Proračun i konstruisanje veza pod uglomUobičajena je debljina oko 10 mm! Metalne konstrukcije 2 P4-19 Nosivost bruto preseka na smicanje Postoje dve ravni smicanja! Koeficijent 1,27
Post on 21-May-2020
14 Views
Preview:
Transcript
Metalne konstrukcije 2 P4-3
Podela veza
Veze mogu da budu:
– zglobne koje prenose samo smičuće sile;
– momentne koje su sposobne da prenose i
momente savijanja.
U momentne veze spadaju:
– krute i polu-krute veze;
– potpuno nosive i delimično nosive veze
Metalne konstrukcije 2 P4-4
Zglobne veze
Najčešće se primenjuju:
– veze sa čenom pločom
– veze sa priljučnim limom,
– veze sa priključnim ugaonicima,
– veze ostvarene pomoću stolice.
Zglobne veze mogu biti:
– između grede i stuba
– između dve grede.
Metalne konstrukcije 2 P4-5
Veza sa čeonom pločom Veza sa priključnim limom
Veza sa priključnim ugaonicima Veza ostvarena pomoću stolice
Metalne konstrukcije 2 P4-7
Nema ekscentriciteta (e = 0)!
Zahteva se veća preciznost izrade – manje tolerancije!
Veze sa čeonom pločom
Metalne konstrukcije 2 P4-9
Elementi veze
– Neophodno je da se proveri nosivost svih elemenata veze koji
učestvuju u prenošenju sile VEd!
– Osnovni elementi zglobne veze sa čeonom pločom su:
1. Zavrtnjevi (n = n1n2)
2. Čeona ploča (hp, tp, bp)
3. Rebro grede (tbw)
4. Šavovi (a)
– Nosivost veze VRd jednaka je minimalnoj nosivosti od svih
vidova loma svih komponenata veze!
iRdi
Rd VV ,min8
1
Metalne konstrukcije 2 P4-10
Obrtanje na mestu veze
Neophodno je da se omogući dovoljna rotacija na mestu veze,
kako bi se obezbedilo pravilno ponašanje veze i preraspodela
uticaja u skladu sa pretpostavkom o zglobnoj vezi!
Metalne konstrukcije 2 P4-13
Šavovi
Da bi se postiglo duktilno ponašanje veze, neophodno je da šavovi
imaju veću nosivost od nosivosti rebra grede.
U slučaju obostranih ugaonih šavova to se može postići ako je
zadovoljen sledeći uslov:
ilibw
M
M
ub
ybw tf
fa
0
2
2
2 2
Mw
ubduw
ff
,bw
Mduw
ybt
f
fa
0 2
,
Metalne konstrukcije 2 P4-14
Zavrtnjevi
Zavrtnjevi su opterećeni na smicanje.
Uobičajena je kategorija smičućeg spoja A.
Tri kriterijuma u pogledu nosivosti zavrtnjeva:
1. nosivost zavrtnjeva na smicanje;
2. nosivost čeone ploče na pritisak po omotaču rupe;
3. nosivost oslonačkog lima na pritisak po omotaču rupe.
Oslonački lim može biti: nožica stuba, rebro stuba ili rebro grede.
Metalne konstrukcije 2 P4-15
Nosivost zavrtnjeva na smicanje
n je ukupan broj zavrtnjeva (n = n1n2);
Fv,Rd nosivost zavrtnja na smicanje.
Zavrtnjevi su jednosečni.
Redukcija nosivosti od 20% se uzima zbog uticaja
zatezanja u zavrtnjevima!
RdvRd FnV ,, , 801
2 MubvRdv fAF /,
Metalne konstrukcije 2 P4-18
Čeona ploča
Dimenzije čeone ploče (hp, tp i bp) treba da se odrede iz uslova
smeštanja zavrtnjeva, raspoložive visine rebra grede, nesmetane
rotacije i duktilnosti veze (opšti uslovi) i sledećih kriterijuma
nosivosti:
1. nosivost bruto preseka na smicanje;
2. nosivost neto preseka na smicanje;
3. nosivost na cepanje bloka;
4. nosivost na savijanje.
