Universitatea Tehnica “Gh. Asachi”Facultatea de Constructii si Instalatii

Sectia CCIA

Profesor indrumator: Realizat de:

S.L.Dr. Ing. Entuc Florea Gheorghe

Grupa :6300

N=8

PROIECTAREA UNUI ADAPOST PENTRU TAURINE

Sa se proiecteze un adapost pentru intretinerea vacilor de lapte in stabulatie libera organizat in cladiri cu deschidere de 10.50 m si lungime de 30.00 m.

Anul universitar 2011-2012

Organizarea interioara a adapostului se face conform schitelor de folosinta tehnologica.

Structura de rezistenta a cladirii este alcatuita din fundatii prefabricate tip pahar, stalpi prefabricate din baton armat cu sectiunea 25x25 cm, ferma de lemn cu tiranti metalici.

Traveea cladirii este de 3,00 m, iar peretii sunt realizati din zidarie eficienta. Invelitoarea este realizata din tigla solz trasa prin filiera pe doua randuri de sipci si astereala. Dimensiunile unei tigle presate sunt 350x170x10 mm, iar distanta intre sipci 25 cm. Distanta intre capriori este de 78 cm. Panta invelitorii este de 58 cm/m. Panta minima este de 45 cm/m; panta uzuala are o valoare cuprinsa intre 55 si 70 cm/m; panta maxima este de 275 cm/m.

Spatiile tehnologice necesare:

Indicatori biometrici pentru cazarea taurinelor:Categorii si rase: Simmental mare

Conformare geometrica

h = 5.25p = 5.25 x 58100 =3.05 m

tgα=p= 58100

=0,58→arctg0.58=30.11°

L=√5.252+3.052=6.07m

l1=L2=6.07

2=3.04m

l2=l1−0.25=2.79m

I 1=AC=CE=BC '=C' E=3.04 m

2α=60.22 °

sin α=0.50

cos α=0.87

sin 2α=0.87

cos2α=0.50

sin (90−α )=0.87

cos (90−α )=0.50

sin (90−2α )=0.50

cos (90−2α )=0.87

I AD=IBD'=l1

cos α=3.04

0.87=3.49m

ID D'=10.50−IAD−IB D'=10.50−2∗3.49=3.52m

ICD=IC ' D '=ICD∗sinα=3.49∗0.50=1.75m

IDE=ID' E=l1

cosα=3.49m.

Evaluare incarcari ( la nivelul acoperisului )

Tigle solzi (13N/buc); argila arsa:

- Pe doua randuri: 180daN/m³- Lemn de rasinoase: 600daN/cm²

a) Incarcari cu zapada:

P zin =C zi∗Ce∗gz (kN/m²)

C zi = coef. ce tine seama de aglomerarea cu zapada pe suprafata constructiilor

Pentru zona C de calcul, se alege:

gz = greutatea de referinta a straturilor de zapada (kN/m³)gz = 1.5 kN/m, periada de revenire 10 ani

Ce = 1, pentru conditii deosebite de adapostire

C zi =

60−30 .1130

=0 .99

C z 1=0 .75 Czi =0 .75∗0 . 99=0. 74

C z 2=1 .25 Czi=1. 25∗0 .99=1. 24

Pentru evaluarea incarcarilor date de zapada la calculul starilor limita, se foloseste formula:

P zc= yf∗Pz

n

P z1 l=C z1∗Ce∗gz=0 .74∗1∗1 .5=1 .065kN /m2

P z2 l=C z 2∗Ce∗gz=1 .24∗1∗1 .5=1 .86 kN /m2

Pentru com. 1 Decembrie, jud. Ilfov, alegem zona B →gz = 1.5kN/m²

α 0.00 0.3 0.540 º +0.2 -0.430.11º +0.30 0.09 -0.0540 º +0.40 +0.3

40 º - 20 º…………… (+0.4)- (+0.2)

30.11º - 20 º…………… x

x = +0.10

0.2+(+0.10) = +0.30

40 º - 20 º…………… (+0.3) - (-0.4)

30.11º - 20 º…………… x

x = -0.35

-0.4 + ( + 0.35) = -0.05

0.5 – 0.00…………… (-0.05) - (-0.3)

0.3 - 0.00…………… x

x = -0.21

0.30 + (-0.21) = +0.09

cn 1=0.09cn 2=−0 .4cn 3=−0 .5

1) Incarcari permanente

gacoperis=0.185kN /m2 → panouri 100mm

2) Incarcari variabile

Incarcarea data de zapada pe acoperis se determina dupa cum urmeaza:

