ĆWICZEIE 1 016 / 017 Zespół Konstrukcji Drewnianych Złącze rozciągane ZŁĄCZE ROZCIĄGAEGO PASA KRATOWICY 1
Polecenie 3 Zaprojektować złącze rozciągane na podstawie następujących danych: siła rozciągająca [k]: 30 40 50 60 70 80 90 100 110 10 130 140 150 160 klasa drewna: C14 C16 C0 C C4 C7 C30 C35 łączniki: sworznie Sworznie o klasie 5.8 (wytrzymałości char. na rozciąganie f u,k =500 Mpa) współczynnik k mod : 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,80 0,90 1,10 1 DOBÓR ELEMETÓW STYKU
Dobór rodzaju styku 5 Małe siły rozciągające lub wysoka klasa drewna: Duże siły rozciągające lub niska klasa drewna: Rysunek złącza 6 Poprawny rysunek w skali znajduje się w oddzielnym pliku pdf 3
Klasa drewna 7 Wytrzymałość obliczeniowa 8 4
Współczynnik materiałowy 9 Wytrzymałość obliczeniowa 10 Wytrzymałość obliczeniowa na rozciąganie wzdłuż włókien: k f 0,8 18 mod t,0,k ft,0,d 11,08 γm 1,3 MPa 5
Dobór przekrojów elementów styku 11 PIERWSZY WARUEK DOBORU minimalny przekrój poprzeczny pasa niezbędny do przeniesienia siły rozciągającej: A A t,0, d A netto netto A tot tot f t,0, d f t,0, d A f f tot t,0, d t,0, d A tot * ubytek pola przekroju poprzecznego, ze wzgl. osłabienie przekroju łącznikami, przyjęto na poziomie 15% (β= 85%) 100 106,18cm 0,851,108 Dobór przekrojów elementów styku 1 DRUGI WARUEK DOBORU minimalna szerokość h elementów pasa przy założonej liczbie szeregów n sz i średnicy łączników d: nsz 1 a a4 c h, a rozstaw łączników w poprzek włókien a 4,c odległość skrajnych łączników od boku nieobciążonego 6
Rozstawy i odległości łączników 13 Rozstawy i odległości łączników 14 7
Dobór przekrojów elementów styku 15 DRUGI WARUEK DOBORU przyjęto szeregi łączników o średnicy 1 mm. Średnicę sworznia należy dobrać tak, aby możliwe było przyjęcie śruby o takiej samej średnicy. h h nsz 1 a a4, c nsz 1 3d 1 31 31 108mm 3d Dobór przekrojów elementów styku 16 Przekrój poprzeczny pasa musi spełniać dwa warunki: A tot 106,18cm bp h 106,18cm h 108mm Zalecana grubość wkładki: bw b p Zalecana grubość nakładek: bn 0, 75b p 8
Dobór przekrojów elementów styku 17 Przyjęte przekroje elementów styku: pas: x 50 x 15 wkładka: 50 x 15 nakładki: x 38 x 15 * przekroje przyjęto na podstawie tablicy sortymentu drewna. W pierwszej kolejności należy przyjmować deski i bale. 18 Wymiary tarcicy drewnianej obrzynanej ogólnego przeznaczenia 9
SPRAWDZEIE APRĘŻEŃ W ELEMETACH STYKU Obciążenie elementów styku 0 4 4 4 1,5 4 1,5 4 1,5 4 1,5 4 4 siłę przekazywaną na nakładki należy zwiększyć o 50% ze względu na mimośród siły 10
Obciążenie elementów styku 1 1,5 1,5 1,5 1,5 siłę przekazywaną na nakładki należy zwiększyć o 50% ze względu na mimośród siły Sprawdzenie naprężeń Pas: ~80 90% wykorzystania nośności 100000 9,90 MPa f 11,08 MPa p t,0, d Anetto, p bp( h d) 50 (15 1) 9,90 11,08 0,89 Wkładka: ~80 90% wykorzystania nośności 50000 9,90MPa f 11,08 MPa w t,0, d Anetto, w bw ( h d) 50 (15 1) 9,90 11,08 0,89 akładki: ~80 90% wykorzystania nośności 1,5 1,5 4 4 1,5 50000 9,77MPa f 11,08 MPa n t,0, d Anetto, n bn ( h d) 38 (15 1) 9,77 11,08 0,88 11
3 WYZACZEIE LICZBY ŁĄCZIKÓW Rodzaje zniszczeń złączy 4 1
Wyznaczenie nośności łączników 5 Wyznaczenie nośności łączników 6 13
Wyznaczenie nośności łączników 7 Wyznaczenie nośności łączników 8 14
