OBLICZENIA KONSTRUKCYJNE Zestawienie obciążeń na dach Lp Opis obciążenia Obc. char. 1. Obciążenie śniegiem połaci dachu dwupołaciowego wg PN-EN 1991-1-3 p.5.3.3 (strefa 1, A=112 m n.p.m. -> sk = 0,7 kn/m2, nachylenie połaci 20,0 st. -> 0,8) [0,720kN/m2] 2. Obciążenie wiatrem połaci nawietrznej dachu - wariant I wg PN-B-02011:1977/Az1/Z1-3 (strefa I, H=112 m n.p.m. -> qk = 0,30kN/m2, teren B, z=h=9,0 m, -> Ce=0,73, budowla zamknięta, wymiary budynku H=9,0 m, B=18,7 m, L=66,2 m, kąt nachylenia połaci dachowej alfa = 20,0 st. -> wsp. aerodyn. C=-0,900, beta=1,80) [- 0,355kN/m2] 3. Płyta warstwowa dachowa gr. 12 cm rdzeń - wełna mineralna twarda [0,15kN/m2] 4. Obciążenie montażowe [0,100kN/m2] [0,100kN/m2] kn/m 2 kn/m 2 f k d Obc. obl. 0,72 1,50 0,00 1,08-0,35 1,50 0,00-0,52 0,15 1,20 -- 0,18 0,10 1,20 -- 0,12 : 0,62 1,38 -- 0,86 Zestawienie obciążeń na ściany k Obc. obl. Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m 2 f d kn/m 2 1. Obciążenie wiatrem ściany nawietrznej wg PN-B- 0,28 1,50 0,00 0,42 02011:1977/Az1/Z1-1 (strefa I, H=112 m n.p.m. -> qk = 0,30kN/m2, teren B, z=h=9,0 m, -> Ce=0,73, budowla zamknięta, wymiary budynku H=9,0 m, B=18,7 m, L=66,2 m -> wsp. aerodyn. C=0,7, beta=1,80) [0,276kN/m2] 2. Obciążenie wiatrem ściany zawietrznej wg PN-B- 02011:1977/Az1/Z1-1 (strefa I, H=112 m n.p.m. -> qk = 0,30kN/m2, teren B, z=h=9,0 m, -> Ce=0,73, budowla zamknięta, wymiary budynku H=9,0 m, B=18,7 m, L=66,2 m -> wsp. aerodyn. C=-0,4, beta=1,80) [-0,158kN/m2] -0,16 1,50 0,00-0,24
KONSTRUKCJA RAMY GŁÓWNEJ PRZEKRÓJ Nr: 1 Nazwa: "I 330 PE" Y 1 x X 330,0 y 160,0 V=330,0 H=160,0 Skala 1:5 CHARAKTERYSTYKA PRZEKROJU: Materiał: 4 Stal 18G2 Gł.centr.osie bezwładn.[cm]: Xc= 8,0 Yc= 16,5 alfa= 0,0 Momenty bezwładności [cm4]: Jx= 11770,0 Jy= 788,0 Moment dewiacji [cm4]: Dxy= 0,0 Gł.momenty bezwładn. [cm4]: Ix= 11770,0 Iy= 788,0 Promienie bezwładności [cm]: ix= 13,7 iy= 3,5 Wskaźniki wytrzymał. [cm3]: Wx= 713,3 Wy= 98,5 Wx= -713,3 Wy= -98,5 Powierzchnia przek. [cm2]: F= 62,6 Masa [kg/m]: m= 49,1 Moment bezwładn.dla zginania w płaszcz.ukł. [cm4]: Jzg= 11770,0 Nr. Oznaczenie Fi: Xs: Ys: Sx: Sy: F: [deg] [cm] [cm] [cm3] [cm3] [cm2] 1 I 330 PE 0 0,00 0,00 0,0 0,0 62,6 PRZEKRÓJ Nr: 2 Nazwa: "R 3,0x1,5"
