητής διατομής. Βέλτιστο και μέγιστο άνοιγμα για πλαισιακό φορέα τριών ανοιγμάτων με ολόσωμα μέλη μεταβλητής διατομής. Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 63
Γεωμετρία στέγης Μονοκλινής Δικλινής ασύμμετρη Δικλινής συμμετρική Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 64
Συνήθης κύριος φορέας ΚΥΡΙΟΙ ΦΟΡΕΙΣ ζύγωμα ΔΟΚΟΙ ΖΥΓΩΜΑΤΟΣ al ΣΤΥΛΟΣ ΠΛΑΙΣΙΟΥ υποστύλωμα Πλαισιακός κύριος φορέας ενός ανοίγματος (ως περίπου 30m) με ολόσωμα μέλη σταθερής διατομής. Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 65
Στατικός ρόλος κύριων φορέων Λειτουργούν πλαισιακά στο επίπεδό τους για παραλαβή κατακόρυφων και οριζόντιων φορτίων. Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 66
Ζώνη επιρροής κύριων φορέων Κ.Φ (i+1) Κ.Φi Κ.Φ (i-1) ΕΥΡΟΣ ΖΩΝΗΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ i 6.00m 6.00m 25.00m Κ.Φi= ΚΥΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ i 6.00m 6.00m Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 67
Διατομές κύριων φορέων ζυγώματα συνήθως IPE προσανατολισμός ζυγώματος υποστυλώματα συνήθως HEA ή HEB προσανατολισμός υποστυλώματος Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 68
Συνδέσεις κύριων φορέων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 69
Εδράσεις κύριων φορέων αμφιαρθρωτό αμφίπακτο επιβάρυνση ανωδομής ανακούφιση θεμελίωσης επιβάρυνση θεμελίωσης ανακούφιση ανωδομής Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 70
Τεγίδες ΑΔΟΚΙΔΕΣ ΣΤΕΓΗΣ (ΤΕΓΙΔΕΣ) ΚΕΦΑΛΟΔΟΚΟΣ (ΑΚΡΑΙΑ ΤΕΓΙΔΑ) l Κύριος ρόλος: στήριξη επικάλυψης στέγης Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 71
Διάταξη και διατομές τεγίδων ΚΟΡΥΦΟΤΕΓΙΔΕΣ ΜΕΣΟΤΕΓΙΔΕΣ ΑΚΡΟΤΕΓΙΔΑ ΜΕΣΟΤΕΓΙΔΕΣ ΑΚΡΟΤΕΓΙΔΑ ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΟΗΣ ΚΟΡΥΦΟΤΕΓΙΔΑΣ ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΟΗΣ ΜΕΣΟΤΕΓΙΔΑΣ ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΟΗΣ ΑΚΡΟΤΕΓΙΔΑΣ Διατομές: συνήθως IPE ή Z Αποστάσεις: περίπου 1,50m Επιδιώκεται άρτιο πλήθος φατνωμάτων τεγίδων στο μισό ζύγωμα Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 72
Φορτία τεγίδων φορτίο ανέμου ΖΥΓΩΜΑ g: ίδιο βάρος τεγίδας φορτίο χιονιού φορτίο επικάλυψης Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 73
Στατικά συστήματα τεγίδων αμφιέρειστη συνεχής 2 ανοιγμάτων Gerber Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 74
Μετωπικοί στύλοι Ο Ο Ο Ο 0 l Κύριος ρόλος: συμμετοχή στη στήριξη επικάλυψης όψης Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 75
