POŁĄCZENIA ŚRUBOWE I SPAWANE Dane wstępne: Stal S235: f y := 215MPa, f u := 360MPa, E:= 210GPa, G:=

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POŁĄCZENIA ŚRUBOWE I SPAWANE Dane wstępne: Stal S235: f y := 215MPa, f u := 360MPa, E:= 210GPa, G:="

Jan Janik
8 lat temu
Przeglądów:

1 POŁĄCZENIA ŚRUBOWE I SPAWANE Dane wstępne: Stal S235: f y : 25MPa, f u : 360MPa, E: 20GPa, G: 8GPa Współczynniki częściowe: γ M0 :.0, :.25 A. POŁĄCZENIE ŻEBRA Z PODCIĄGIEM - DOCZOŁOWE POŁĄCZENIE KATEGORII A Obciążenie połączenia równe reakcji podporowej żebra IPE wynosi: : 7kN Przyjęto śruby M6 klasy 8.8: A: 20mm 2, A s : 57mm 2, f yb : 60MPa, : 800MPa d: 6mm, d 0 : 8mm ze względu na optymalne wykożystanie nośności na docisk ustalono minimalne wymiary geometryczne złącz na poziomie: e 2min : d mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 5 mm p min : + przyjęto e 2 : 30mm <.2 d 0 grubość blach t: 0mm ilość śrub n: 2 e : 70mm <.2 d 0 p 2 : 60mm <.2 d 0 p : 70mm <.2 d 0 3 d 0 5 mm 67.5 mm str./8

8: A: 20mm 2, A s : 57mm 2, f yb : 60MPa, : 800MPa d: 6mm, d 0 : 8mm ze względu na optymalne wykożystanie nośności na docisk ustalono minimalne wymiary geometryczne złącz na

2 Nośność śruby na ścinanie: płaszczyzna ścinania przechodzi przez niegwintowaną część śruby, α v : 0.6 F vrd : α v A 77.8 kn Nośność śruby na docisk: Ze względu na przyjętą geometrię połączenia można nie wyliczać wartości k i α b i przyjąć odpowiednio wartości 2.5 i.0. Dla celów kontrolnych wyliczenia te wykonano: e 2 p k min 2 : , d 0 d 0 co potwierdza założenie. k α b f u d t F brd : e p.06 3 d 0 3 d 0.0 f u α d : min, α b : min α d, gdzie 5.2 kn Nośność grupy łączników: (( )) F Rd : n min F vrd F brd kn 2.222, f u <.0 F Rd Nośność spoin blach czołowych Przyjęto obustronną spoinę pachwinową o grubości a w : 3mm, i przybliżonej długości równej l w : 2 e 0mm 00 mm. Dla stali S235 współczynnik korelacji β w : 0.8. Naprężenia wynoszą: σ pr Warunek nośności spoiny: : 0MPa τ pr : 0MPa τ row : 2 a w l w 95 MPa σ pr + 3 τ pr + τ row MPa < f u β w 360 MPa str.2/8

Dla celów kontrolnych wyliczenia te wykonano: e 2 p k min 2 : 2.8. 2.5 2.5, d 0 d 0 co potwierdza założenie. k α b f u d t F brd : e p.06 3 d 0 3 d 0.0 f u α d : min, α b : min α d, gdzie 5.

3 B. POŁĄCZENIE ŻEBRA Z PODCIĄGIEM - ZAKŁADKOWE POŁĄCZENIE KATEGORII A Obciążenie połączenia równe reakcji podporowej żebra IPE wynosi: : 7kN Przyjęto śruby M6 klasy 8.8: A: 20mm 2, A s : 57mm 2, f yb : 60MPa, : 800MPa d: 6mm, d 0 : 8mm ze względu na optymalne wykożystanie nośności na docisk ustalono minimalne wymiary geometryczne złącz na poziomie: e 2min : d mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 5 mm p min : + przyjęto e 2 : 30mm <.2 d 0 e' 2 : 50mm <.2 d 0 e : 60mm <.2 d 0 p 2 : 60mm <.2 d 0 p : 70mm <.2 d 0 3 d 0 5 mm 67.5 mm ilość śrub n: 2 do obliczeń przyjęto grubość cieńszego z łączonych elementów: środnika IPE o grubości tw: 7.5mm, żeberka podciągu o grubości ts: 0mm, stąd t: min( ( tw ts )) 7.5 mm. Nośność śruby na ścinanie: płaszczyzna ścinania przechodzi przez gwintowaną część śruby, dla śrub klasy 8.8 α v : 0.6 F vrd : α v A s kn Nośność śruby na docisk: Ze względu na przyjętą geometrię połączenia można nie wyliczać wartości k i α b i przyjąć odpowiednio wartości 2.5 i.0. Dla celów kontrolnych wyliczenia te wykonano: e 2 p k min : 2.5, d 0 d 0 co potwierdza założenie. e p.06 3 d 0 3 d 0.0 f u α d : min, α b : min α d, gdzie k α b f u d t F brd : 86. kn gdzie: t 7.5 mm 2.222, f u str.3/8

