Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen...

52
Anamarija Povh JEKLENI MOST ZA PEŠCE RAZPONA 20 m Projektna naloga Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje Maribor, avgust 2013

Transcript of Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen...

Page 1: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Anamarija Povh

JEKLENI MOST ZA PEŠCE RAZPONA 20 m

Projektna naloga

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

Maribor, avgust 2013

Page 2: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m I

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

JEKLENI MOST ZA PEŠCE RAZPONA 20 m

Študent: Anamarija Povh

Študijski program: univerzitetni, 1. stopnja

Smer: Gradbeništvo

Mentor: red. prof. dr. Stojan Kravanja, univ. dipl. inţ. grad.

Page 3: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m II

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju dr. Stojanu

Kravanji za pomoč pri opravljanju

diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi

vsem, ki so mi v času študija na kakršen

koli način pomagali. Posebna zahvala gre

mojim domačim za razumevanje, pomoč in

spodbudo.

Page 4: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m III

JEKLENI MOST ZA PEŠČE RAZPONA 20 m

Ključne besede: gradbeništvo, jeklene konstrukcije, analiza konstrukcije,

dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča

Povzetek

Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20

m. Konstrukcijo sestavljajo vzdolţni nosilci, stebri, diagonale in pohodna AB plošča. Z

izborom materiala S235 smo preverili stabilnost izbranih elementov ob razmeroma majhnih

stroških izdelave. Statična analiza in dimenzioniranje je izvedeno po pravilih EUROCODE 1,

EUROCODE 3, in EUROCODE 8.

Page 5: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m IV

PEDESTRIAN STEEL BRIDGE OVER THE SPAN OF 20 m

Key words: civil engineering, steel structures, structural analysis, dimensioning, steel

bridge, concrete slab

Abstract:

The purpose of this document is to design and dimensioning of pedestrian steel bridge over

the span of 20 m. It is composed from the main beams, pillars, diagonals and the reinforced

concrete slab. With selected material S235 we analyzed the stability of the selected elements

in order to obtain relatively small cost of investment. The global analysis and the

dimensioning of the bridge are implemented with EUROCODE 1, EUROCODE 3 and

EUROCODE 8.

Page 6: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m V

Kazalo

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

2 JEKLENI MOST ZA PEŠCE ................................................................................................. 2

2.1 OPIS KONSTRUKCIJE ................................................................................................... 2

2.2 MATERIALNE KARAKTERISTIKE ............................................................................. 4

2.2.1 PROJEKTNE LASTNOSTI JEKLA ......................................................................... 4

2.2.2 PROJEKTNE LASTNOSTI AB PLOŠČE ................................................................ 4

2.3 ANALIZA OBTEŢB ........................................................................................................ 5

2.3.1 STALNA OBTEŢBA ................................................................................................ 5

2.3.2 KORISTNA OBTEŢBA ............................................................................................ 5

2.3.3 OBTEŢBA VETRA ................................................................................................... 5

2.3.4 OBTEŢBA SNEGA ................................................................................................... 6

2.4 KOMBINACIJE OBTEŢB ............................................................................................... 7

2.4.1 MSN ........................................................................................................................... 7

2.4.2 MSU ........................................................................................................................... 7

2.6 DIMENZIONIRANJE PO MSN ...................................................................................... 8

2.6.1 GLAVNI VZDOLŢNI NOSILEC ............................................................................. 8

2.6.2 STEBER ................................................................................................................... 15

2.6.3.DIAGONALA .......................................................................................................... 19

2.7 DIMENZIONIRANJE PO MSU .................................................................................... 21

2.8 DIMENZIONIRANJE AB NOSILNE PLOŠČE ........................................................... 22

2.8.1 MATERIALNE KARAKTERISTIKE .................................................................... 22

2.8.2 OBREMENITVE ..................................................................................................... 23

2.9 LASTNA CENA ZA IZDELAVO KONSTRUKCIJE MOSTU ................................... 26

2.9.1 STROŠKI MATERIALA ........................................................................................ 26

2.9.2 STROŠKI DELA ..................................................................................................... 27