Pentru situatii de proiectare permanenta/tranzitorii:

S=μ i ∙C e ∙C t ∙ Sk

μi – coeficienti de forma ai incarcarii data de zapada, determinati conform punctului 2.2;

Localitatea in care va fi amplasata constructia: Braila

α 1=α 2=22 °→ μ1=0,80

C e−¿ coeficient de expunere

C e=1, daca nu se specifica alte valori, functie de topografia amplasamentului ;

Localitatea Braila se afla intr-o zona cu topografie normala, de unde rezulta

Ce = 1,00

C t−¿ coeficient termic; in mod curent, pentru toate configuratiile de acoperis, coeficientul termic are valoarea 1.0; coeficentul termic se foloseste pentru reducerea incarcarii data de zapada pe acoperisurile cu transmitanta termica ridicata, peste 1 W/m2K;

Sk−¿valoarea caracteristica a incarcarii data de zapada pe sol, stabilita la punctul 2.3;

Dupa harta de zonare a valorii caracteristice a incarcarii date de zapada, localitatea se afla in zona 1.

Sk=2.5kN /m2

S=μ i ∙C e ∙C t ∙ Sk→S=0.8∙1.0 ∙1.0 ∙2.5=2.0kN /m2

Actiunea vantului

Actiunea vantului pe structura si elementele structurale se determina tinand seama de presiunile externe si interne.

Presiunea vantului care actioneaza pe suprafetele exterioare, we se stabileste cu relatia:

W e=qp ( ze) ∙ c pe

q p ( ze ) - este presiunea dinamica de varf pentru inaltimea de referinta ( ze );

q p ( ze )=( 12

∙ ρaer ∙ vb2)∙C e ( z )=(0.5 ∙1.25 ∙302 ) ∙1.50=843,75 kg/ms2

c pe - este coeficientul de presiune pentru presiunea exterioara

e = b sau 2h oricare este mai mica

b – dimensiunea laturii perpendicular pe directia vantului.

Valorile coeficientilor de presiune exterioara pentru acoperisuri in functie de directia de actiune a vantului, unghiul θ si unghiul de panta al acoperisului, α si sunt trecute in tabelele 4 si 5 pentru acoperisuri cu doua pante;

b = 54 m, lungimea cladirii; latura perpendicular pe directia vantului;2h = 5.1 ∙ 2 = 10.20 m, h – inaltimea cladirii;d = 10.5 m, latimea cladirii, latura paralela cu directia vantului.e = 2h = 10.2 m – minimul dintre b si 2h.Zone pentru directia vantului θ=0 °:pentru F x= - 0.7133pentru G x= - 0.66pentru H x= - 0.2533pentru I x= - 0.4pentru J x= - 0.7667Zone pentru directia vantului θ=90 °:pentru F x= - 1.2067pentru G x= - 1.3467pentru H x= - 0.6933pentru I x= - 0.5

Actiunea vantului asupra peretilor verticali

h/d=3.00/10.5=0.2857A=-1.20B=-0.80C=-0.50

W e=qp ( ze) ∙ c pe

→Pentru A →W e=843.75 ∙ (−1.20 )=−1012.500

→Pentru B→W e=843.75 ∙ (−0.80 )=−675.0

→Pentru C→W e=843.75 ∙ (−0.50 )=−421.875

→Pentru F→W e=843.75 ∙ (−0.7133 )=−601.846

→Pentru F→W e=843.75 ∙0.433=365.344

→Pentru G→W e=843.75∙ (−0.66 )=−556.875

→Pentru G→W e=843.75∙0.433=365.344

→Pentru H →W e=843.75 ∙ (−0.2533 )=−213.722

→Pentru H →W e=843.75 ∙0.2933=247.472

→Pentru I →W e=843.75 ∙0.00=0.00

→Pentru J →W e=843.75 ∙0.00=0.00

Incarcarea din vant de calcul este :W e=−601.846≅−0.602KN

Alcatuirea si calculul acoperisului din lemn

a) Alcatuirea structurii acoperisului:Structura de rezistenta a acoperisului din grinzi cu zabrele din lemn ,

pane- alcatuite din dulapi .La alcatuire se are in vedere planul functional al adapostului pentru

animale, stalpii structurii constituind reazeme pentru elementele de acoperis.Panele se realizeaza din dulapi de lemn de calitatea a II-a, asezati pe cant,

cu sectiuni de: t= 5.0;6.0 cm si b= 20…28 cm. Lungimea maxima a dulapului, din care se executa pana, este limitata de lungimea sortimentului de lemn, la maximum 4.00 m.

