Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów spawanych kratownic z prętów o przekroju rurowym. SN040a-PL-EU

Transkrypt

1 Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów spawanych kraownic z pręów o przekroju rurowym. Ten dokumen przedsawia procedury pozwalające na określenie nośności połączeń spawanych w kraownicach wykonanych z przekrojów rurowych lub z niekórych pręów o przekroju owarym. Pod uwagę brane są "węzły płaskie", nieuŝebrowane. Spis reści 1. Wprowadzenie 2 2. Zakres opracowania 2 3. Ogólne wyyczne projekowania 4 4. Paramery wpływające na nośność połączenia 6 5. Zalecenia do projekowania połączeń 7 6. Spoiny 1 7. Pomoc projekowa 1 8. Odniesienia 11 Srona 1

2 1. Wprowadzenie W kraownicach zbudowanych z pręów o przekroju rurowym, poszczególne kszałowniki łączy się ze sobą bezpośrednio w węzłach przy zasosowaniu połączeń spawanych. Wybór wielkości i rodzaju przekroju poprzecznego pręów kraownicy ma bezpośredni wpływ na kosz wyworzenia i nośność węzłów kraownicy, dlaego eŝ, waŝne jes aby projekan dokonał właściwego wyboru rodzaju zasosowanych profili oraz ypu konsruowanego węzła. 2. Zakres opracowania Zasady przedsawione w ym dokumencie odnoszą się do ych ypów połączeń, kóre zosały ujęe w EN Ten dokumen wyjaśnia procedurę projekową doyczącą nasępujących ypów połączeń: Połączenia pręów o przekroju kołowym Połączenia pręów o przekroju kwadraowym lub prosokąnym Połączenia pręów o przekroju kołowym lub prosokąnym z pasem o przekroju dwueowym Ten dokumen nie doyczy połączeń przesrzennych. Połączenia w nim przedsawione obciąŝone są obciąŝeniem saycznym: siłami osiowymi i/lub momenami zginającymi. Przedsawiono równieŝ informacje doyczące wpływu głównych wymiarów połączenia na jego nośność. 2.1 Typy połączeń Typy połączeń kszałowników o przekroju rurowym przedsawiono poniŝej: Połączenia ypu X Połączenia ypu T i Y Połączenia ypu K i N z odsępem Połączenia ypu K i N bez odsępu Rys. 2.1 Typowe połączenia pręów o przekroju rurowym Srona 2

3 2.2 Zakres waŝności Gdy projekowane węzły spełniają warunki geomeryczne podane w Rozdziale Błąd! Nie moŝna odnaleźć źródła odwołania. wysarczy sprawdzić model zniszczenia wyszczególniony w odpowiedniej ablicy. Węzły spoza ego zakresu naleŝy sprawdzać doświadczalnie. 2.3 Oznaczenia i symbole A i pole powierzchni przekroju poprzecznego i-ego kszałownika i (i =, 1, 2 or 3); N i,ed warość obliczeniowa siły osiowej w i-ym kszałowniku i (i =, 1, 2 or 3); N i,rd nośność obliczeniowa węzła wyraŝana przez siłę osiową i-ego kszałownika i (i =, 1, 2 or 3); M ip,i,ed warość obliczeniowa momenu zginającego obciąŝającego i-y kszałownik (w płaszczyźnie kraownicy) i (i =, 1, 2 or 3); M ip,i,rd nośność obliczeniowa węzła wyraŝana przez momen zginający i-ego kszałownika (w płaszczyźnie kraownicy) i (i =, 1, 2 or 3); M op,i,ed warość obliczeniowa momenu zginającego obciąŝającego i-y kszałownik (z płaszczyzny kraownicy) i (i =, 1, 2 or 3); M op,i,rd nośność obliczeniowa węzła odniesiona do momenu zginającego i-ego kszałownika (z płaszczyzny kraownicy) i (i =, 1, 2 or 3); d i średnica zewnęrzna przekroju i-ego kszałownika i (i =, 1, 2 or 3); e mimośród połączenia (parz Rys. 2.2) f yi granica plasyczności sali i-ego kszałownika i (i =, 1, 2 or 3); g odsęp pomiędzy pręami skraowania w połączeniach ypu K i N (warość ujemna odsępu q oznacza zachodzenie pręów na siebie) i grubość ścianki i-ego kszałownika i (i =, 1, 2 or 3); θ i ką pomiędzy pasem a i-ym pręem skraowania i (i = 1, 2 or 3); β współczynnik określający sosunek średnicy (wysokości) i-ego pręa skraowania do średnicy (wysokości) pasa kraownicy: d d i i 1 ; or (w przypadku połączeń ypu T, Y i X) d b b b d 1 + d2 d1 + d2 b1 + b2 + h1 + h ; or 2d 2b 4b d 1 + d2 + d3 d1 + d2 + d3 d1 + d2 + d3 + h1 + h2 + h ; or 3d 3b 6b 2 (w przypadku połączeń ypu K i N) 3 (w przyp. połączeń ypu KT) λ ov współczynnik zachodzenia wyznaczany według zaleŝności (w procenach) (λ ov = (q/p) x 1%) Srona 3