3 ZAKLJUČEK ........................................................................................................................ 28

4 VIRI, LITERATURA ............................................................................................................ 29

5 PRILOGE .............................................................................................................................. 30

5.1 SEZNAM SLIK .............................................................................................................. 30

5.2 SEZNAM TABEL .......................................................................................................... 30

5.3 OBREMENITVE ............................................................................................................ 31

5.3.1 Kombinacija MSN1 ................................................................................................. 31

Page 7: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m VI

5.3.2 Kombinacija MSN2 ................................................................................................. 33

5.3.3 Kombinacija MSN3 ................................................................................................. 36

5.3.4 Kombinacija MSN4 ................................................................................................. 38

5.3.5 Kombinacija MSU1 ................................................................................................. 41

5.3.6 Kombinacija MSU2 ................................................................................................. 41

5.3.7 Kombinacija MSU3 ................................................................................................. 42

5.3.8 Kombinacija MSU4 ................................................................................................. 42

Page 8: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m VII

UPORABLJENI SIMBOLI

prerez

površina striţnega prereza

širina pasnice

faktor obteţbe vetra

– faktor izpostavljenosti

– koeficient sile za vplive vetra

faktorji nadomestnega upogibnega momenta

– faktor hribovitosti terena

– višina stojine med zaokroţitvami, premer moznika

modul elastičnosti jekla

– modul elastičnost betona

– povprečna natezna trdnost betona

meja plastičnosti

natezna trdnost

– striţni modul

karakteristična vrednost stalnih vplivov

skupna višina profila, višina konstrukcije, višina plošče, višina nosilca

– višina na katero deluje pritisk vetra

vztrajnostni moment

vztrajnostni radij

– brezdimenzijsko število

interakcijski faktor

razpon sovpreţnega nosilca

uklonska dolţina

elastični kritični moment bočne zvrnitve

računska plastična odpornost prereza na upogib

moment okoli y osi

moment okoli z osi

računaksa natezna, tlačna sila

uklonska nosilnost tlačenih palic

plastična odpornost prereza

Page 9: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m VIII

radij

karakteristična obteţba snega

debelina pasnice

debelina stojine

računska plastična nosilnost pri strigu

računska striţna sila v y osi

računska striţna sila v z osi

projektna hitrost vetra

karakteristična obteţba vetra

plastični odpornostni moment okoli y osi

plastični odpornostni moment okoli z osi

karakteristična koristna obteţba

redukcijski koeficient

faktor nepopolnosti

gostota

mehanski procent armiranja

Poissonov količnik

dejanska deformacija

maksimalna deformacija

koeficient odvisen od meje plastičnosti

– vitkost

primerjalna vitkost za določanje relativne vitkosti

relativna vitkost

relativna vitkost pri bočni zvrnitvi

redukcijski faktor za posamezni način uklona

redukcijski faktor pri bočni zvrnitvi

pomoţna količina pri določanju

parcialni faktorji varnosti betona

delni faktor za stalno obteţbo

parcialni faktor varnosti jekla

delni faktor za spremenljivo obteţbo

parcialni varnostni faktorji nosilnosti

Page 10: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20 m IX

OKRAJŠAVE, KRATICE

armiran beton

beton

vrsta jeklenega profila

vrsta jeklenega profila

mejno stanje nosilnosti

mejno stanje uporabnosti

rebrasta armatura

Page 11: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 1

1 UVOD

V okviru diplomskega dela smo izvedli računsko analizo in dimenzioniranje jeklenega mostu

za pešce dolţine 20 m. Ta je sestavljen iz vzdolţnih nosilcev, stebrov in diagonal. Računska

analiza konstrukcije je bila izračunana s pomočjo programa SAP. Nadaljno dimenzioniranje

sestavnih delov je bilo izvršeno s standardi Eurocode. Na most delujejo lastna teţa, koristna

obteţba, ter obteţbe vetra in snega. Potresna in temperaturna obteţba nista upoštevani. Za

izvedbo mostu je v celoti uporabljen jekleni material S235 in profili HEA in IPE.