Ca schema statica, panele sunt grinzi simplu rezemate sau grinzi cu doua deschideri care descarca pe grinzile cu zabrele in nodurile acestora.

b) Scheme statice si scheme de incarcari pentru pane. Incarcari permanente: (greutatea structurii invelitorii); Incarcari din zapada; Incarcari din vant la nivelul acoperisului.

c) Calculul structurii de rezistenta a acoperisului:

Pentru calculul de rezistenta a acoperisului se stabilesc: elementele de rezistenta: pane, grinzi cu zabrele din lemn; alcatuirea schemelor statice si de incarcare pentru fiecare tip de

element structural, in parte; calculul reactiunilor, incepand de la elementul cel mai de sus; diagrame de eforturi sectionale, pe fiecare tip de element; verificarea elementelor structurale.

Ipoteze de incarcare pe pana:

Ip1 – 1.35 Permanente +1.50 zapadaIp2 – 1.35 Permanente +1.50 vant +1.05 zapadaIp3 – 1.35 Permanente +1.50 utile

Consideram pana grinda simplu rezemata: l pana=T=3.00m

a=L6=10.5

6=1.75m

tgα=hg

3a=2.10

5.25=0,4→arctg0.45=22 °

cos α= adp

→dp= acos α

=1.75 /cos 22=1.90m

Incarcarea permanenta pe pana:

q pana=gacoperis∙d p∙ T

T=0.185 ∙

1.90 ∙3.003.00

=0.3515 kN /m

Incarcare variabila pe pana:

Zapada:

Zpana=S ∙a ∙TT

=2.00 ∙1.75 ∙3.00

3.00=3.50kN /m

Vant:

W pana=W ∙dp ∙T

T=−0,602∙

1.9∙3,003,00

=−1.1438kN /m

Incarcarea utila la jumatatea deschiderii

U = 100 Kg/m = 1kN/m

Ipoteza 1:

q1d=1.35 ∙0.3515+1.50 ∙3.50=5.7245kN /m

q1d , y=q1d ∙ sinα=5.7245 ∙sin 22 °=2.144 kN /m

q1d , z=q1d ∙ cosα=5.7245 ∙cos 22°=5.307kN /m

M y 1=q1d , y ∙ l

2

2=2.144 3.002

2=9.648kNm

M z1=q1d , z ∙l

2

2=5.307 ∙3.002

2=23.88kNm

Ipoteza 2:

q2d=1.35 ∙0.3515+1,50 ∙ (−1.1438 )+1.05 ∙3.50=2.434kN /m

q2d , y=q2d ∙ sinα=2.434 ∙ sin 22°=0.9117 kN /m

q2d , z=q2d ∙ cosα=2.434 ∙cos22 °=2.2566kN /m

M y 2=q2d , y ∙l2

2=0.9117 ∙3.002

2=4.1026kNm

M z 2=q2d , z ∙l

2

2=2.2566 ∙3.002

2=10.1547 kNm

Ipoteza 3:

q3d=1.35 ∙0.3515+1.50 ∙1.00=1.9745kN /m

q3d , y=q3d ∙ sinα=1.9745 ∙ sin 22°=0.7396kN /m

q3d , z=q3d ∙ cosα=1.9745 ∙cos22 °=1.8307kN /m

M y 3=q3d , y ∙l2

2=0.7396 ∙3.002

2=3.3285 kNm

M z3=q3d , z ∙ l

2

2=1.8307 ∙3.002

2=8.238kNm

Dimensiunile panei se vor determina cu momentele din ipoteza 1 de incarcari

Stabilesc solicitarea: Incovoiere oblica

Trebuie satisfacute expresiile urmatoare:

σm, z , d

f m, z , d

+Km ∙σm , y ,d

f m , y ,d

≤ 1

Km ∙σ m, z ,d

f m, z ,d

+σm , y ,d

f m , y ,d

≤ 1

σ m, y , d- valoarea de calcul a tensiunilor din incovoiere dupa axa principala Yσ m, z ,d- valoarea de calcul a tensiunilor din incovoiere dupa axa principala Zf m, y , d- valoarea de calcul a rezistentei la incovoiere dupa axa principala Yf m, z ,d- valoarea de calcul a rezistentei la incovoiere dupa axa principala Z