4 a) Połączenie z odsępem (mimośrodem dodanim) b) Połączenie z zakładem (z mimośrodem ujemnym) Rys. 2.2 Definicja znakowania mimośrodu połączenia Rys. 2.3 Oznaczenia wymiarów przekrojów poprzecznych g g q p Rys. 2.4 Odsęp i zakład 3. Ogólne wyyczne projekowania 3.1 Obliczenia sayczne Kraownice są zazwyczaj projekowane jako układy o węzłach przegubowych, obciąŝone siłami skupionymi przyłoŝonymi do węzłów konsrukcji. Powoduje o, Ŝe w pręach kraownicy pojawiają się ylko siły osiowe, ściskające albo rozciągające. Na Rys. 3.1 pokazano sposób rozmieszczenia pręów w kraownicy w kórym osie poszczególnych pręów przecinają się w jednym punkcie. Srona 4

5 Rys. 3.1 Węzły kraownicy 3.2 Mimośród połączenia Z ekonomicznego punku widzenia oraz biorąc pod uwagę ławość wykonania węzłów (zazwyczaj spawanych) kraownicy, wygodnie jes sosować odsęp pomiędzy poszczególnymi pręami skraowania schodzącymi się w danym węźle (Rys. 2.2(a)). MoŜe o powodować pojawienie się mimośrodu w węźle kraownicy, co powinno być uwzględnione zgodnie z zaleceniami podanymi w Główne i drugorzędne momeny ZałoŜenie Ŝe węzły kraownicy są połączeniami przegubowymi oraz, Ŝe obciąŝenie w posaci sił skupionych przyłoŝone jes do określonych węzłów kraownicy, pozwala na wyznaczenie w dość prosy sposób sił osiowych w pręach. NaleŜy jednak mieć na uwadze fak, Ŝe nasępujące czynniki mogą wpłynąć na pojawienie się momenów zginających w pręach kraownicy: szywność połączeń, obciąŝenie poprzeczne i mimośrody w połączeniach. EN uwzględnia e składniki w nasępujący sposób: Zakładając, Ŝe wymiary geomeryczne węzła spełniają warunki podane w EN (3), drugorzędne momeny zginające spowodowane szywnością węzłów nie wpływają na nośność połączenia, przy zapewnionej odpowiedniej zdolności połączenia do deformacji. Momeny zginające obciąŝające węzeł, spowodowane działaniem obciąŝenia poprzecznego, powinny być brane pod uwagę podczas sprawdzania nośności połączenia. W większości przypadków obciąŝenie poprzeczne nie jes przyłoŝone do pręów skraowania więc nie powoduje powsania w nich momenów zginających. W przypadku momenów zginających pochodzących od obciąŝenia siłą poprzeczną pasa kraownicy, napręŝenia ściskające od zginania dodaje się do napręŝeń od osiowej siły ściskającej. Mimośrody: zakładając, Ŝe wymiary geomeryczne węzła spełniają warunki podane w EN (5) uwzględnienie wpływu mimośrodu na nośność połączenia jes auomaycznie uwzględniane we wzorach przedsawionych w dokumencie. NaleŜy jednak zaznaczyć, Ŝe zaleca się akie kszałowanie geomerii kraownicy, aby minimalizować wielkość mimośrodów. Sposób uwzględnienia wpływu momenu zginającego przedsawiono w Błąd! Nie moŝna odnaleźć źródła odwołania.. Srona 5

