29314x
001579
2019-07-03

Obciążenie udarowe samochodu osobowego na wiaty garażowej

Als grundlegende Anforderungen an ein Tragwerk werden in den Grundlagen der Tragwerksplanung eine ausreichende Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit genannt. Dabei sind Tragwerke so auszuführen, dass durch Ereignisse wie Anprall eines Fahrzeuges keine Schadensfolge entsteht.

Kombinacje obciążeń

W [1] rozdział 3.2(2)P uderzenie definiuje się jako wyjątkową sytuację obliczeniową. Zatem równanie 6.11b ma zastosowanie do kombinacji oddziaływań. Wybór między wartością częstą Ψ1,1 ⋅ Qk 1 a zmienną quasi-stałą Ψ2,1 ⋅ Qk 1 zależy od wyjątkowej sytuacji obliczeniowej. W [2] NDP do A.1.3.2, na przykład, w przypadku zderzenia pojazdu określono, że dozwolone jest zastosowanie wartości quasi-stałej Ψ2,1 ⋅ Qk,1. W związku z tym obciążenia śniegiem i wiatrem dla lokalizacji w państwach członkowskich CEN o wysokości mniejszej niż 1000 m n.p.m. nie muszą być uwzględniane w przypadku uderzenia pojazdu, ponieważ ich współczynniki kombinacji Ψ2,1 są zwykle definiowane jako 0,0.

Definiowanie oddziaływania przypadkowego

Teraz musimy zdefiniować rodzaj i rozmiar uderzenia. Część 1-1 Eurokodu 1 [3] w rozdziale 1.1(6) odnosi się do części 1-7 [4] , w której wyjaśniono oddziaływania wyjątkowe. W rozdziale 4.2 (1) zalecane są dwie metody:

  • Wyznaczanie obciążeń udarowych za pomocą analizy dynamicznej
  • Definicja obciążeń udarowych jako równoważna siła statyczna

Informacje na temat obliczania uderzenia dynamicznego znajdują się w Załączniku C. W załączniku tym rozróżnia się „uderzenie twarde”, w którym energia jest rozpraszana głównie przez uderzający korpus, oraz „uderzenie miękkie”, w którym konstrukcja podlega odkształceniu w celu pochłonięcia energii uderzenia. Zgodnie z załącznikiem C.2.1(1), obliczenia przy użyciu równoważnej siły statycznej dla „mocnego uderzenia” są dozwolone. W przypadku uderzenia samochodu w wiatę garażową zakłada się, że nastąpi uderzenie twarde, a treść tego artykułu odnosi się do określenia równoważnej siły statycznej.

W [4] , Tabela 4.1, dla samochodów osobowych w garażach zaproponowano równoważną siłę statyczną Fdx w kierunku normalnego ruchu o wartości 50 kN. W poprzek kierunku ruchu, siła Fdy wynosi 25 kN. Ze względu na wielkość obciążenia, ekonomiczne zwymiarowanie przekrojów słupów wiaty garażowej będzie możliwe bardzo rzadko. Należy również wspomnieć, że w rozdziale 4.1(1) wykluczono kolizje z konstrukcjami lekkimi, dlatego tabela 4.1 nie jest ważna i należy odnieść się do Załącznika krajowego. Instalacja ochrony przed uderzeniem, która pochłania uderzenie przed słupem, w celu przeprowadzenia ekonomicznego projektowania słupów, prawdopodobnie nie będzie opcją. Niemiecki załącznik krajowy [5] opisuje statycznie równoważną siłę uderzenia 10 kN dla obu kierunków dla samochodów osobowych ≤ 30 kN w tabeli NA.2-4.1 dla garaży jedno- i dwustanowiskowych oraz wiat garażowych.

Jeżeli Załącznik krajowy danego kraju nie zawiera dalszych informacji, warto zapoznać się z [3] , Załącznikiem B. W równaniu B.1 opisano poziome obciążenie zastępcze dla zabezpieczenia przed upadkiem z wysokości. Powoduje to:

Zgodnie z załącznikiem B (3) w [3] przyjmuje się następujące założenia:

m = 1500 kg
δc + δb = 100 mm
v = 1,39 m/s

Przyjęto prędkość zderzenia v odbiegającą od B(3) przy 5 km/h zgodnie z [4] , Tabela C.1 dla garaży parkingowych, co odpowiada 1,39 m/s. Daje to obciążenie równoważne:

Pozycja oddziaływania przypadkowego

Zgodnie z [4] , 4.3.1(3), przyłożenie siły uderzenia samochodów osobowych na wysokości 50 cm nad górną krawędzią jezdni jest dozwolone. W [3] , Załącznik B, 37,5 cm są określone dla samochodów osobowych o maksymalnej masie pojazdu 2500 kg. Ponieważ wysokość zderzaków samochodu osobowego nie jest znormalizowana w większości krajów, inżynier musi zdecydować, na jakiej wysokości zostanie przyłożone obciążenie równoważne. W załączniku niemieckim [5] zaleca się wysokość 50 cm dla samochodów osobowych.

Całkowite zniszczenie elementów konstrukcyjnych jako opcja

Istnieje również możliwość przeanalizowania skutków całkowitego zniszczenia uszkodzonego elementu konstrukcyjnego na całą konstrukcję (zdjęcie 02). W zależności od sposobu zamocowania elementu, taka analiza może być przydatna.