Calculul la S.L.U → Conditii de rezistenta

σmd

f md

≤1 ;σ md=Mmax

W;

Clasa de rasinoase : C16 cu f mk=16 N /mm2

f m,d=f mk

Kmod

γM

=160.81.3

=9.85 N /mm2

γ M = 1,30f m, y , d=f m, z , d=f m, d=9.85 N /mm2

M z=M z1=23.88kNm

M y=M y 1=9.648 kNm

h /b=1,50→h=1,50b

σm, z , d

f m, z , d

+Km ∙σm , y ,d

f m , y ,d

≤ 1→

23.88 ∙106 ∙6b2 ∙h9.85

+0,7 ∙

9.648∙106 ∙6b ∙h2

9.85≤1→

23.88 ∙106 ∙69.85 ∙ b2 ∙1.5 ∙ b

+0,7 ∙9.648∙106 ∙6

b ∙1,52 ∙ b2 ∙9.85≤ 1→

9.6974 ∙106

b3 + 2.6119 ∙106

b3 →b≥3√12.309 ∙106 →b≥ 230.89mm

b=240mm=24cm sau 23 cm

h=240 ∙1.50=360mm=36 cm si 35 cm se verifica si asa

0.7 ∙23.88 ∙106 ∙6

9.85∙2402 ∙360+ 9.648 ∙106 ∙6

240 ∙3602 ∙9.85=0,68≤ 1→conditie indeplinita

Calculul la S.L.S → Conditii de rigiditate

umax ≤uadmisibil

uadmisibil=l

250=3.00

250=0,012m

umax=√umax , y2+umax , z2

umax , y=ug , y+us , y

umax , z=ug , z+us , z

I y=h3 ∙b12

=0,363 ∙0,2412

=9.3312∙10−4 m4=93312cm4

I z=b3∙ h12

=0,243 ∙0,3612

=4.1472∙10−4m4=41472cm4

E=107 kN /m2

gyp=gp ∙ sinα=0.3515∙ sin 22=0.1316kN /mgzp=gp ∙cosα=0.3515 ∙cos 22=0.3259kN /mgys=S ∙ sinα=2.0 ∙ sin 22=0.7492kN /mgzs=S ∙ cosα=2.0∙cos22=1.854kN /m

ugy=5

384∙g yp∙ l

4

E ∙ I z

= 5384

∙0.1316 ∙3004

105 ∙41472=0.0033cm

u fin, gy=ugy ∙ (1+k¿ )=0.0033 ∙ (1+0.8 )=0.00594cm

ugz=5

384∙gzp ∙l4

E ∙ I y

= 5384

∙0.3259 ∙3004

105∙93312=0.00368cm

u fin, gz=ugz ∙ (1+k¿ )=0.00368 ∙ (1+0.8 )=0.00663cm

usy=5

384∙gys ∙ l

4

E ∙ I z

= 5384

∙0.7492∙3004

105 ∙41472=0.019cm

u fin, sy=usy ∙ (1+ψ21 ∙ k¿)=0.019 ∙ (1+0.4 ∙0.80 )=0.025cm

usz=5

384∙gzs ∙ l

4

E ∙ I y

= 5384

∙1.854 ∙3004

105 ∙93312=0.021cm

u fin, sz=usz ∙ (1+ψ21 ∙ k¿)=0.021∙ (1+0.4 ∙0.80 )=0.02766cm

umax , y=ug , y+us , y=0.00594+0.025=0.03094 cm

umax , z=ug , z+us , z=0.00368+0.021=0.0578cm

umax=√umax , y2+umax , z2=¿

¿√0.030942+0.05782=0.065≪1.20 cm→conditieindeplinita

N c=1,35 ∙ g panou ∙d p ∙T +1,35 ∙ g pana+1,50 ∙ s ∙ a ∙T

gpana=b ∙h∙ l ∙ γlemn=0.24 ∙0.36 ∙3.00 ∙4=1.0368 KN

γ lemn=4.0kN /m3

N c=1.35 ∙0.185 ∙1.9 ∙3.00+1.35 ∙0.3515+1.50∙2.00 ∙1.75 ∙3.00=17.6481kN

Nm=N c

2=8.82405kN