8 0 27 mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 5 mm p min : + przyjęto e 2 : 30mm <.2 d 0 e' 2 : 50mm <.2 d 0 e : 60mm <.2 d 0 p 2 : 60mm <.2 d 0 p : 70mm <.2 d 0 3 d 0 5 mm 67.

4 Nośność grupy łączników: (( )) F Rd : n min F vrd F brd kn 0.97 <.0 F Rd Nośność środnika na rozerwanie: A nv : ( p + e.5 d 0 )tw mm 2 ( ) tw A nt : e' d mm 2 V effrd : f u A nt f y A nt kn 3 γ M0 7 kn < V effrd kn 2. POŁĄCZENIE MONTAŻOWE PODCIĄGU W podciągu przewidziano po jednym połączeniu montażowym w przęsłach skrajnych i dwa połączenia w przęśle środkowym. Wartości sił w połączeniach odczytane z obwiedni: - dla połączęń w przęśle skrajnym: M: 560kNm, V: 600kN, - dla połączeń w przęśle środkowym: M2: 750kNm, V2: 00kN. Do obliczeń przyjęto wartości maksymaln: M Ed : max( ( M M2 )) 750 m kn, V Ed : max( ( V V2 )) 600 kn. Parametry przekroju podciągu w miejscu połączeń (odcinek 3): hw: 000mm, tw: 9mm, bf: 220mm, tf: 25mm, ( ) J y : tw hw3 + 2 bf tf 3 2 Połączenie składa się z dwóch autonomicznych połączeń:. połączenie środników 2. połączenie pasów + 2 bf tf [ 0.5( hw+ tf) ] cm str./8

POŁĄCZENIE MONTAŻOWE PODCIĄGU W podciągu przewidziano po jednym połączeniu montażowym w przęsłach skrajnych i dwa połączenia w przęśle środkowym.

5 2.. Połączenie nr (2-cięte, kategoria A) Geometria Przyjęto śruby M20 klasy 8.8: A: 3mm 2, A s : 25mm 2, f yb : 60MPa, : 800MPa d: 20mm, d 0 : 22mm ze względu na optymalne wykożystanie nośności na docisk ustalono minimalne wymiary geometryczne złącz na poziomie: e 2min : d mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 66 mm p min : + przyjęto e 2 : 35mm <.2 d 0 ilość śrub n: 2 e : 70mm <.2 d 0 p 2 : 70mm <.2 d 0 p : 85mm <.2 d 0 p' : 60mm <.2 d 0 3 d 0 66 mm 82.5 mm założono że sumaryczna grubość nakładek jest większa od grubości środnika, stąd do obliczeń przyjęto t: tw 9 mm. wymiary blachy: n h b : 2 e + p' 2 90 mm < hw 2 30mm 90 mm, b b : e + 2 p + 0mm 60 mm e: 0.5 p + e + 5mm 7.5 mm str.5/8

poziomie: e 2min : d 2.8 0 33 mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 66 mm p min : + przyjęto e 2 : 35mm <.2 d 0 ilość śrub n: 2 e : 70mm <.2 d 0 p 2 : 70mm <.2 d 0 p : 85mm <.