Wyznaczenie nośności łączników 9 Wytrzymałość charakterystyczna na docisk łącznika do drewna: f f f 0,08 10,01d h,0, k h,1, k h,, k k f h,0, k 0,08 10,011 380 7, 4 MPa Charakterystyczny moment uplastycznienia łącznika:,6,6 M y, Rk 0,3 fu, kd 0,3 5001 9593 mm Elementy złącza wykonane z drewna tej samej, więc: f h,, k f h,1, k 1 Wyznaczenie nośności łączników 30 ośność char. łącznika dwuciętego w jednej płaszczyźnie ścinania: F v, Rk fh,1, kt1d 7,4381 1500 0,5 fh,, ktd 0,5 7,4501 830 f h,1, kt1d 4 ( ) M y, Rk 1,05 (1 ) min fh,1, kdt1 7,4381 41( 1) 9593 1,05 1(1 1) 1 6710 1 7,4138 1 1,15 M y, Rk fh,1, kd 1,15 95937,41 9130 1 11 15
Wyznaczenie nośności łączników 31 ośność charakterystyczna łącznika dwuciętego w jednej płaszczyźnie ścinania: F Rk v, 6, 71k ośność obliczeniowa łącznika dwuciętego w jednej płaszczyźnie ścinania: kmod Fv, Rk 0,8 6,71 Fv, Rd 4, 13k 1,3 M Dobór liczby łączników 3 iezbędna liczba łączników: gdzie: n liczba łączników w jednym szeregu, n ef efektywna liczba łączników w jednym szeregu n / n ef przyjęto szacunkowo (dla pierwszej iteracji) 1, po wstępnym przeliczeniu wstawić wartości realne n c liczba płaszczyzn ścinania n n tot tot n n ef n F c v, Rd 100 1, 7.6 44,13 16
Dobór liczby łączników 33 Przyjęto 8 łączników rozmieszczonych w dwóch szeregach w rozstawie wzdłuż włókien a 1 =10d=10 mm (a 1,min =5d) ośność grupy łączników 34 17
ośność grupy łączników 35 Efektywna liczba łączników w jednym szeregu: n ef n min n a 13d 0,9 4 1 4 4 0,9 4 Bardziej opłacalne są krótkie połączenia 10d 13d n 3,6 ef 3,6 ośność obliczeniowa grupy łączników: tot nef nszncfv, Rd 3,644,13 107,71k 100k ~80 90% wykorzystania nośności Wytyczne z P-B-03150:000 36 18
Śruby ściągające 37 Minimalna liczba śrub ściągających: n s 3 max 5% n tot 3 max 3 Przyjęto trzy śruby ściągające z każdej strony styku ależy przyjąć śruby tej samej średnicy co sworznie 4 ROZMIESZCZEIE I CHARAKTERYSTYKA ŁĄCZIKÓW 19
Rozstawy łączników 39 Symbol Odległości minimalne Odległości przyjęte a 1 5d=60 mm 10 mm a sworznie: 3d=36 mm *śruby: 4d=48 mm 53 mm a 3,t max(7d, 80 mm)=84 mm 90 mm a 4,c 3d=36 mm 36 mm * ze względu na zastosowanie śrub ściągających, należy uwzględnić minimalne wartości rozstawów zarówno dla sworzni jak i śrub (w przypadku, gdy wartości te są różne) UWAGA: należy sprawdzić, czy: (n sz 1)a + a 4,c = h Charakterystyka łączników 40 Długość sworznia (długości dostępnych sworzni co 10 mm): Długość trzonu śruby: Długość gwintowanej części śruby: 10 15mm 350 38 14 mm Ld ti 40 i Długość wkładki i nakładek (przyjęto mm luzu w styku): 5 10mm 6 4 10,8 5, mm Lt ti g m 50 i L L t g 50 6 4 0mm g t i i Lc n 1 a1 a3, tmm 4 1 10 90 108 mm 0
akrętki i podkładki 41 akrętki i podkładki 4 1
Rysunek złącza 43 Poprawny rysunek w skali znajduje się w oddzielnym pliku pdf Strona pomocnicza 44 W celu ułatwienia i przyspieszenia procesu sprawdzania projektów, na ostatniej stronie projektu proszę zamieścić wartości następujących danych przyjętych do obliczeń typ przekroju (z jednym pasem lub dwoma) grubość pasa grubość wkładki (ewentualnie) grubość nakładki szerokość złącza n sz - liczba szeregów łączników n 1 - liczba łączników w jednym szeregu d - średnica łącznika g - grubość nakrętki m - grubość podkładki f u.k - wytrzymałość stali na rozciąganie (wg EC3-1-8) L d - długość sworznia L t - długość trzonu śruby L g - długość gwintowanej części śruby L c - długość wkładek i nakładek (całego złącza) oraz przyjęte rozstawy łączników. [-] [szt.] [szt.] [MPa]
45 iniejsze materiały są własnością Zespołu Konstrukcji Drewnianych Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Rozpowszechnianie, kopiowanie i wykorzystywanie bez zgody autorów zabronione. 3