Obliczanie słupa zadaszenia dla przypadku obciążenia "uderzenie" w RFEM/RSTAB

Dla wiaty samochodowej pokazanej na rys. 01 symulowane będzie uderzenie samochodu osobowego w słup środkowy. W tym przykładzie obliczenia zostaną przeprowadzone zgodnie z załącznikiem niemieckim.

W tym celu należy najpierw utworzyć nowy przypadek obciążenia, w którym zdefiniowano statyczne obciążenie zastępcze. Jeżeli stosowana jest automatyczna kombinacja obciążeń, do tego przypadku obciążenia należy przypisać klasę oddziaływania "Przypadkowe".

Następnie tworzone jest nowe wyrażenie złożone z wyjątkową sytuacją obliczeniową zgodnie z [2] , Równanie 6.11e.

W tym przykładzie odległość obciążenia zastępczego od początku pręta wynosi 37,5 cm, ponieważ łącznik (w tym przypadku wysokość stopy) nie jest uwzględniany w analizie statyczno-wytrzymałościowej.

Konstrukcja drewniana jest projektowana za pomocą modułu dodatkowego RF-/TIMBER Pro. Odpowiednie pliki modeli dla programów RFEM i RSTAB są dostępne w sekcji "Do pobrania" na końcu tego artykułu. W przypadku TIMBER Pro Case 2 obliczenia wyjątkowe przeprowadza się poprzez wybór odpowiedniej kombinacji obciążeń. Ponieważ w tym przypadku obciążenie śniegiem i wiatrem nie musi być połączone z uderzeniem, należy wziąć pod uwagę tylko ciężar własny i samo uderzenie. Jeśli kombinacje obciążeń są tworzone ręcznie, należy upewnić się, że do odpowiednich kombinacji jest przypisana "Przypadkowa sytuacja obliczeniowa" (rys. 06) i odpowiednia klasa czasu trwania obciążenia "Chwilowe" (rys. 07).

Dzięki temu przypisaniu, wyjątkowa sytuacja obliczeniowa w stanie granicznym nośności jest rozpatrywana z częściowym współczynnikiem bezpieczeństwa równym 1,0, zgodnie z wymaganiami w [6]. Ponadto w tym przypadku wytrzymałość jest mnożona przez akmod wynoszącą 1,1 (klasa użytkowania 2) ze względu na chwilowy czas trwania obciążenia. W tym przykładzie słup ma przełożenie 0,47 ≤ 1,00 i w ten sposób obliczane jest oddziaływanie samochodu osobowego. Konstrukcja działa nawet przy wartości akmod wynoszącej 0,9 (klasa użytkowania 3).

Jak już wyjaśniono, warto przyjrzeć się całkowitemu uszkodzeniu słupa (zdjęcie 02). W tym celu nie jest konieczne rozpatrywanie uszkodzenia lub usunięcia pręta w osobnym pliku. Słup można łatwo dezaktywować dla określonych kombinacji obciążeń. W przypadku całkowitego zniszczenia słupa zostanie utworzona nowa kombinacja obciążeń, w której uwzględniony zostanie tylko ciężar własny, a słup zostanie dezaktywowany w parametrach obliczeniowych.

Ponieważ konstrukcja jest z pewnością podparta natychmiast po uszkodzeniu słupa, dla tej kombinacji obciążeń można zastosować czas trwania obciążenia „chwilowego”. Wymiarowanie płatwi obciążonych ciężarem własnym dla wyjątkowej sytuacji obliczeniowej wynosi 0,48 ≤ 1,00 (TIMBER Pro Case 3).

Projektowanie połączeń i fundamentów

Ponadto elementy złączne należy sprawdzić w przypadku uderzenia. Dlatego należy sprawdzić, czy podstawa słupa i połączenie słupa z płatwią powyżej są wystarczająco zwymiarowane. Rodzaj konstrukcji decyduje o tym, czy obciążenie udarowe musi zostać przeniesione na fundament, czy nie. W [5] , NDP do 4.1 (1), Uwaga 3, przeniesienie sił zasadniczo nie dotyczy budynków. To stwierdzenie jest prawdziwe dla wiaty garażowej wymienionej w przykładzie.


Autor

Pan Rehm jest odpowiedzialny za rozwój produktów do konstrukcji drewnianych i zapewnia wsparcie techniczne dla klientów.

Odnośniki
Odniesienia
  1. Eurokod 0: Podstawy projektowania konstrukcji, EN 1990:2010-12.
  2. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung; DIN EN 1990/NA:2010-12
  3. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen auf Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau; DIN EN 1991-1-1:2010-12
  4. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-7: Allgemeine Einwirkungen - Außergewöhnliche Einwirkungen; DIN EN 1991-1-7:2010-12
  5. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-7: Allgemeine Einwirkungen - Außergewöhnliche Einwirkungen; DIN EN 1991-1-7/NA:2010-12
  6. Eurokod 5: Projektowanie konstrukcji drewnianych - Część 1-1: Ogólne - Reguły ogólne i reguły dotyczące budynków; DIN EN 1995-1-1:2010-12
Pobrane


;