Belki 1. Ruszty stropowe

Transkrypt

1 Create by Neeva ocuprnter Pro tral verson Belk 1. Ruszty stropowe Belk usytuowane wzglęem sebe krzyżowo po kątem prostym tworzą ukła nazywany rusztem.. Warunk nezawonośc belek Keyś stosowano metoę naprężeń opuszczalnych, a teraz stosuje sę metoę stanów grancznych. Jest to metoa probablstyczna gyż wprowaza sę analzę nektórych parametrów opartą na rachunku prawopoobeństwa (np. cech wytrzymałoścowych geometrycznych wyrobów stalowych, a także obcążeń załających na konstrukcje) oraz orbtalne traktuje sę nne parametry bezpeczeństwa (np. konsekwencje znszczena konstrukcj). W metoze tej uwzglęna sę równeż zapasy bezpeczeństwa stnejące w konstrukcj w skutek plastycznych własnośc materałów. Determnstyczna ocena bezpeczeństwa Determnstyczna ocena bezpeczeństwa opera sę na wartoścach normalnych naprężeń obcążeń opuszczalnych. Warunek bezpeczeństwa był spełnony jeżel naprężene w poszczególnych przekrojach konstrukcj o obcążeń charakterystycznych ne przekracza naprężena opuszczalnego k. Stosunek naprężena nebezpecznego (grancy plastycznośc R e ) o naprężena opuszczalnego k nazywamy współczynnkem bezpeczeństwa. Re m = k etoy probablstyczne Ocena statyczna onos sę o oceny bezpeczeństwa po zakończenu okresu normalnej eksploatacj. Ocena probablstyczna onos sę o przewywana prawopoobeństwa stanów bezpecznych prze rozpoczęcem eksploatacj. Rozróżna sę trzy pozomy oblczeń probablstycznych a) oblczena pozomu perwszego tzw. pół probablstyczne b) oblczena pozomu rugego polegają na ustalenu łącznego kryterum nezawonośc la współczynnków tolerancj obcążeń nośnośc c) w oblczenach pozomu trzecego ustala sę kryterum nezawonośc całej konstrukcj. a to szczególne znaczene w konstrukcjach statyczne newyznaczalnych, pracujących w faze sprężysto plastycznej, gze utworzene przegubów plastycznych zmena rozzał obcążena. Nezawoność konstrukcj określa sę prawopoobeństwem p, że w określonym czase t w określonych warunkach technczno eksploatacyjnych ne nastąp awara: m Rt ( ) = lm n n n lczba wszystkch obektów rozpatrywanego typu 3. Belk o przekroju klasy W każym punkce przekroju poprzecznego naprężene jest, co najmnej równe olnej grancy plastycznośc σ = R e mn a smukłość ścanek λ λ gr pl. Wykazują zolność o obrotu. 4. Belk o przekroju klasy Przekroje mogą osągać nośność przegubu plastycznego σ = R e mn lecz w skutek mejscowej nestatecznośc plastycznej wykazują ogranczoną zolność o obrotu przy zgnanu λ p > λ gr pl 5. Belk o przekroju klasy 3 Ich nośność jest uwarunkowana początkem uplastycznena strefy ścskanej. σ c max = R e mn 6. Belk o przekroju klasy 4 Przekroje te tracą nośność przy najwyższych naprężenach ścskających lub śrench ścnających mnejszych nż granca plastycznośc σ c max < f τ max < f 7. Współczynnk rezerwy plastycznej przekroju Współczynnk rezerwy plastycznej przekroju przy zgnanu efnuje sę jako stosunek momentu przenoszonego przez przegub plastyczny pl o grancznego momentu w stane sprężystym el pl 1 Wpl α pe = = ( Sc + St ) = W W el

