ANALIZA DWUWARSTWOWEJ POWŁOKI ŁUKOWEJ NA PRZYKŁADZIE PRZYKRYCIA HALI SPORTOWEJ

W artykule przedstawiono analizę dwuwarstwowej powłoki łukowej stanowiącej przykrycie hali sportowej. Przykrycie walcowe wykonano z blachy grubości 1 mm kształtowanej na zimno. Profil blachy składa się z dwóch środników z górnym wygięciem poprzecznym połączonych u dołu z półką dolną. Przestrzeń dystansową między powłokami wypełniono dwiema warstwami wełny mineralnej. Dach opiera się przegubowo na żelbetowej konstrukcji wsporczej. Podparcie ciągłe zrealizowano za pomocą liniowego kątownika oporowego oraz blach nachylonych pod kątem 60 stopni. Analizę konstrukcji, wytrzymałościową i wyboczeniową, z uwzględnieniem nieliniowego zachowania materiału i możliwości utraty stateczności (GMNA) wykonano w programie ANSYS, w oparciu o model belkowy oraz powłokowy. Powłoki połączono ze sobą elementem podatnym o charakterystyce materiału przenoszącego tylko siły ściskające. Włączenie do współpracy powłoki dolnej z górną, odbywa się gdy materiał podatny (wełna mineralna), zostanie pod działaniem obciążenia ściśnięty o wartość przekraczającą 60 mm, zmienia się wówczas charakterystyka materiału, który z podatnego staje się bardzo sztywny. Obliczono długość wyboczeniową łuku kołowego przegubowo podpartego na obu końcach oraz określono wartość imprefekcji geometrycznych łuku. Konstrukcje obciążono zgodnie z wymaganiami aktualnych norm PN-EN i stworzono kombinacje obciążeń. Dla najbardziej niekorzystnego przypadku obciążeń przedstawiono ścieżki równowagi, zarówno dla modelu powłokowego jak i belkowego. Dla modelu belkowego pokazano ponadto wykres naprężeń Hubera-Misesa oraz wartości ugięć.

Pełny tekst (pdf)

[1]  PN-EN 1993-1-3:2008 Eurokod 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-3: Reguły ogólne - Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.

[2]  DIN 18800-2:2008-11. Teil 2: Stahlbauten, Stabilitätsfälle, Knicken von Staben und Stabwerken.

[3]  Biegus A.: Analiza statyczno-wytrzymałościowa łukowych blach fałdowych, Konstrukcje Stalowe nr 6/2003.

[4]  Biegus A.: Nośność graniczna ściskanych blach fałdowych, Prace Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej Monografie nr 38/18, Wrocław 1983.

[5]  PN-EN 1991-1-3:2006 Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3: Oddziaływania ogólne – Obciążenie śniegiem.

[6]  PN-EN 1991-1-4:2008 Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje Część 1-4: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru.