Υπολογισμός μεταλλικών κτιρίων με φέροντα στοιχεία από αυλακωτούς κορμούς

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετάται η κατασκευή ενός απλού μονώροφου κτιρίου από χάλυβα S235, με χρήση δοκών με αυλακωτούς κορμούς. Συνήθως για πλαίσια με μεγάλα ανοίγματα, γίνεται χρήση δικτυωτής δοκού, όπου μέσω μεταβολής του εμβαδού των ράβδων και του στατικού ύψους, επιτυγχάνεται η βελτιστοποίηση του βάρους. Όμως, η μείωση του κόστους συνδέεται με πρόσθετα μέτρα όσον αφορά την οργάνωση, την παραγωγή και την ανέγερση του έργου. Η χρήση δικτυωμάτων για τα συνήθη ανοίγματα και στατικά ύψη συνίσταται αντιοικονομική λόγω κόστους των συνδέσεων των ράβδων. Έτσι, αποφασίστηκε χρήση δοκών με αυλακωτούς κορμούς για τις δοκούς και τα υποστυλώματα του υπό μελέτη κτιρίου. Οι δοκοί με αυλακωτούς κορμούς είναι συγκολλητές διατομές, η παραγωγή των οποίων γίνεται τελείως αυτόματα. Η κάμψη των ελασμάτων των κορμών, η σύνδεσή τους και η συγκόλληση τους με τα πέλματα γίνεται σε μια φάση εργασίας. Αρχικά, γίνεται υπολογισμός των δράσεων του φέροντος οργανισμού του κτιρίου, που προέρχονται από μόνιμα (ίδιον βάρος κατασκευής, φορτία αναρτήσεων, φορτία επικαλύψεων), κινητά (χιόνι, άνεμος) και σεισμικά φορτία. Στην συνέχεια γίνεται διαστασιολόγηση της δοκού και του υποστυλώματος για τους επιμέρους ελέγχους που απαιτούνται, όσον αφορά τη χρήση δοκών με αυλακωτούς κορμούς, όπως έλεγχος έναντι διατμητικού λυγισμού (κύρτωση) της ορθότροπης πλάκας, αντοχή έναντι τέμνουσας, έναντι συγκεντρωμένου φορτίου και συνδυαστική αντοχή έναντι αξονικών δυνάμεων και ροπών. Αναλυτικά, ξετάστηκαν δύο περιπτώσεις πλαισίων, ένα με δοκούς με κυματοειδής κορμούς και ένα με δοκούς με τραπεζοειδείς κορμούς. Στη συνέχεια, προχωρήσαμε στη σύνδεση δοκού και υποστυλώματος μέσω μια κοχλίωσης. Αρχικά τοποθετήθηκε μια μετωπικά πλάκα, πάνω στην οποία συγκολλήθηκε η δοκός και στη συνέχεια με χρήση κοχλιώσεων έγινε η σύνδεση δοκού και υποστυλώματος. Ο χάλυβας που χρησιμοποιήθηκε είναι S235, ενώ οι κοχλίες είναι Μ24 και ποιότητας 10.9. Η πραγμάτωση των παραπάνω ελέγχων για τον φέροντα οργανισμό και την κοχλίωση έγινε με χρήση του προγράμματος Microsoft Excel, ενώ η σχεδίαση της λεπτομέρειας της κοχλίωσης έγινε με Autocad.

Ιn the present of this diploma thesis , we deal with the construction of a simple storey metal building, using beams with corrugated trunks. For frames with large openings, use is made of lattice ginder, wherein by varying the area of the bars and the static height, we can achieve weight optimization. However, the cost savings are associated with additional measures regarding the organization, production and construction of the project. Τhe use of a netting for standard openings and static heights is uneconomical due to cost of connections of rods. Thus, it was decided using beams with corrugated trunks for beams and columns of the studied building. The beams with corrugated trunks are welded sections, the production of which is fully automatic. The bending of plates of logs, connecting a bonding with soles are made in a working phase. First, we start with a calculation of the actions of the metal structure of the building from permanent (self-weight construction, suspension loads, loads of coatings), mobile (snow, wind) and seismic loads. Then becomes dimensioning of the beam and the columns for the individual controls required in the use of beams with corrugated trunks, as control versus shear buckling of orthotropic plate, shear resistance and concentrated load versus combined resistance to axial forces and torques. Analytically, we examined two cases of frames, one with undulatory beams and a corrugated web beams with trapezoidal trunks. Then we proceeded to connect beams and columns via a screw. Initially, we placed frontally a plate, on which the beam was annealed, and then by using bolting we ade the connection of the beam and the column. The steel used is S235 , while the screws are M24 and 10.9 quality. The making of these checks for load bearing and bolting was performed by using the program Microsoft Excel, while the design detail of the screw was performed by using Autocad.