Μετωπικοί στύλοι Διατομή: Θέσεις: Συνδέσεις: συνήθως IPE επιθυμητό ανά δεύτερη τεγίδα περιορισμοί λόγω ανοιγμάτων κάτω άρθρωση ή πάκτωση άνω απλή στήριξη στο ζύγωμα όχι μεταφορά κατακόρυφων δυνάμεων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 76
Διάταξη μετωπικών στύλων ΖΥΓΩΜΑ ΖΥΓΩΜΑ ΣΤΥΛΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΦΟΡΕΑ ΜΕΤΩΠΙΚΟΣ ΣΤΥΛΟΣ ΜΕΤΩΠΙΚΟΣ ΣΤΥΛΟΣ ΜΕΤΩΠΙΚΟΣ ΣΤΥΛΟΣ ΣΤΥΛΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΦΟΡΕΑ ΟΨΗ ΑΚΡΑΙΟΥ ΖΕΥΚΤΟΥ ΚΑΤΟΨΗ ΣΤΥΛΩΝ ΖΕΥΚΤΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΩΠΙΚΩΝ ΣΤΥΛΩΝ Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 77
Φορτία μετωπικών στύλων Φορτίο επικάλυψης ΕΥΡΟΣ ΖΩΝΗΣ ΕΠΙΡΟΗΣ ΜΕΤΩΠΙΚΟΥ ΣΤΥΛΟΥ 1 Φορτίο ανέμου 0 Ι.β μηκίδας Ι.β μετωπικού στύλου l ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΟΗΣ ΕΝΔΙΑΜΕΣΟΥ ΜΕΤΩΠΙΚΟΥ ΣΤΥΛΟΥ ΜΕΤΩΠΙΚΟΣ ΣΤΥΛΟΣ ΠΛΑΓΙΑ ΟΨΗ ΠΡΟΣΟΨΗ ΠΛΑΓΙΑ ΟΨΗ ΜΕΤΩΠΙΚΟΥ ΣΤΥΛΟΥ Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 78
Μηκίδες ΟΚΙΔΕΣ ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ ΕΠΙΚΑΛΥΨΕΩΝ (ΜΗΚΙΔΕΣ) 0 ΚΕΦΑΛΟΔΟΚΟΣ (ΑΝΩ ΑΚΡΑΙΑ ΜΗΚΙΔΑ) l Κύριος ρόλος: στήριξη πλαγιοκάλυψης όψεων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 79
ΣΤΥΛΟΣ Διάταξη και διατομές μηκίδων ΖΥΓΩΜΑ ΖΥΓΩΜΑ 1/2 ΖΩΝΗΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΜΕΣΑΙΑΣ ΜΗΚΙΔΑΣ ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΜΕΣΑΙΑΣ ΜΗΚΙΔΑΣ ΖΩΝΗ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΑΚΡΑΙΑΣ ΜΗΚΙΔΑΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΜΗΚΙΔΑΣ ΣΤΥΛΟΥ Διατομές: συνήθως ΗEΑ ή U Αποστάσεις: περίπου 1,20m Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 80
Φορτία μηκίδων Φορτίο επικάλυψης Ζώνη επιροής μεσαίας τεγίδας z y y z ΣΤΥΛΟΣ Φορτίο ανέμου ι.β μηκίδας Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 81
Ελκυστήρες ή ντίζες τεγίδων ΖΕΥΚΤΑ ΤΕΓΙΔΕΣ ΜΗΚΙΔΕΣ ΝΤΙΖΕΣ ΤΕΓΙΔΩΝ (α) ΝΤΊΖΕΣ ΤΕΓΙΔΩΝ ΣΤΑ l/2 ΤΟΥ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΤΟΥΣ l (β) ΝΤΊΖΕΣ ΤΕΓΙΔΩΝ ΣΤΑ l/3 ΤΟΥ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΤΟΥΣ l Στατικό μοντέλο τεγίδας κατά τον ισχυρό της άξονα l l/2 l/2 Στατικό μοντέλο τεγίδας κατά τον ασθενή της άξονα l/3 l/3 l/3 Ρόλος: μείωση ανοίγματος για κάμψη περί ασθενή άξονα Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 82
Ελκυστήρες ή ντίζες μηκίδων ΖΕΥΚΤΑ ΤΕΓΙΔΕΣ ΝΤΙΖΕΣ ΤΕΓΙΔΩΝ (α) ΜΗΚΙΔΕΣ ΝΤΊΖΕΣ ΜΗΚΙΔΩΝ ΣΤΑ l/2 ΤΟΥ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΤΟΥΣ l ΝΤΙΖΕΣ ΜΗΚΙΔΩΝ (β) ΝΤΊΖΕΣ ΜΗΚΙΔΩΝ ΣΤΑ l/3 ΤΟΥ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΤΟΥΣ l Στατικό μοντέλο μηκίδας κατά τον ισχυρό της άξονα l l/2 l/2 Στατικό μοντέλο μηκίδας κατά τον ασθενή της άξονα l/3 l/3 l/3 Ρόλος: μείωση ανοίγματος για κάμψη περί ασθενή άξονα Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 83