6 Tab. 3.1 Typ połączenia Sposób uwzględnienia momenów zginających Przyczyna powsania momenu zginającego Szywność połączenia ObciąŜenie poprzeczne Mimośród Pas ściskany Tak Pas rozciągany Nie Prę skraowania Węzeł Pomija się gdy spełnione są warunki EN (3) Tak Nie Pomija się gdy spełnione są warunki EN (5) 4. Paramery wpływające na nośność połączenia W Tab. 4.1 do Tab. 4.3 zawaro informacje na ema ego, kóre paramery (wymiary) połączenia powinny być zwiększone, aby równocześnie nasępowało zwiększanie nośności połączenia. Nośność węzła przyjęo jako maksymalną nośność krzyŝulca. Te zalecenia są waŝne ylko w przypadku gdy nośność węzła jes mniejsza niŝ nośność pręów. Tab. 4.1 Węzły ypu (T, Y i Xs) Paramery połączenia Warość parameru Wpływ na nośność połączenia sosunek wysokości (średnica) pasa do grubość ścianki pasa sosunek średnicy (wysokości)pręa skraowania do średnicy (wysokości) pasa b redukcja warości wzros nośności or d d wzros warości wzros nośności (1) 1 d or b1 b ką pochylenia krzyŝulca θ redukcja warości wzros nośności sosunek wyrzymałości y1 1 sali pręa skraowania do wyrzymałości sali pasa f y f redukcja warości wzros nośności (1) pod warunkiem, Ŝe wyboczenie ścianki bocznej rury nie jes decydujące, gdy β >.85 Tab. 4.2 Połączenia ypu K i N (z odsępem) Paramery połączenia Warość parameru Wpływ na nośność połączenia sosunek wysokości (średnica) pasa do grubość ścianki pasa sosunek średnicy (wysokości)pręa skraowania do średnicy b redukcja warości wzros nośności or d d wzros warości wzros nośności (1) 1 d or b1 b Srona 6

7 ką pochylenia krzyŝulca θ redukcja warości wzros nośności sosunek wyrzymałości y1 1 sali pręa skraowania do wyrzymałości sali pasa f y odsęp pomiędzy pręami skraowania f redukcja warości wzros nośności g redukcja warości wzros nośności (2) (1) pod warunkiem, Ŝe wyboczenie ścianki bocznej rury nie jes decydujące, gdy β >.85 (2) w przypadku kraownic z pasem wykonanym z rury okrągłej Tab. 4.3 Połączenia ypu K i N (z zakładką) Paramery połączenia Warość parameru Wpływ na nośność połączenia sosunek wysokości (średnica) pasa do grubość ścianki pasa sosunek wysokości pręa skraowania do grubości ścianki pręa b redukcja warości wzros nośności or d b j j redukcja warości wzros nośności (1) sosunek średnicy (wysokości)pręa skraowania do średnicy d wzros warości wzros nośności (2) 1 d or b1 b ką pochylenia krzyŝulca θ redukcja warości wzros nośności (3) sosunek wyrzymałości yj j sali pręa skraowania do wyrzymałości sali pasa f y f redukcja warości wzros nośności sosunek wyrzymałości sali jednego pręa skraowania wyrzymałości sali drugiego pręa skraowania f f yi i yj j redukcja warości wzros nośności wielkość zachodzenia O redukcja warości wzros nośności v pręów na siebie (1) w przypadku pręów o przekroju kwadraowym lub prosokąnym (1) pod warunkiem, Ŝe wyboczenie ścianki bocznej rury nie jes decydujące, gdy β >.85 (3) w przypadku kraownic z pasem wykonanym z rury okrągłej 5. Zalecenia do projekowania połączeń W ablicach przedsawionych w ym rozdziale zawaro informacje bazujące na (EN ), doyczące projekowania węzłów w kraownicach złoŝonych z pręów o przekroju rurowym i w kraownicach, w kórych pas wykonany jes z profilu owarego. Jak wspomniano w Rozdziale 2.2, pod jeŝeli geomeria węzłów spełnia podane kryeria, nośność na siłę osiową i momen zginający sprawdza się według odpowiednich ablic. W przeciwnym razie naleŝy uwzględnić modele zniszczenia przedsawione w EN Srona 7