Za betonska dela je uporabljen material kakovosti C30/37. Plošča je linijsko podprta z dvema

glavnima nosilcema, razmik med njima znaša 1.4 m, ter dvema prečnima nosilcema z

razmikom 15 m. Ploščo smo ročno preračunali s pomočjo tabel po Radosavljeviču. V zadnjem

poglavju smo izračunali lastno ceno za izgradnjo mostu, ki zajema stroške materiala.

Page 12: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 2

2 JEKLENI MOST ZA PEŠCE

2.1 OPIS KONSTRUKCIJE

Jekleni most je tlorisne velikosti 20,0 m x 1,4 m in višine 3,0 m. Fiktivna lokacija mosta je v

Slovenskih Konjicah čez reko Dravinjo. Most tvorijo tri nepomične podpore in ena pomična v

razmaku 5 m do brega in 10 m razpona med stebroma. Pohodna plošča je narejena iz betona

kvalitete 30/37 in je debeline 0,1 m ter širine 20,0 m. Nanjo se dodatno naneseta še plasti

hidroizolacije debeline 1 cm in asfaltni beton debeline 2 cm. Prečni nagib je 2 %

obojestransko od osi. Most je zaščiten s kovinsko ograjo, ki ima stekleno polnilo. Jeklena

konstrukcija je sestavljena iz vzdolţnih nosilcev, stebrov in diagonal. Uporabimo material

S235. Vsi spoji nosilcev so izvedeni z zvari.

Slika 1: Jekleni most za pešce

Page 13: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 3

Slika 2: Prečni prerez mostu

Page 14: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 4

2.2 MATERIALNE KARAKTERISTIKE

2.2.1 PROJEKTNE LASTNOSTI JEKLA

Jeklo: S235

Karakteristična meja plastičnosti: = 23.5 kN/cm²

Natezna trdnost jekla: = 36.0 kN/cm²

Modul elastičnosti: = 21000 kN/cm²

Striţni modul: = 8077 kN/cm²

Poissonov količnik:

2.2.2 PROJEKTNE LASTNOSTI AB PLOŠČE

Armatura: S 500

= 50 kN/cm²

Beton C30/37

= 3.0 kN/cm²

= 0.29 kN/cm²

= 3200 kN/cm²

Modul elastičnosti: = 9.5 (fck + 8)⅓ kN/cm²

Poissonov količnik: ν = 0.2

Gostota: ρ = 2500 kg/m³

Page 15: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 5

2.3 ANALIZA OBTEŽB

2.3.1 STALNA OBTEŽBA

Stalno obteţbo predstavlja lastna teţa konstrukcije ter stalne obteţbe njenih sestavnih

elementov.

- AB plošča 10 cm:

- Hidroizolacija 1 cm:

- Zaščitni sloj - asfaltni beton 2 cm:

- Ograja : 0.5 kN/m

Skupna lastna teţa na most znaša: Gk= 4.812 kN/m, kar znese na en nosilec gn = 2.406 kN/m

Lastno teţo jeklenih profilov nam program SAP izračuna avtomatsko, zato je nisem posebej

računala.

2.3.2 KORISTNA OBTEŽBA

Koristna obteţba je podana po standardu Eurocode 0, in sicer za pohodne mostove znaša Qk

= 5kN/m² oz na nosilec gkn 5 1.4 / 2= 3.5 kN/m

2.3.3 OBTEŽBA VETRA

Obteţba vetra je določena v skladu s standardom EUROCODE 1. Ta določa vpliv vetra na

mostove v treh smereh: v smeri x (pravokotno na širino preklade), smeri y (vzdolţ razpona) in

smeri z (pravokotna na zgornjo ploskev). Zaradi majnega razpona in enostavnosti objekta,

poenostavimo vpliv vetra samo na smer x. Lokacija mostu po karti Slovenije za obremenitev

vetra spada v cono 1, kjer znaša na nadmorskih višinah do 800 m projektna hitrost vetra 20

m/s.