6 Siły wewnętrzne PROJEKT STROPU BELKOWEGO / CZĘŚĆ 2 - POŁĄCZENIA / PAWEŁ KANIA Siła ścinająca V Ed : V Ed 600 kn Wartość momentu zginającego przenoszona przez środnik proporcjonalna do jego sztywności na zginanie równej: J w : 2 tw hw cm J w, wynosi: M wed : M Ed 5.52 knm, J y moment zginający obciążający grupę łączników wynosi: M Ed : M wed + V Ed e knm Siła przypadająca na jeden łącznik jest wypadkową składowej od siły tnącej i momentu. V Ed Składowa od tnącej F VEd : 50 kn, n Składowa od momentu zależy od odległości łącznika od środka ciążkości grupy łączników r i. Dla n 2 mamy i:.. n oraz r i : 0.5 p α i : acos 0.5 p r i i r i α i mm ( ) 2 + i 0.5 deg Największa siła występuje w śrubie maksymalnie oddalonej od środka ciężkości grupy łączników n to jest dla j : 3. Składowa od momentu dla tej śruby wynosi: r j F MEd : M Ed r i ( ) kn i Ostatecznie siła przypadająca na skrajną śrubę jest równa: : F VEd + F MEd cos α j ( ( )) 2 F MEd sin( α j ) ( ) 2 2 ( ) p' kn str.6/8

02 knm Siła przypadająca na jeden łącznik jest wypadkową składowej od siły tnącej i momentu.

7 Nośność śruby na ścinanie: W połączeniu występują ns: 2 płaszczyzny ścinania, przechodzą one przez niegwintowaną część śruby, stąd α v : 0.6 α v A F vrd : ns 2.52 kn Nośność śruby na docisk: Ze względu na przyjętą geometrię połączenia można nie wyliczać wartości k i α b i przyjąć odpowiednio wartości 2.5 i.0. Dla celów kontrolnych wyliczenia te wykonano: e 2 p k min : 2.5, d 0 d 0 co potwierdza założenie. e p d 0 3 d 0.0 f u α d : min, α b : min α d, gdzie k α b f u d t F brd : 29.6 kn gdzie: t 9 mm Nośność śruby: (( )) 29.6 kn F Rd : min F vrd F brd <.0 F Rd 2.222, f u 2.2. Połączenie nr 2 (-cięte, kategoria A) Geometria Przyjęto śruby M20 klasy 8.8: A: 3mm 2, A s : 25mm 2, f yb : 60MPa, : 800MPa d: 20mm, d 0 : 22mm ze względu na optymalne wykożystanie nośności na docisk ustalono minimalne wymiary geometryczne złącz na poziomie: e 2min : d mm p 2min : d. 0 e min : 3 d 0 66 mm p min : + przyjęto e 2 : 50mm <.2 d 0 e : 70mm <.2 d 0 p 2 : 20mm <.2 d 0 p : 90mm <.2 d 0 3 d 0 66 mm 82.5 mm str.7/8

Dla celów kontrolnych wyliczenia te wykonano: e 2 p k min 2 2.8. 2.5 : 2.5, d 0 d 0 co potwierdza założenie. e p.038 3 d 0 3 d 0.0 f u α d : min, α b : min α d, gdzie k α b f u d t F brd : 29.

8 ilość śrub n: 6 PROJEKT STROPU BELKOWEGO / CZĘŚĆ 2 - POŁĄCZENIA / PAWEŁ KANIA założono że grubość nakładki jest większa od grubości półki, stąd do obliczeń przyjęto t: tf 25 mm. szerokość blachy: b b : 2 e 2 + p mm bf 220 mm Siły wewnętrzne Wartość momentu zginającego przenoszona przez pasy M fed : M Ed M wed knm daje parę sił z których każda jest siłą ścinającą połączenie, siła przypadająca na jedeną śrubę ma zatem wartość: M fed : kn, gdzie n 6 n hw+ tf Nośność śruby na ścinanie: Płaszczyzny ścinania przechodzi przez niegwintowaną część śruby, stąd α v : 0.6 F vrd : α v A kn Nośność śruby na docisk: Ze względu na przyjętą geometrię połączenia można bez obliczeń przyjąć k : 2.5 oraz α b :.0 (analogicznie do punktu 2.) k α b f u d t F brd : 360 kn gdzie: t 25 mm Nośność śruby: (( )) kn F Rd : min F vrd F brd <.0 F Rd str.8/8

58 knm daje parę sił z których każda jest siłą ścinającą połączenie, siła przypadająca na jedeną śrubę ma zatem wartość: M fed : 96.

Podobne dokumenty

1. Połączenia spawane

1. Połączenia spawane Przykład 1a. Sprawdzić nośność spawanego połączenia pachwinowego zakładając osiową pracę spoiny. Rysunek 1. Przykład zakładkowego połączenia pachwinowego Dane: geometria połączenia