8 Nośność obliczeniowa połączenia wyraŝona jes jako warość maksymalnej siły osiowej i/lub momenu zginającego moŝliwych do przeniesienia przez prę skraowania. W przypadku pręów skraowania obciąŝonych ylko siłami osiowymi, nasępujące warunki powinny być spełnione: N i, Ed < Ni, Rd Jakkolwiek, w przypadku inerakcji momenu zginającego i siły osiowej, wzory inerakcyjne przedsawione w poniŝszej ablicy powinny być sosowane. Typowym przykładem węzła obciąŝonego siłą osiową i momenem zginającym jes połączenie ypu T w belce Vierendeela. ObciąŜenie w posaci momenów zginających działających w płaszczyźnie prosopadłej do płaszczyzny kraownicy, nie jes zby częso spoykane, w przypadku usrojów płaskich. 5.1 Węzły spawane kraownic z rur o przekroju okrągłym Tab. 5.1 Numery ablic zawarych w EN , wykorzysywanych przy określaniu nośności węzłów kraownic w kórych pas wykonano z rur okrągłych Rodzaj kszałownika skraowania Zakres wymiarów geomerycznych względu na siłę osiową względu na momen zginający Wzory inerakcyjne Rura okrągła T 7.1 T 7.2 T Blacha węzłowa T 7.1, T 7.3 T 7.3 T I lub H T 7.1, T 7.4 T 7.4 T Przekroje kwadraowe lub prosokąne Specjalne przekroje okrągłe T 7.1, T 7.4 T 7.4 T T 7.1 T T 7.6 Srona 8

9 5.2 Węzły spawane kraownic z rur o przekroju kwadraowym lub prosokąnym Tab. 5.2 Numery ablic zawarych w EN , wykorzysywanych przy określaniu nośności węzłów kraownic w kórych pas wykonano z rur kwadraowych Rodzaj kszałownika skraowania Zakres wymiarów geomerycznych względu na siłę osiową Wzory inerakcyjne Rura okrągła T 7.8, T 7.9 T Przekroje kwadraowe T 7.8, T 7.9 T Tab. 5.3 Numery ablic i paragrafów zawarych w EN , wykorzysywanych przy określaniu nośności węzłów kraownic w kórych pas wykonano z rur kwadraowych lub prosokąnych Rodzaj kszałownika skraowania Zakres wymiarów geomerycznych względu na siłę osiową względu na momen zginający Wzory inerakcyjne Rura okrągła T 7.8 T 7.11, T Rura kwadraowa lub prosokąna T 7.8 T 7.11, T T Blacha węzłowa T 7.8, T 7.13 T 7.13 (1) I lub H T 7.8, T 7.13 T 7.13 T Specjalne przekroje kwadraowe T 7.8 T 7.15, T T 7.16 (1) Parz abela Tab. 5.4 poniŝej W przypadku gdy pas dolny kraownicy wykonany jes z rury o przekroju kwadraowym lub prosokąnym, a w konsrukcji węzła znajduje się blacha węzłowa, nośność połączenia ze względu na momen zginający moŝna określić na podsawie poniŝszej abeli [2]: Tab. 5.4 względu na momen zginający Blacha węzłowa usawiona poprzecznie do osi pasa Blacha węzłowa usawiona równolegle do osi pasa Srona 9