Page 16: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 6

Sila vetra na nosilec: Wk =

= 0.5 1.25 kg/m³ (20.0 m/s)² 1.82 1.4 =

0,637 kN/m ; višina na katero deluje pritisk vetra: = 0.3 + 1.0 + 0.1 = 1.4

Sila vetra na steber: Wk =

0.5 1.25 kg/m³ (20.0 m/s)² 1.82

0,1365 kN/m; višina na katero deluje pritisk vetra: = 0.3

- osnovna hitrost vetra

= 1.0 * 1.0 * 20.0 = 20.0 m/s

– faktor obteţbe vetra = 1.4 1.3 = 1.82

– faktor izpostavljenosti :

ker je faktor hribovitosti , lahko faktor izpostavljenosti določimo v

EUROCODE 1 v preglednici 4.2. Dobimo vrednost = 1,4

– koeficient sile za vplive vetra

= (EUROCODE 1; str73; slika 8.3)

– faktor hribovitosti terena = 1,0 (ravninski teren)

2.3.4 OBTEŽBA SNEGA

Obteţba snega je določena v skladu s standardom EUROCODE 3. Lokacija objekta spada v

cono A2 (po karti Slovenije za obremenitev snega), na nadmorski višini 330 m,

karakteristična obteţba snega na tla znaša 1.559 kN/m².

Cona A2, višina 330 m

Karakteristična obteţba na tla: = 1.293(1 + (A/728)²) = 1.293(1 + (330/728) ²) = 1.559

kN/m²

Obteţba na nosilec: 1.559 1.4 / 2= 1.09 kN/m

Page 17: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 7

2.4 KOMBINACIJE OBTEŽB

∑ ∑ za mejno stanje nosilnosti (MSN)

∑ ∑ za mejno stanje uporabnosti (MSU)

2.4.1 MSN

Kombinacija MSN1 :

Kombinacija MSN2:

Kombinacija MSN3:

Kombinacija MSN4: 1.35

1.35

2.4.2 MSU

Kombinacija MSU1:

Kombinacija MSU2: 1.0

Kombinacija MSU3: 1.0

1.0

Kombinacija MSU4: 1.0

1.0

Page 18: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 8

2.6 DIMENZIONIRANJE PO MSN

2.6.1 GLAVNI VZDOLŽNI NOSILEC

Največje obremenitve glavnega vzdolţnega nosilca dobimo v obteţbeni kombinaciji MSN4,

razen obremenitev v z-smeri, kjer je najmanj ugodna prva obteţbena kombinacija MSN1.

V nadaljnem računanju bomo upoštevali naslednje ekstremne vrednosti:

Geometrijske karakteristike jeklenega nosilca IPE 300, materiala S235

Slika 3: Dimenzije profila IPE300

(Vir: Darko Beg)

Page 19: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 9

2.6.1.1 KLASIFIKACIJA PREREZA IPE 300

- Stojina:

(

*

(

*

Stojina spada v 1. razred prereza

- Pasnica:

Pasnica spada v 1. razred prereza.

Page 20: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 10

Pogoj za lokalno izbočenje stojine zaradi striga:

Lokalnega izbočenja ne rabimo preverjati.

2.6.1.2 ODPORNOST PREČNEGA PREREZA NA UPOGIB

Okoli y-y osi:

Okoli z-z osi:

Prerez zadosti pogojem za mejno stanje nosilnosti.

Page 21: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 11

2.6.1.3 ODPORNOST PREČNEGA PREREZA NA OSNO SILO

Za 1., 2. In 3. Kompaktnostni razred velja naslednji izraz:

2.6.1.4 ODPORNOST PREČNEGA PREREZA NA PREČNO SILO

Projektno striţno nosilnost preverimo z izrazom:

y-y smer:

( ( ) )

Vendar ne sme biti manjše od:

z-z smer:

interakcije momenta in striga ni potrebno kontrolirati.

Page 22: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 12

2.6.1.5 ODPORNOST PREREZA

Pri kombiniranem delovanju mora biti izpolnjen pogoj:

Izkoriščenost prereza znaša 83%.