x Y y 1 X 3,00 3,00 V=3,00 H=3,00 Skala 1:5 CHARAKTERYSTYKA PRZEKROJU: Materiał: 4 Stal 18G2 Gł.centr.osie bezwładn.[cm]: Xc= 1,5 Yc= 1,5 alfa= 0,0 Momenty bezwładności [cm4]: Jx= 4,0 Jy= 4,0 Moment dewiacji [cm4]: Dxy= 0,0 Gł.momenty bezwładn. [cm4]: Ix= 4,0 Iy= 4,0 Promienie bezwładności [cm]: ix= 0,8 iy= 0,8 Wskaźniki wytrzymał. [cm3]: Wx= 2,7 Wy= 2,7 Wx= -2,7 Wy= -2,7 Powierzchnia przek. [cm2]: F= 7,1 Masa [kg/m]: m= 5,5 Moment bezwładn.dla zginania w płaszcz.ukł. [cm4]: Jzg= 4,0 Nr. Oznaczenie Fi: Xs: Ys: Sx: Sy: F: [deg] [cm] [cm] [cm3] [cm3] [cm2] 1 R *3,0x1,5 0 0,00 0,00 0,0 0,0 7,1 PRZEKRÓJ Nr: 3 Nazwa: "I 300 PE"
Y 1 x X 300,0 y 150,0 V=300,0 H=150,0 Skala 1:5 CHARAKTERYSTYKA PRZEKROJU: Materiał: 4 Stal 18G2 Gł.centr.osie bezwładn.[cm]: Xc= 7,5 Yc= 15,0 alfa= 0,0 Momenty bezwładności [cm4]: Jx= 8360,0 Jy= 604,0 Moment dewiacji [cm4]: Dxy= 0,0 Gł.momenty bezwładn. [cm4]: Ix= 8360,0 Iy= 604,0 Promienie bezwładności [cm]: ix= 12,5 iy= 3,4 Wskaźniki wytrzymał. [cm3]: Wx= 557,3 Wy= 80,5 Wx= -557,3 Wy= -80,5 Powierzchnia przek. [cm2]: F= 53,8 Masa [kg/m]: m= 42,2 Moment bezwładn.dla zginania w płaszcz.ukł. [cm4]: Jzg= 8360,0 Nr. Oznaczenie Fi: Xs: Ys: Sx: Sy: F: [deg] [cm] [cm] [cm3] [cm3] [cm2] 1 I 300 PE 0 0,00 0,00 0,0 0,0 53,8 WĘZŁY:
3 2,694 2 6 7 8 9 5 0,273 0,309 5,000 1 4 0,750 0,849 7,401 7,400 0,850 0,750 V=8,276 H=18,000 WĘZŁY: Nr: X [m]: Y [m]: Nr: X [m]: Y [m]: 1 0,000 0,000 6 0,849 5,309 2 0,000 5,000 7 1,599 5,582 3 9,000 8,276 8 16,400 5,582 4 18,000 0,000 9 17,150 5,309 5 18,000 5,000 PODPORY: P o d a t n o ś c i Węzeł: Rodzaj: Kąt: Dx(Do*): Dy: DFi: [ m / k N ] [rad/knm] 1 utwierdzenie 90,0 0,000E+00 0,000E+00 0,000E+00 4 utwierdzenie 90,0 0,000E+00 0,000E+00 0,000E+00 OSIADANIA: Węzeł: Kąt: Wx(Wo*)[m]: Wy[m]: FIo[grad]: B r a k O s i a d a ń PRĘTY:
4 6 2,694 2 3 9 7 8 0,273 0,309 1 5 5,000 0,750 0,849 7,401 7,400 0,850 0,750 V=8,276 H=18,000 PRZEKROJE PRĘTÓW: 1 1 2 3 1 4 2 9 6 1 1 1 7 8 2,694 0,273 0,309 3 1 5 3 5,000 0,750 0,849 7,401 7,400 0,850 0,750 V=8,276 H=18,000 PRĘTY UKŁADU: Typy prętów: 00 - sztyw.-sztyw.; 01 - sztyw.-przegub; 10 - przegub-sztyw.; 11 - przegub-przegub 22 - cięgno Pręt: Typ: A: B: Lx[m]: Ly[m]: L[m]: Red.EJ: Przekrój: 1 00 1 2 0,000 5,000 5,000 1,000 3 I 300 PE 2 00 2 6 0,849 0,309 0,903 1,000 1 I 330 PE 3 00 6 7 0,750 0,273 0,798 1,000 1 I 330 PE 4 01 7 3 7,401 2,694 7,876 1,000 1 I 330 PE 5 00 5 4 0,000-5,000 5,000 1,000 3 I 300 PE 6 10 3 8 7,400-2,694 7,875 1,000 1 I 330 PE 7 00 8 9 0,750-0,273 0,798 1,000 1 I 330 PE 8 00 9 5 0,850-0,309 0,904 1,000 1 I 330 PE 9 22 6 9 16,301 0,000 16,301 1,000 2 R 3,0x1,5 WIELKOŚCI PRZEKROJOWE: Nr. A[cm2] Ix[cm4] Iy[cm4] Wg[cm3] Wd[cm3] h[cm] Materiał:
1 62,6 11770 788 713 713 33,0 4 Stal 18G2 2 7,1 4 4 3 3 3,0 4 Stal 18G2 3 53,8 8360 604 557 557 30,0 4 Stal 18G2 STAŁE MATERIAŁOWE: Materiał: Moduł E: Napręż.gr.: AlfaT: [N/mm2] [N/mm2] [1/K] 4 Stal 18G2 205000 305,000 1,20E-05 OBCIĄŻENIA: 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 8,0 8,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 8,0 4 6 8,0 0,3-0,2 2 3 9 7 8-0,2 0,3 1 5 0,3-0,2-0,2 0,3 OBCIĄŻENIA: ([kn],[knm],[kn/m]) Pręt: Rodzaj: Kąt: P1(Tg): P2(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "" Stałe f= 1,00 2 Skupione 0,0 8,00 0,00 3 Skupione 0,0 15,00 0,58 4 Skupione 0,0 15,00 1,37 4 Skupione 0,0 15,00 2,95 4 Skupione 0,0 15,00 4,54 4 Skupione 0,0 15,00 6,13 4 Skupione 0,0 8,00 7,71 6 Skupione 0,0 8,00 0,16 6 Skupione 0,0 15,00 1,75 6 Skupione 0,0 15,00 3,33 6 Skupione 0,0 15,00 4,92 6 Skupione 0,0 15,00 6,50 7 Skupione 0,0 15,00 0,21 8 Skupione 0,0 8,00 0,90 9 Temp. 0,00 0,00 Grupa: B "" Zmienne f= 1,50 1 Liniowe 90,0 0,28 0,28 0,00 5,00 5 Liniowe -90,0-0,16-0,16 0,00 5,00 Grupa: C "" Zmienne f= 1,50 1 Liniowe 90,0-0,16-0,16 0,00 5,00 5 Liniowe -90,0 0,28 0,28 0,00 5,00
================================================================== W Y N I K I Teoria I-go rzędu Kombinatoryka obciążeń ================================================================== OBCIĄŻENIOWE WSPÓŁ. BEZPIECZ.: Grupa: Znaczenie: d: f: Ciężar wł. 1,10 A -"" Stałe 1,00 B -"" Zmienne 1 1,00 1,50 C -"" Zmienne 1 1,00 1,50 RELACJE GRUP OBCIĄŻEŃ: Grupa obc.: Relacje: Ciężar wł. ZAWSZE A -"" B -"" EWENTUALNIE EWENTUALNIE Nie występuje z: C C -"" EWENTUALNIE Nie występuje z: B KRYTERIA KOMBINACJI OBCIĄŻEŃ: Nr: Specyfikacja: 1 ZAWSZE : A EWENTUALNIE: B/C MOMENTY-OBWIEDNIE: -100,9-99,0-100,9-99,0-36,2-34,5-34,5-36,2-2,3-9,1-0,7-7,5-2,3-0,7 2 3 4 50,5 50,1 41,0 42,3 67,7 68,7 71,4 70,7 5,8 5,7 5,9 9 50,4 50,0 6 71,4 70,7 68,7 67,7 42,4 41,2-100,9-99,0-0,7-2,2-34,5-36,2-7,5-9,1-34,5-36,2-0,7-2,2 7 8-99,0-100,9 1 5 59,2 65,6 65,6 59,2 TNĄCE-OBWIEDNIE:
71,3 71,1 71,8 71,6 46,2 46,0 46,5 46,3 32,0 31,8 32,1 31,932,0 31,831,3 31,1 17,2 17,0 2-32,5-32,7 3 1 16,4 16,2 2,3 2,1 1,5 1,3 4-12,6-12,8-13,4-13,6-35,9-36,1-28,3-28,5-35,8-36,0-27,5-27,7 28,5 28,3 36,1 35,9 35,9 36,1 27,7 27,5 13,6 13,4 9 12,8 12,6-1,3-1,5 6-2,1-2,3-16,2-16,4-17,0-17,2-31,1-31,3 7-31,8-32,0 32,7 32,5 8-31,9-32,1-31,8-32,0-46,3-46,5-46,0-46,2-71,6-71,8-71,1-71,3 5-30,6-33,9 33,9 30,6 NORMALNE-OBWIEDNIE: 72,8 72,6 4-101,7-98,9-99,0-98,9-99,0-101,7-98,9-99,0 6 72,8 72,6-102,0-107,1-107,2-107,1-101,9-102,0 2 3-107,4-107,5-112,5-112,6-112,5-112,6-107,4 9 7-96,1-96,3-112,8-112,9-117,9-118,0-117,9-118,0-112,8-112,9 8-60,6-60,8-60,7-60,9-123,6-123,7-123,7-128,8-128,9-129,0-123,6-123,7-118,2-118,3-123,4-123,4-118,2-118,3-123,6-123,7-60,7-60,9-60,5-60,7-128,9-129,0-128,8-123,6-123,7-123,6-123,7 1 5-96,1-96,3-98,4-98,6-98,4-98,6 SIŁY PRZEKROJOWE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" Pręt: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]: Kombinacja obciążeń: 1 0,000 65,6* -33,9-98,6 AC 5,000-100,9* -32,7-96,3 AC 0,000 65,6-33,9* -98,6 AC 5,000-99,0-32,7-96,1* AB 0,000 65,6-33,9-98,6* AC 2 0,903-34,5* 71,1-60,7 AB 0,000-100,9* 71,8-60,9 AC 0,000-100,9 71,8* -60,9 AC 0,903-35,3 71,3-60,6* A 0,000-100,9 71,8-60,9* AC 3 0,798-0,7* 31,8-123,6 AB 0,000-36,2* 46,5-129,0 AC 0,000-36,2 46,5* -129,0 AC 0,798-0,7 31,8-123,6* AB 0,000-36,2 46,5-129,0* AC
4 4,540 71,4* -12,8-107,4 AB 4,540 71,4* 1,3-112,5 AB 0,000-2,3* 32,0-123,7 AC 7,876 0,0-36,1* -98,9 AB 7,876 0,0-36,1-98,9* AB 0,000-2,3 32,0-123,7* AC 5 5,000 65,6* 33,9-98,6 AB 0,000-100,9* 32,7-96,3 AB 5,000 65,6 33,9* -98,6 AB 0,000-99,0 32,7-96,1* AC 5,000 65,6 33,9-98,6* AB 6 3,331 71,4* 12,8-107,4 AC 3,331 71,4* -1,3-112,5 AC 7,875-2,2* -32,0-123,7 AB 0,000 0,0 36,1* -98,9 AC 0,000 0,0 36,1-98,9* AC 7,875-2,2-32,0-123,7* AB 7 0,000-0,7* -31,8-123,6 AC 0,798-36,2* -46,5-129,0 AB 0,798-36,2-46,5* -129,0 AB 0,000-0,7-31,8-123,6* AC 0,798-36,2-46,5-129,0* AB 8 0,000-34,5* -71,1-60,6 AC 0,904-100,9* -71,8-60,9 AB 0,904-100,9-71,8* -60,9 AB 0,000-35,3-71,3-60,5* A 0,904-100,9-71,8-60,9* AB 9 0,000 0,0* 0,0 72,8 A 0,000 0,0* 0,0 72,8 A 0,000 0,0 0,0* 72,8 A 0,000 0,0 0,0 72,8* A 0,000 0,0 0,0 72,6* AC * = Max/Min NAPRĘŻENIA - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" Pręt: x[m]: SigmaG: SigmaD: Sigma: Kombinacja obciążeń: --------------- [MPa] Ro 1 5,000 0,535* 163,1 AC 0,000-0,446* -136,0 AC 0,000 0,326* 99,3 AC 5,000-0,652* -198,9 AC 2 0,000 0,432* 131,7 AC 0,903 0,127* 38,7 AB 0,903-0,190* -58,1 AB 0,000-0,496* -151,2 AC 3 0,000 0,099* 30,2 AC 0,798-0,061* -18,7 AB 0,798-0,068* -20,8 AB 0,000-0,234* -71,4 AC 4 7,876-0,052* -15,8 AB 4,540-0,387* -118,1 AB
4,540 0,272* 82,9 AB 0,000-0,075* -23,0 AC 5 0,000 0,535* 163,1 AB 5,000-0,446* -136,0 AB 5,000 0,326* 99,3 AB 0,000-0,652* -198,9 AB 6 0,000-0,052* -15,8 AC 3,331-0,387* -118,0 AC 3,331 0,272* 82,9 AC 7,875-0,075* -22,9 AB 7 0,798 0,099* 30,1 AB 0,000-0,062* -18,8 AC 0,000-0,068* -20,7 AC 0,798-0,234* -71,3 AB 8 0,904 0,432* 131,7 AB 0,000 0,127* 38,6 AC 0,000-0,190* -58,0 AC 0,904-0,496* -151,2 AB 9 0,000 0,338* 102,9 A 0,000 0,337* 102,7 AC 0,000 0,338* 102,9 A 0,000 0,337* 102,7 AC * = Max/Min REAKCJE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" Węzeł: H[kN]: V[kN]: R[kN]: M[kNm]: Kombinacja obciążeń: 1 33,9* 98,6 104,3-65,6 AC 30,6* 98,4 103,1-59,2 AB 33,9 98,6* 104,3-65,6 AC 30,6 98,4* 103,1-59,2 AB 33,9 98,6 104,3* -65,6 AC 30,6 98,4 103,1-59,2* AB 33,9 98,6 104,3-65,6* AC 4-30,6* 98,4 103,0 59,2 AC -33,9* 98,6 104,2 65,6 AB -33,9 98,6* 104,2 65,6 AB -30,6 98,4* 103,0 59,2 AC -33,9 98,6 104,2* 65,6 AB -33,9 98,6 104,2 65,6* AB -30,6 98,4 103,0 59,2* AC * = Max/Min PRZEMIESZCZENIA - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" ęzeł: Ux[m]: Uy[m]: Wypadkowe[m]: Kombinacja obciążeń: 1 0,00000 AC 0,00000 AC 0,00000 2 0,00699 AC 0,00044 AC 0,00700 AC
3 0,00082 AB 0,01981 A 0,01981 A 4 0,00000 AB 0,00000 AB 0,00000 5 0,00699 AB 0,00044 AB 0,00700 AB 6 0,00493 AC 0,00640 AB 0,00793 AC 7 0,00275 AC 0,01274 AB 0,01278 AB 8 0,00275 AB 0,01274 AC 0,01279 AC 9 0,00493 AB 0,00641 AC 0,00794 AB DEFORMACJE - WARTOŚCI EKSTREMALNE: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" Pręt: L/f: Kombinacja obciążeń: 1 1108,2 A 2 3106,6 AC 3 13258,5 AC 4 414,6 AB 5 1108,4 A 6 414,6 AC 7 13293,6 AB 8 3104,7 AB 9 2,2942E+15 A NOŚNOŚĆ PRĘTÓW: T.I rzędu Obciążenia obl.: Ciężar wł.+"kombinacja obciążeń" Przekrój:Pręt: Warunek: Wykorzystanie: Kombinacja obc. 1 2 Śc.zg.(58) 49,7% AC 3 Śc.zg.(58) 23,6% AC 4 Śc.zg.(58) 97,7% AB 6 Śc.zg.(58) 97,7% AC 7 Śc.zg.(58) 23,6% AB 8 Śc.zg.(58) 49,7% AB 2 9 Napręż.(1) 33,8% A 3 1 Śc.zg.(58) 81,9% AC 5 Śc.zg.(58) 81,9% AB