Επικαλύψεις και πλαγιοκαλύψεις Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 84
Τοποθέτηση επικαλύψεων και πλαγιοκαλύψεων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 85
Σύνδεσμοι δυσκαμψίας στέγης ΝΤΙΑΝΕΜΙΟΙ ΣΤΕΓΗΣ ΧΙΑΣΤΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ) l Στατικός ρόλος: παραλαβή οριζόντιων φορτίων κάθετα στα επίπεδα των κύριων φορέων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 86
Στατική λειτουργία συνδέσμων στέγης (Τi = Τεγίδα i) Τ4 Τ6 Τ5 Τ7 Τ8 Τ9 Τ10 1 0 ΣΗΜΕΙΑΚΑ ΘΛΙΠΤΙΚΑ ΦΟΡΤ ΑΚΡΑΙΟΥ ΑΝΤΙΑΝΕΜΙΟΥ (Αντιδράσεις στήριξης των μετωπικώ Τ3 Τ2 Τ1 l ΦΟΡΤΙΟ ΠΡΟΣΠΙΠΤΟΝΤΟΣ ΑΝΕΜΟΥ (ΟΨΕΩΣ) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 87
Στατική λειτουργία συνδέσμων στέγης ΟΡΘΟΣΤΑΤΕΣ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ (ΤΕΓΙΔΕΣ) ΠΕΛΜΑ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ (ΚΥΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ) ΠΕΛΜΑ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ (ΚΥΡΙΟΣ ΦΟΡΕΑΣ) l ΔΙΑΓΩΝΙΟΙ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 88
Θέσεις συνδέσμων στέγης Κάτοψη κτιρίου Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 89
Κατακόρυφοι σύνδεσμοι δυσκαμψίας ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΙ ΑΝΤΙΑΝΕΜΙΟΙ (ΧΙΑΣΤΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ) l Στατικός ρόλος: μεταφορά στη θεμελίωση οριζόντιων φορτίων κάθετα στα επίπεδα των κύριων φορέων Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 90
Στατική λειτουργία κατακόρυφων συνδέσμων ΚΕΦΑΛΟΔΟΚΟΣ + Μ5 Μ3 Μ4 Μ1 Μ2 ΔΙΑΓΩΝΙΟΙ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΟΔΟΚΟΣ ή ΚΕΦΑΛΟΔΟΚΟΣ + ΜΗΚΙΔΑ ΟΡΘΟΣΤΑΤΕΣ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ (ΜΗΚΙΔΕΣ) l ΠΕΛΜΑ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ (ΣΤΥΛΟΣ ΚΥΡΙΟΥ ΦΟΡΕΑ) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 91
Στατική λειτουργία συνδέσμων δυσκαμψίας 1.5 S 1 0 ΣΗΜΕΙΑΚΑ ΘΛΙΠΤΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ ΑΚΡΑΙΟΥ ΑΝΤΙΑΝΕΜΙΟΥ (Αντιδράσεις στήριξης των μετωπικών στύλων) 1.5 S S S S S S l 1.5 S S ΦΟΡΤΙΟ ΠΡΟΣΠΙΠΤΟΝΤΟΣ ΑΝΕΜΟΥ (ΟΨΕΟΣ) ΣΗΜΕΙΑΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΠΛΕΥΡΙΚΟΥ ΑΝΤΙΑΝΕΜΙΟΥ (Αντίδραση στήριξης του αντιανέμιου στέγης) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 92