2.6.1.6 INTERAKCIJSKA ENAČBA (UKLON + ZVRNITEV + UPOGIB)

gledamo uklonsko krivuljo a za y – smer

gledamo uklonsko krivuljo b za z – smer

( )

Page 23: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 13

[√

( ) ]

Izračun faktorjev in

( ( – )

) (

)

(

* (

*

Merodajna je prva vrednost, ker je manjša.

Page 24: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 14

( ( )

) (

)

(

* (

*

Merodajna je druga vrednost, ker je manjša

(

)

(

*

Izračunane koeficiente vstavimo v interakcijsko enačbo:

Nosilec po MSN ustreza.

Page 25: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 15

2.6.2 STEBER

Največje obremenitve za steber pravtako dobimo iz obteţbene kombinacije MSN4. Razen

obremenitev v z-smeri, kjer je najmanj ugodna prva obteţbena kombinacija MSN1.

V nadaljnem računanju bomo upoštevali naslednje ekstremne vrednosti:

GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE JEKLENEGA STEBRA HEA 300, S235

Slika 4: Dimenzije profila HEA 300

(Vir: Darko Beg)

Page 26: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 16

2.6.2.1 KLASIFIKACIJA PREREZA

- Stojina:

Stojina spada v 1.razred prereza.

- Pasnica:

Pasnica spada v 1.razred prereza.

2.6.2.2 ODPORNOST NA UKLON

( )

Page 27: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 17

Uklon okoli y-y osi:

Izbira uklonske krivulje glede na prečni prerez:

Izberemo uklonsko krivuljo b

Uklon okoli z-z osi:

Page 28: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 18

2.6.2.3. ODPORNOST PREREZA NA UPOGIBNI MOMENT

2.6.2.4 ODPORNOST PREREZA NA PREČNO SILO

( ( ) )

2.6.2.5 INTERAKCIJSKA ENAČBA (UKLON + ZVRNITEV)

( )

Nosilec po MSN ustreza.

Page 29: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 19

2.6.3.DIAGONALA

V diagonali se pojavi tlačna osna sila, ki je maksimalna v obteţbeni kombinaciji MSN4.

Prerez bomo preverili samo na uklon.

GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE JEKLENE DIAGONALE IPE 140, S235

Slika 5: Dimenzije profila IPE 140

(Vir: Darko Beg)

Page 30: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 20

2.6.3.1 KLASIFIKACIJA PREREZA

- Pasnica (tlak):

Pasnica spada v prvi razred prereza.

- Stojina (tlak):

Stojina spada v prvi razred prereza.

2.6.3.2 ODPORNOST PREREZA NA UKLON

Os y-y:

Izbira uklonske krivulje glede na prečni prerez:

Izberemo uklonsko krivuljo a

Page 31: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 21

Uklon okoli z-z osi:

Izbira uklonske krivulje glede na prečni prerez:

Izberemo uklonsko krivuljo a

2.7 DIMENZIONIRANJE PO MSU

Iz diagramov programa SAP je razvidno, da se konstrukcija maksimalno premakne v prvi

kombinaciji obteţb MSU1 za pomik 22.6 mm.

Pomik je v mejah dovoljenega.

Page 32: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 22

2.8 DIMENZIONIRANJE AB NOSILNE PLOŠČE

2.8.1 MATERIALNE KARAKTERISTIKE

BETON: C30/37

- Karakteristična trdnost betona:

- Projektna tlačna trdnost betona:

- Povprečni elastični modul:

JEKLO: S500

- Karakteristična trdnost jekla:

- Projektna trdnost jekla:

- Povprečni elastični modul:

Page 33: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 23

2.8.2 OBREMENITVE

- stalna obteţba:

- koristna obteţba:

DOLOČITEV NSK:

Momenti v AB plošči se določijo po enačbi:

Slika 6: Plošča s prostimi robovi (armatura spodaj)

Slika 7: Plošča s vpetimi robovi (armatura zgoraj)

Page 34: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 24

2.8.2.1 IZRAČUN GLAVNE VZDOLŽNE ARMATURE

Največji pozitivni moment 2,617 kNm/m izračunamo za armaturo v polju:

Potrebna armatura:

IZBEREMO MREŢO Q131,

Dejanski procent armiranja:

Največji negativni moment -5,480kNm/m izračunamo za armaturo nad podporo:

Potrebna armatura:

PONOVNO IZBEREMO MREŢO Q131, .