PODSTAWA SŁUPA wg PN-B-03215:1998 Zadanie: rama2; węzel nr: 1 8 8 520 8 7 7 8 8 100 300 100 10 40 200 I 300 PE 134 81 134 88126912691288 350 7 8 8 60 400 60 7 8 12x200 700 d=24 20x100x100 Przyjęto zakotwienie słupa na śruby płytkowe d=24 ze stali 18G2 w fundamencie wykonanym z betonu klasy B25. Moment dokręcenia śrub M s = 0,20 knm Dodatkowy moment uwzględniający wyboczenie słupa: M = N (1 / - 1) W / A = [98,4 (1 / 0,868-1) 557,33 / 53,80] 10-2 = 1,6 knm. Siły przekrojowe sprowadzone do środka blachy podstawy: M = 60,8 knm, N = -98,4 kn, V = 30,6 kn, e = 617 mm Nośność śrub kotwiących: Nośność śruby: S Rt = min{0,65 R m A s ; 0,85 R e A s } = min{0,65 490 353,0 10-3 ; 0,85 345 353,0 10-3 } = min{112,4; 103,5} = 103,5 kn. W celu wyznaczenia siły działającej w śrubach należy wyliczyć wielkość strefy docisku z warunku:
x 3 + 3 (e - a/2) x 2 6 n AS E + b E C (x - a + e s ) (a - e s + e - a/2) = 0 Przyjmując E / E c = 6, w rozwiązaniu otrzymamy x = 128 mm. N ( e a / 2 x / 3) F t = = a e x / 3 S 98,4 (617-520/2 + 128/3) 520-60 - 128/3 = 94,3 kn. F t = 94,3 < 207,0 = 2,0 103,5 = n S Rt Sprawdzenie zakotwienia śrub: Nośność zakotwienia ze względu na ścinanie: S Ra = 0,75 (4 a 1 ) l a f ctd = 3 100 700 0,8 10-3 = 168,0 > 103,5 = S Rt Nośność zakotwienia ze względu na docisk: S Ra = 2 a 1 2 f cd = 2 100 2 11,1 10-3 = 222,0 > 103,5 = S Rt Naprężenia docisku: f b = 0,8 f cd = 0,8 11,1 = 8,9 MPa Ponieważ e = 617 > 87 = a/6 naprężenia pod stopą wynoszą: c = 2( N Ft x b C ) = 2 (98,4+94,3) 10-3 = 8,6 < 8,9 = f 128 350 b Nośność na siłę poprzeczną: Siła poprzeczna działająca na podstawę słupa V = 30,6 kn, musi być przeniesiona przez tarcie lub śruby kotwiące. - tarcie pomiędzy fundamentem i blachą podstawy: V = 30,6 > 29,5 = 0,3 98,4 = 0,3 N c = V Rj - ścinanie i docisk śrub kotwiących: V = 30,6 < 311,3 = 4 (0,45 490 353,0) 10-3 = n (0,45 R m A v ) = n S Rv V = 30,6 < 179,0 = 7 4 24 2 11,1 10-3 = 7 n d 2 f cd = V Rj Blacha podstawy: Przyjęto blachę podstawy o wymiarach 520 350 mm ze stali StOS. Grubość blachy dla = 4 : t d = 2,2 S f d = 2,2 47,2 103 12,57 165 = 10 < 40 = t Grubość blachy ze względu na naprężenia docisku. Największą grubość blachy uzyskuje się dla wspornika o wysięgu l = 100 mm: t d = / f c d = 1,730 100 8,6 / 165 = 39 < 40 = t Nośność przekroju blach trapezowych i blachy podstawy: Charakterystyka przekroju: y = 51 mm, J x = 6933,9 cm 4 W x = 366,2 cm 3, A v = 48,0 cm 2 Siły działające na przekrój: M 1 = d b c 2 / 2 = (8,6 350 110 2 / 2) 10-6 = 18,2 knm, M 2 = nz (c - e s ) = 94,3 (110-60) 10-3 = 4,7 knm.
V 1 = d b c = 8,6 350 110 10-3 = 331,0 kn, V 2 = nz = 94,3 kn. Naprężenia: M = M / W = (18,2 / 366,2) 10 3 = 49,7 MPa, = V / A v = (331,0 / 48,0) 10 = 69,0 MPa = 2 2 M 3 = 49,72 + 3 692 = 129,4 < 175 = f d Nośność spoin poziomych: Przyjęto spoiny o grubości zależnej od grubości ścianki a = 0,60 t. Siła przenoszona przez spiony wynosi F = 0,25 N = 24,6 kn Kład spoin daje następujące wielkości: A = 163,32 cm 2, A v = 144,00 cm 2, I x = 47353,0 cm 4, I y = 8671,1 cm 4. Naprężenia: = V / A v = (30,6 / 144,00) 10 = 2,1 MPa, = M x y F + = 60,8 15,0 103 A I x 47353,0 + 24,6 10 163,32 = / 2 = 20,8 / 2 = 14,7 MPa = 20,8 MPa Naprężenia pochodzące od siły rozwarstwiającej między blachami pionowymi i blachą podstawy: - dla naprężeń docisku = Q S / b s J = 188,9 428,9 10 4,2 6934 - dla sił w kotwach = Q S / b s J = 94,3 428,9 10 4,2 6934 = 27,8 MPa = 13,9 MPa Dla R e = 355 MPa, współczynnik wynosi 0,85. Naprężenia zredukowane: W miejscu występowania największych naprężeń zredukowanych = 29,9 MPa. 2 2 2 3 ( ) = 0,85 14,7 2 + 3 (29,9 2 + 14,7 2 ) = 50,7 < 165 = f d Największe naprężenia prostopadłe: = M x y F + = 60,8 25,0 103 A I x = / 47353,0 + 24,6 10 163,32 2 = 23,7 < 165 = f d = 33,6 MPa Nośność spoin pionowych: Przyjęto 8 spoiny o grubości a = 4 mm i długości 200 mm. Kład spoin daje następujące wielkości: A = 64,00 cm 2, I o = I x + I y = 13896,4+2133,3 = 16029,7 cm 4. Naprężenia w spoinach:
F = F / A = (24,6 / 64,00) 10 = 3,8 MPa, M = M o r / I o = (60,8 18,0 / 16029,7) 10 3 = 68,3 MPa, Dla R e = 355 MPa, współczynniki wynoszą = 0,8, = 0,7. Nośność spoin: F = 3,8 < 122,5 = 0,7 175 = f d ( 2 2 M F cos ) ( F sin ) = (68,3+3,8 0,55) 2 + (3,8 0,83) 2 = = 70,5 < 140,0 = 0,8 175 = f d POŁĄCZENIE DOCZOŁOWE NA ŚRUBY Zadanie: rama2; węzel nr: 5 7 5 7 7 90 671 100 100 10 M20-12.9 7 7 100 150 310 7 I 330 PE 80 180 300x12 180x671x25 I 300 PE Przyjęto połączenie sprężane kategorii D na śruby M20 klasy 12.9 Siły przekrojowe w odległości lo = 160 mm od węzła: M = -89,4 knm, V = -46,6 kn, N = -81,7 kn.
Nośność śruby: Pole przekroju śruby: A s = 245,0 mm 2, A v = 314,2 mm 2. R m = 1220 MPa, R e = 1100 MPa, Nośność śruby: S Rt = min {0,65 R m A s ; 0,85 R e A s } = 194,3 kn, S Rr = 0,85 S Rt = 0,85 194,3 = 165,1 kn, S Rv = 0,45 R m A v = 0,45 1220 314,2 10-3 = 172,5 kn. Siła sprężająca: S o = 0,7 R m A s = 0,7 1220 245,0 10-3 = 209,2 kn. Blacha czołowa: Przyjęto blachę czołową o wymiarach 180 650 mm ze stali St3SX,St3SY,St3S,St3V,St3W. Dla połączenia sprężanego: t min = d 3 R m 1000 = 20 3 1220 / 1000 = 21 mm Przyjęto grubość blachy czołowej t = 25 mm. Nośność połączenia: Współczynnik efektu dźwigni wynosi: = 2,67 - t / t min = 2,67-25 / 21 = 1,48, przyjęto = 1,48 1/ = 0,68. Nośność na zginanie Nośność dla stanu granicznego zerwania śrub: M Rt = S Rt i m i ti y i = 194,3 (2 1,00 265) 10-3 = 103,1 knm. Przy współdziałaniu siły osiowej uwzględniamy jej wpływ na nośność połączenia: M Rt = M Rt + 0,5 (h-t) N o = 103,1 + 0,5 (330-11) 40,8 10-3 = 109,6 knm Warunek stanu granicznego nośności połączenia: M = 89,4 < 109,6 = M Rt Nośność na ścinanie Siła poprzeczna przypadająca na jedną śrubę S v = V / n = 46,6 / 10 = 4,7 kn Siła rozciągająca w śrubie od siły osiowej S t = 0,0 kn, od zginania S t = 168,4 kn. Siła przenoszona poprzez tarcie: S Rs = s ( S Rt - S t ) m = 1,0 0,20 ( 194,3-168,4 ) 1 = 5,2 kn Warunek nośności połączenia: S v = 4,7 < 5,2 = S rs Nośność spoin: Przyjęto spoiny o grubości zależnej od grubości ścianki a = 0,60 t. Kład spoin daje następujące wielkości: A = 111,81 cm 2, A v = 72,18 cm 2, I x = 45131,9 cm 4, I y = 1004,2 cm 4. Naprężenia: = V / A v = (46,6 / 72,18) 10 = 6,5 MPa, = M x y + N = 89,4 30,4 103 A I x 45131,9 + 81,7 10 111,81 = / 2 = -67,4 / 2 = -47,7 MPa = -67,4 MPa
Dla R e = 355 MPa, współczynnik wynosi 0,85. Naprężenia zredukowane: W miejscu występowania największych naprężeń zredukowanych = 0,0 MPa. 2 2 2 3 ( ) = 0,85 47,7 2 + 3 (0,0 2 + 47,7 2 ) = 81,1 < 205 = f d Największe naprężenia prostopadłe: = M x y + N = 89,4 30,4 103 A I x = / 45131,9 + 81,7 10 111,81 2 = 47,7 < 205 = f d = -67,4 MPa Spoiny żeber: Przyjęto spoiny o grubości a = 6 mm. Kład spoin ma powierzchnię A = 2 6 113 10-2 = 13,55 cm 2. Siła działająca na spoiny żebra N 1 = 311,8 kn. Dla R e = 355 MPa, współczynnik wynosi 0,85. Nośność spoin: = 0,85 162,7 2 + 3 162,7 2 = 276,6 < 305 = f d 2 2 3 = 162,7 < 305 = f d POŁĄCZENIE DOCZOŁOWE NA ŚRUBY Zadanie: rama2; węzel nr: 3 7 7 7 5 10 150 I 330 PE I 330 PE 140 M20-5.6 180x511x15 140x12 511 210 7 7 7 80 180 Przyjęto połączenie kategorii D na śruby M20 klasy 5.6 Siły przekrojowe w odległości lo = 0 mm od węzła: M = 0,0 knm, V = -67,7 kn, N = -80,6 kn. Nośność śruby: Pole przekroju śruby: A s = 245,0 mm 2, A v = 314,2 mm 2. R m = 500 MPa, R e = 300 MPa, Nośność śruby: S Rt = min {0,65 R m A s ; 0,85 R e A s } = 62,5 kn,
S Rr = 0,85 S Rt = 0,85 62,5 = 53,1 kn, S Rv = 0,45 R m A v = 0,45 500 314,2 10-3 = 70,7 kn. Blacha czołowa: Przyjęto blachę czołową o wymiarach 180 490 mm ze stali St3SX,St3SY,St3S,St3V,St3W. Dla połączenia niesprężanego, przy c = 25 i b s = 2(c+d) = 90 t min = 1,2 c S Przyjęto grubość blachy czołowej t = 15 mm. Nośność połączenia: Współczynnik efektu dźwigni wynosi: b s Rt f d = 1,2 25 62,5 103 90 215 = 11 mm = 2,67 - t / t min = 2,67-15 / 11 = 1,31, przyjęto = 1,31 1/ = 0,77. Nośność na ścinanie Siła poprzeczna przypadająca na jedną śrubę S v = V / n = 67,7 / 4 = 16,9 kn Siła rozciągająca w śrubie od siły osiowej S t = 0,0 kn, od zginania S t = 0,0 kn. Warunek nośności śruby na ścinanie dla połączenia niesprężanego: ( S t / S Rt ) 2 + ( S v / S Rv ) 2 = ( 0,0 / 62,5 ) 2 + ( 16,9 / 70,7 ) 2 = 0,06 < 1 Nośność spoin: Przyjęto spoiny o grubości zależnej od grubości ścianki a = 0,60 t. Kład spoin daje następujące wielkości: A = 89,41 cm 2, A v = 49,78 cm 2, I x = 23536,3 cm 4, I y = 983,1 cm 4. Naprężenia: = V / A v = (67,7 / 49,78) 10 = 13,6 MPa, = A N = 80,6 10 89,41 = -9,0 MPa = / 2 = -9,0 / 2 = -6,4 MPa Dla R e = 355 MPa, współczynnik wynosi 0,85. Naprężenia zredukowane: W miejscu występowania największych naprężeń zredukowanych = 13,6 MPa. 2 2 2 3 ( ) = 0,85 6,4 2 + 3 (13,6 2 + 6,4 2 ) = 22,8 < 215 = f d Największe naprężenia prostopadłe: = A N = 80,6 10 89,41 = -9,0 MPa = / 2 = 6,4 < 215 = f d