Στατική λειτουργία συνδέσμων δυσκαμψίας Τ2 Τ4 S Τ6 S S qw Τ9 Τ11 Τ13 Ε,Α (Ι) Τi= Τεγίδα i Μi= Μηκίδα i Τ1 Τ3 Τ5 Τ7 Τ8 Τ10 Τ12 Τ14 Ε,Α Ε,Α Ε,Α Ε,2Α Ε,Α Ε,Α Ε,Α Κεφαλοδοκός + Μ7 Θλιβόμενη ράβδος Εφελκυόμενη ράβδος Ε,Α (Ι) 1.5 S Μ5 Μ6 1.5 S (α) Αντιανέμιος στέγης, αρχικό μοντέλο (κάτοψη) S S S Ε,Α (Ι) 1.5 S Στύλος Κύριου φορέα Μ3 Μ4 Τ1 Τ3 Τ5 Τ7 Τ8 Τ10 Τ12 Τ14 Μ2 Ε,Α Ε,Α Ε,Α Ε,2Α Ε,Α Ε,Α Ε,Α Μ1 Ε,Α (Ι) (β) Αντιανέμιος στέγης, τελικά εξεταζόμενο μοντέλο (κάτοψη) (γ) Κατακόρυφος αντιανέμιος (πλάγια όψη) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 93
Συστήματα παραλαβής πλευρικών φορτίων ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ Αναλαμβάνει τα φορτία ανέμου που δρουν κάθετα στο επίπεδο των πλαισίων Ζ Γ Δ Ε Η l Β Α ΠΛΑΙΣΙΑΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Αναλαμβάνει τα φορτία ανέμου που δρουν μέσα στο επίπεδο των πλαισίων ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΑΝΈΜΟΥ ΠΟΥ ΔΡΟΥΝ ΚΑΘΕΤΑ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΠΛΑΓΙΟΚΑΛΥΨΗ ΟΨΗΣ ΜΗΚΙΔΕΣ ΟΨΗΣ Ι.Β Άνεμος ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΑΝΈΜΟΥ ΠΟΥ ΔΡΟΥΝ ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΠΛΑΓΙΟΚΑΛΥΨΗ ΜΗΚΙΔΕΣ (ντίζες) Ι.Β Άνεμος ΜΕΤΩΠΙΚΟΙ ΣΤΥΛΟΙ ΘΕΜΕΛΙΟ ΜΕΤΩΠΙΚΟΥ ΠΛΑΙΣΙΑ (στο επίπεδό τους) ΖΥΓΩΜΑ ΑΚΡΑΙΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΑΝΤΙΑΝΕΜΙΟΣ ΑΚΡΑΙΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 94
Συνολική διάταξη φορέα Μεταλλικός σκελετός βιομηχανικού υπόστεγου με πλαισιακούς φορείς ενός ανοίγματος και δίρριχτη στέγη κλίσης 10 60m 6m 25m Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 95
Παραλαβή φορτίων εντός επιπέδου πλαισίων Ζώνη επιρροής ενδιάμεσου και ακραίου κύριου φορέα Παραλαβή κατακόρυφων και οριζόντιων φορτίων εντός επιπέδου με πλαισιακή λειτουργία Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 96
Παραλαβή φορτίων εκτός επιπέδου πλαισίων Παραλαβή οριζόντιων φορτίων εκτός επιπέδου με λειτουργία δικτυώματος Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 97
Παραλαβή φορτίων εκτός επιπέδου πλαισίων Παραλαβή οριζόντιων φορτίων εκτός επιπέδου με λειτουργία δικτυώματος: παραμόρφωση Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 98
Παραλαβή φορτίων εκτός επιπέδου πλαισίων Παραλαβή οριζόντιων φορτίων εκτός επιπέδου με λειτουργία δικτυώματος: ένταση Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 99
Μόρφωση πολυώροφων μεταλλικών κτιρίων Τοιχώματα Συμπαγή Δικτυωτά Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 100
Μόρφωση πολυώροφων μεταλλικών κτιρίων Φρέατα (συμπαγή ή δικτυωτά) Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 101
Μόρφωση πολυώροφων μεταλλικών κτιρίων Πλαίσια Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 102
Μόρφωση πολυώροφων μεταλλικών κτιρίων Πλαίσια Χωρικές κατασκευές από χάλυβα: Μόρφωση και ανάλυση 103