Dejanski procent armiranja:

Page 35: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 25

2.8.2.2. IZRAČUN PREČNE ARMATURE

Pri dimenzioniranju AB plošče na striţno obremenitev moramo v mejnih stanjih nosilnosti

preveriti ali je striţna odpornost prereza večja od pripadajoče obremenitve.

Prečne sile v AB plošči se določijo po enačbi:

Odpornost betonskega prereza na strig brez striţne armature, se izračuna kot:

Koeficient statične višine prereza:

Napetost zaradi tlačne osne sile:

( *

Vidimo, da je izpolnjen pogoj. V prečnem prerezu ni potrebna striţna armatura, oziroma

zagotovimo zgolj minimalno količino striţne armature.

Page 36: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 26

2.9 LASTNA CENA ZA IZDELAVO KONSTRUKCIJE MOSTU

2.9.1 STROŠKI MATERIALA

Konstrukcijsko jeklo : 1,3 €/kg

Tabela 1: Stroški jeklenih materialov

IME KOM DOLŢINA (m) kg/m kg CENA (€)

Vzdolţni nosilec

IPE 300

2 20 42,2 1688 1688 €

Prečni nosilec IPE

300

2 1,4 42,2 118,16 118,16

Steber HEA 300 4 3 88,3 1059,6 1059,6

Diagonala IPE

140

4 3,3 12,9 170,28 170,28

Kovinska ograja 2 40 0,5 20 100

3036,04

3946,85

Beton C30/37 : 120 €/m³

Tabela 2: Stroški betona

IME d (m) š (m) v (m) m³ CENA (€)

Beton C25/30 20 1,4 0,1 2,8 336

Armaturno jeklo: 1,5 €/kg

Tabela 3: Stroški armature

IME teţa Površina( )/

Dolţina (m)

kom skupaj CENA (€)

mreţa Q131 23,1

kg/kom

28 6 138,6 207,9

Antikorozijska zaščita: 15 €/

Tabela 4: Stroški antikorozijske zaščite

IME KOM DOLŢINA (m) A/m CENA (€)

Vzdolţni nosilec

IPE 300

2 40 1,2 48 720

Prečni nosilec IPE

300

2 2,8 1,2 3,36 50,4

Steber HEA 300 4 12 1,78 21,36 320,4

Diagonala IPE

140

4 13,2 0,572 7,55 113,25

Kovinska ograja 2 40 0,02 4 60

84,27 1264

Page 37: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 27

2.9.2 STROŠKI DELA

Dobava, izdelava in montaţa stanejo pribliţno štirikrat več kot materialni stroški.

Cena postavitve brez pribitkov:

Celotni stroški konstrukcije znesejo:

Stroški mostu na znašajo 1027,633 €.

Page 38: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 28

3 ZAKLJUČEK

V diplomskem delu smo obravnavali dimenzioniranje jeklenega mostu za pešce razpona 20

m. Za glavni material smo izbrali jeklo S235 in beton kakovosti 30/37. Jekleni del mosta je

sestavljen iz dveh vzdolţnih nosilcev dolţine 20 m, stebra višine 3 m in diagonal ter prečnih

nosilcev za povečanje togosti mosta. Vsi profili so vroče valjani. Na to konstrukcijo je

poloţena betonska plošča, debeline 10 cm, širine 1,4 m zaščitena s hidroizolacijo in asfaltnim

betonom.

Obteţbe, ki delujejo na most smo obravnavali po evropskih predpisih. Statično analizo smo

izračunali v programu SAP. Pridobljene obremenitve smo nato preverili v skladu z mejnim

stanjem nosilnosti in mejnim stanjem uporabnosti. Ugotovimo, da prerezi zadostijo pogojem.