10 W płaszczyźnie: M ip, 1, Rd =. 5N1, Rd i W płaszczyźnie: M ip, 1, Rd =. 5hi N1, Rd Z płaszczyzny: M op, 1, Rd =. 5N1, Rd b i Z płaszczyzny: M op, 1, Rd =. 5N1, Rd i 5.3 Węzły spawane pas kraownicy wykonany z profili ypu I lub H Tab. 5.5 Numery ablic i paragrafów zawarych w EN , wykorzysywanych przy określaniu nośności węzłów kraownic w kórych pas wykonano z kszałowników ypu I lub H Rodzaj kszałownika skraowania Zakres wymiarów geomerycznych Rura okrągła T 7.2 T 7.21 Rura kwadraowa lub prosokąna względu na siłę osiową względu na momen zginający Wzory inerakcyjne 7.6 T 7.2 T 7.21 T Spoiny Poszczególne pręy skraowania naleŝy spawać do pasa kraownicy ciągłą spoiną czołową, spoiną pachwinową lub kombinowaną czołowo-pachwinową. Szczegóły wykonywania spoin przedsawiono w ENV Spoiny powinny być projekowane, biorąc pod uwagę zalecenia zaware w EN i o EN Nośność obliczeniowa spoiny pachwinowej nie powinna być mniejsza niŝ nośność pręa skraowania. Sprowadza się o do spełnienia warunku: a f 2 y f u β w γ γ M M2 gdzie γ M = 1, i γ M2 = 1,25: a/,96 dla sali gaunku S275 i a/ 1,11 dla sali gaunku S Pomoc projekowa Program CIDJOINT słuŝy do obliczania i sprawdzania nośności węzłów kraownic wykonanych z rur i obciąŝonych w sposób sayczny. Program zosał opracowany w Comié Inernaional pour le Développemen e l Eude de la Consrucion Tubulaire (CIDECT) i jes zgodny z meodami zawarymi w ENV Więcej informacji na Srona 1

11 8. Odniesienia 1 Hollow Secions in Srucural Applicaions, by J. Wardenier. Comié Inernaional pour le Développemen e l Eude de la Consrucion Tubulaire (CIDECT). This publicaion may be freely downloaded from 2 Design of SHS welded joins, Corus Tubes. This documen is freely downloadable from 3 ENV19-4 Execuion of seel srucures Par 4: Supplemenary rules for hollow secion laice srucures. 4 ENV :1992 Eurocode 3. Design of seel srucures. General rules and rules for buildings. Srona 11

12 Prookół jakości TYTYŁ ZASOBU Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów spawanych kraownic z pręów o przekroju rurowym. Odniesienie(a) ORYGINAŁ DOKUMENTU Nazwisko Insyucja Daa Sworzony przez Francisco Rey LABEIN Zawarość echniczna sprawdzona przez Zawarość redakcyjna sprawdzona przez Techniczna zawarość zaaprobowana przez nasępujących parnerów STALE: Jose A. Chica LABEIN 1. UK G W Owens SCI 7/4/6 2. France A Bureau CTICM 7/4/6 3. Sweden A Olsson SBI 7/4/6 4. Germany C Müller RWTH 7/4/6 5. Spain J Chica Labein 7/4/6 Resource approved by Technical Coordinaor G W Owens SCI 12/7/6 DOKUMENT TŁUMACZONY Tłumaczenie wykonane przez: Przełumaczony zasób zawierdzony przez: A. Wojnar, PRz A. Kozłowski, PRz Srona 12

13 Informacje ramowe Tyuł* Seria Opis* Poziom dosępu* Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów spawanych kraownic z pręów o przekroju rurowym. Ten dokumen przedsawia procedury pozwalające na określenie nośności połączeń spawanych w kraownicach wykonanych z przekrojów rurowych lub z niekórych pręów o przekroju owarym. Pod uwagę brane są "węzły płaskie", nieuŝebrowane. Eksperyza Idenyfikaory* Nazwa pliku Forma Kaegoria* Tyuł zasobu Punk widzenia Prakyka Microsof Office Word; 13 Pages; 586kb; Informacje uzupełniające InŜynier Przedmio* Obszar zasosowania Budynki przemysłowe Day Daa uworzenia 17/1/26 Daa osaniej modyfikacji Daa sprawdzenia WaŜny od WaŜny do Język(i)* Konak Auor Sprawdzony przez Zawierdzony przez Redakor Polski Francisco Rey, LABEIN Jose A. Chica, LABEIN Słowa kluczowe* Zobacz eŝ Omówienie Szczególne insrukcje Osanio modyfikowany przez kraownice, przekroje rurowe, SHS, CHS, RHS, przekroje poprzeczne Odniesienie do Eurocodu Przykład(y) obliczeniowy Komenarz Dyskusja Inne Narodowa przydaność EU Srona 13