2 α pe współczynnk rezerwy plastycznej przekroju pl moment plastyczny el moment sprężysty S c moment statyczny ścskanej A c strefy przekroju wzglęem os obojętnej S t moment statyczny rozcąganej A t strefy przekroju wzglęem os obojętnej W wskaźnk wytrzymałośc sprężysty W pl wskaźnk oporu plastycznego przy zgnanu w stane pełnego uplastycznena Do projektowana belek obcążonych tylko statyczne można przyjąć oblczenowy współczynnk rezerwy plastycznej jako: 1 W pl α p = 1 + W 8. Wskaźnk zgnana plastycznego Wskaźnk oporu plastycznego: S moment statyczny połowy przekroju wzglęem x x 9. Przekrój czynny przy ścnanu h S = ya W pl = * S Przekrój czynny jest to pole elementu przekroju wg tablcy 7 PN-90/B-0300 Aν = 0. 9ht I A ν = h w t w T T ] A ν = b f t f pozomy T A = ( h t)t 10. Rozkła naprężeń ścnających w przekroju belk 0 ν O Rysunek 1 Rozkła naprężeń la wuteownka Perwszy wykres z lewej obrazuje nam rozkła naprężeń sprężystych następny rysunek to opowaające naprężena ścnające. Trzec o lewej to wykres naprężeń z częścowym uplastycznenem opowaający mu wykres naprężeń ścnających jest czwarty o lewej. Zauważamy, że naprężena ścnające ne są przenoszone przez plastyczną część elementu. 11. Interakcja V Dzałana łączne momentu sły poprzeczne (wykresy la T) Rysunek - V klasa 1

3 Rysunek 3 - V klasa Zwchrzene belek Zwchrzene zwązane jest z wyboczenem sę ścskanego pasa belk zgnanej. ożlwość zwchrzena sę belk zwększa sę w marę wzrostu sły w półce ścskanej o wartośc krytycznej, a poneważ wyboczena następuje w kerunku poprzecznym (bocznym). Równocześne zwchrzene zwązane jest z skręcenem sę przekrojów poprzecznych belk. Tenencja zwchrzena zwększa sę wraz z wzrostem stosunku I x /I y stą wynka, że wyższe węższe przekroje są barzej wrażlwe na zwchrzene. Zabezpeczena przecw zwchrzenu: a) unemożlwene przesunęca obrotu pasa ścskanego (zabetonowane) b) stężena Rysunek 4 Przykłay konstrukcyjnego zabezpeczena belek prze zwchrzenem Współczynnk zwchrzena la belek o owolnych warunkach poparca owolnym przekroju poprzecznym: λ = 1.15 R cr 13. Skręcane ceownków zgnanych Zgnane poprzeczne belk występuje wtey, gy śla płaszczyzny obcążena w przekroju poprzecznym belk jest równoległy o jenej z głównych os bezwłanośc przekroju przechoz przez śroek ścnana. Śroek ścnana charakteryzuje sę tym, że belka obcążona poprzeczne o swojej os słą neprzechozącą przez śroek ścnana jest ne tylko zgnana, ale oatkowo skręcana. Przykłaem takej belk są ceownk kształtownk z jeną osą symetr, gy płaszczyzna obcążena ne pokrywa sę z płaszczyzną symetr przekroju. S śroek ścnana O śroek cężkośc P S O Rysunek 5 Ceownk