Betonsko ploščo smo analizirali tako, da smo določili potrebno armaturo s pomočjo tabel po

Ţ.Radosavljeviću. Vidimo, da ni potreben vnos striţne armature, saj prerez zadosti danim

pogojem. Plošči bi lahko zmanjšali kakovost betona, saj bi kljub temu prenašala dane

obremenitve. Pravtako bi namesto betona lahko uporabili les, kar bi bilo estetsko bolj

dovršeno.

Lastni stroški za izdelavo mostu znašajo 28773,75 € oziroma 1027,63 €/ , v kar je vključena

cena materiala in dela. Zaradi enostavnosti objekta so stroški temu primerno nizki.

Page 39: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 29

4 VIRI, LITERATURA

- SIST EN 1990:2000, Evrokod – Osnove projektiranja konstrukcij.

- SIST EN 1991-1-1:2002, Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije – 1-1.del: Splošni vplivi –

prostorninske teţe, lastna teţa, koristne obteţbe stavb.

- SIST EN 1991: Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije – 1-3.del: Obteţba snega.

- SIST EN 1991: Evrokod 1: Vplivi na konstrukcije – 1-4.del: Obteţba vetra.

- SIST EN 1992: Evrokod 2: Projektiranje betonskih konstrukcij – 1-1.del: Splošna

pravila in pravila za stavbe.

- SIST EN 1993: Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 1.1.del: Splošna

pravila in pravila za stavbe.

- Beg Darko: Projektiranje jeklenih konstrukcij po Evropskem predstandardu ENV 1993

– 1-1, Ljubljana 1997:UNIVERZA V LJUBLJANI, FAGG

- Beber Mitja 2012, Diplomsko delo, Dimenzioniranje jeklenega mostu za pešce in

kolesarje, Fakulteta za gradbeništvo, Maribor

- Tjaša Simonič 2003, Diplomsko delo, Jekleni most razpona 50m iz jekla Fe 360

Page 40: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 30

5 PRILOGE

5.1 SEZNAM SLIK

Slika 1: Jekleni most za pešce .................................................................................................... 2

Slika 2: Prečni prerez mostu ....................................................................................................... 3

Slika 3: Dimenzije profila IPE300 (Vir: Darko Beg) ................................................................. 8

Slika 4: Dimenzije profila HEA 300 (Vir: Darko Beg)............................................................ 15

Slika 5: Dimenzije profila IPE 140 (Vir: Darko Beg) .............................................................. 19

Slika 6: Plošča s prostimi robovi (armatura spodaj) ................................................................ 23

Slika 7: Plošča s vpetimi robovi (armatura zgoraj) .................................................................. 23

5.2 SEZNAM TABEL

Tabela 1: Stroški jeklenih materialov ....................................................................................... 26

Tabela 2: Stroški betona ........................................................................................................... 26

Tabela 3: Stroški armature ....................................................................................................... 26

Tabela 4: Stroški antikorozijske zaščite ................................................................................... 26

Page 41: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 31

5.3 OBREMENITVE

5.3.1 Kombinacija MSN1

:

:

Page 42: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 32

:

Page 43: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 33

:

5.3.2 Kombinacija MSN2

:

Page 44: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 34

:

:

Page 45: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 35

:

:

Page 46: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 36

5.3.3 Kombinacija MSN3

:

:

Page 47: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 37

:

:

Page 48: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 38

5.3.4 Kombinacija MSN4

:

Page 49: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 39

:

:

Page 50: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 40

:

:

Page 51: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 41

5.3.5 Kombinacija MSU1

5.3.6 Kombinacija MSU2

Page 52: Anamarija Povh - CORE · dimenzioniranje, jekleni most, betonska plošča Povzetek Namen diplomskega dela je zasnova in dimenzioniranje jeklenega mosta za pešce razpona 20 m. Konstrukcijo

Jekleni most za pešce razpona 20m Stran 42

5.3.7 Kombinacija MSU3

5.3.8 Kombinacija MSU4