4 14. Nakrytyczne stany belek przy zgnanu 15. Nakrytyczne stany belek przy ścnanu 16. Nośność belek cągłych o plastycznośc ogranczonej g + Zastosowane: belk stropowe płatwe (zmnejszone momenty zgnające ugęca) = C * g C * q. Nośność sprawzamy zarówno w przęśle jak na poporach pośrench. Występują równocześne sły ścnające momenty zgnające w poblżu popór (sprawzamy nośność oblczenową w tych przekrojach belk). Przekrój poprzeczny oblcza sę w obrębe popór pośrench jako maksymalny (la belk swobone popartej w obrębe śroka rozpętośc) 17. Twerzene statyczne o nośnośc grancznej Twerzene statycznej teor nośnośc grancznej stwerza, że jeżel la anego obcążena P s można wskazać pole momentów zgnających 0 s (nazywane statyczne opuszczalnym) spełnające trzy ponższe warunk: a) równowaga wewnętrzna b) równoważące ane obcążena P s c) to obcążene P s jest obcążenem bezpecznym to znaczy ne wększym nż nośność granczna P 18. Twerzene knetyczne o nośnośc grancznej Obcążene P k spełnające równość P o nośnośc grancznej: P k P s k. 19. Twerzene o przystosowanu plastycznym q P s < P µ S = ϕ (praca obcążeń = praca sł wewnętrznych) mus być ne mnejsza. Bezpeczeństwo konstrukcj wymaga zagwarantowanej stablzacj okształceń plastycznych. W perwszym cyklu obcążeń la momentu > występują okształcena plastyczne, ale w następne cykle przebegają czysto sprężyśce. ρs 0. Ogranczene obrotów w przegubach plastycznych 1. Przekroje blachownc Rysunek 6 Przekroje blachownc. Kształtowane blachownc a) warunek ze wzglęu na nośność: φ * R b) nośność ze wzglęu na stateczność mejscową c) sztywność czyl zapewnene ugęć mnejszych o grancznych 3. Wysokość śronków blachownc 1 Blachownce o śrenej rozpętośc: h Blachownce slne obcążone: h

5 W Optymalna wysokość śronka: = α, gze W wskaźnk wytrzymałośc, α = 1. 1 la belek o stałym przekroju t w α = 1.1 la belek o zmennym przekroju t w - grubość śronka (wnna być wększa o 7 mm) nmalną grubość pasa przyjmować można ze wzoru: t 4. Ugęca blachownc O stałym przekroju: f = O zmennym przekroju: f = 48 max * EJ max * EJ 5. Projektowane ługośc nakłaek blachownc Nośność oblczenowa w mejscu zmany przekroju: = W * f R f max =, gze b f - szerokość pasa b f = 4 b * f 4 f Długość ocnków: = Rmax granczna nośność R max R max R bf = t f ( + tf) * f t f = 4 + b * f f R1 R Rmax 1 Zmana grubosc pasów blachowncy spawanej t f wszystke przejsca 1:1 Zmana szerokosc pasów blachowncy spawanej b f wszystke przejsca 1:1 Naklak Rysunek 7 Zmana grubośc szerokośc oraz nakłak 6. Żebra usztywnające śronk Żebra usztywnające śronk belek projektuje sę najczęścej z płaskownków rzazej z kształtownków. Łączy sę je z śronkam sponam pacnowym cągłym lub przerywanym.

6 Żebra połużne projektuje sę je na ocnkach belek o maksymalnych wartoścach momentów zgnających w strefach ścskanych śronków. Żebram połużnym usztywna sę barzo smukłe śronk belek wykonanych z blach (klasa przekroju ne wększa o 3). Współpracują one ze śronkem przenoszenu sł ścskających, ale ne uwzglęnamy ch wpływu na nośność belek przy wymarowanu. Żebra poprzeczne projektujemy na znaczne obcążena skupone, a także w mejscach pośrench śronków klasy 4, w których zreukowana nośność przekroju przy ścnanu V R ne spełna warunku nośnośc belk zgnanej. 7. Połączena pasów ze śronkem blachowncy Ze wzglęu na słę rozwarstwającą (spona pacnowa) V S Dla spon cągłych: τ = αrf ai V S a1 Dla spon przerywanych: τ = αrf ai V - sła poprzeczna S moment statyczny pasa wzglęem os obojętnej I x moment bezwłanośc całego przekroju a 1 ostęp męzy ocnkam spon 1 ługość ocnka spony a grubość spony pacnowej 8. Styk śronka blachowncy x x 1 ontażowe przy znacznych ługoścach (czołowe) Warsztatowe zależy o welkośc arkuszy blachy (czołowe) Styk montażowy projektuje sę w przekroju o najmnejszych wartoścach momentu zgnającego a) styk nske belk walcowane b) styk wysoke blachownce Rysunek 8 Styk nske wysoke 9. Połączena belek stropowych z pocągem 30. Połączena cągłe belek o różnych wysokoścach 31. Poparce źwgarów na murze, pokłace, stopce