Velika debljina čeone ploče dovodi do značajne nosivosti veze na
savijanje! Uobičajena je debljina oko 10 mm!
Metalne konstrukcije 2 P4-19
Nosivost bruto preseka na smicanje
Postoje dve ravni smicanja!
Koeficijent 1,27 se uzima zbog redukcije usled interakcije
savijanja i smicanja!
0
4
3
271
2
M
yppp
Rd
fthV
/
,,
Nosivost neto preseka na smicanje
2
5
32
M
up
netvRd
fAV
/,,
)(, 01 dnhtA ppnetv
Metalne konstrukcije 2 P4-22
Nosivost rebra grede na smicanje
0
8
3
M
ybw
bwpRd
fthV
/,
tbw debljina rebra grede;
fybw granica razvlačenja rebra grede.
Metalne konstrukcije 2 P4-23
Preporuke za dimenzionisanje veze
– Pri projektovanju je neophodno da se definiše broj zavrtnjeva (n) i
dimenzije čeone ploče (hp, tp i bp);
– Potreban broj zavrtnjeva može da se odredi iz uslova nosivosti na
smicanje (VRd,1);
– Potom se oblikuje veza i definišu sva rastojanja između zavrtnjeva
(e1, p1, ...) i proverava nosivost na pritisak po omotaču rupe (VRd,2,
VRd,3) na osnovu koje se može dobiti potrebna debljina čeone
ploče (tp)!
– Visina čeone ploče se određuje na osnovu minimalnih rastojanja
između zavrtnjeva i nosivosti rebra grede na smicanje (VRd,8);
– Potom se proveravaju ostale nosivosti!
Metalne konstrukcije 2 P4-28
Mogu da se koriste za zglobne veze između:
–grede i stuba (preko nožice ili rebra stuba);
–između dve grede.
Metalne konstrukcije 2 P4-31
Glavni elementi veze
Osnovne komponente veze čija nosivost treba da se proveri su:
1. Zavrtnjevi,
2. Priključni lim,
3. Rebro nosača,
4. Šavovi.
Nosivost veze jednaka je najmanjoj nosivosti za sve vidove
loma svih komponenata veze!
iRdi
Rd VV ,min11
1
Metalne konstrukcije 2 P4-33
Šavovi
Za šavove veže isti principi kao i za veze sa čeonom pločom!
Nosivost šavova treba da bude veća od nosivosti priključnog
lima, što se postiže ako debljina obostranih ugaonih šavova
zadovoljava sledeći uslov:
p
M
M
ubw
ybww tf
fa
0
2
2
Metalne konstrukcije 2 P4-34
Zavrtnjevi
Zavrtnjevi su opterećeni na smicanje.
Pored transverzalne sile kod ovkvih veza javlja se i moment
ekscentriciteta (MEd=VEd e).
Zavrtnjevi nisu ravnomerno opterećeni!
Uobičajena je kategorija smičućeg spoja A.
Tri kriterijuma u pogledu nosivosti zavrtnjeva:
1. nosivost zavrtnjeva na smicanje;
2. nosivost priključnog lima na pritisak omotača rupe;
3. nosivost rebra nosača na pritisak po omotaču rupe.
Metalne konstrukcije 2 P4-35
Naprezanje najopterećenijeg zavrtnja
FV sila u jednom zavrtnju usled smičuće sile VEd
maxFM sila u najopterećenijem zavrtnju usled momenta ekscentriciteta,
maxFR rezultujuća sila u najopterećenijem zavrtnju,
Fv,Rd nosivost zavrtnja na smicanje (jednosečan).
nVF EdV /
1
2
1
6
pnneVhheVF Ed
iiEdM
)(/maxmax
RdvEdEd
MVR Fpn
e
n
V
n
VFFF ,maxmax
)(
2
1
2
22
1
6
za jedan red zavrtnjeva n2 =1 (n = n1)
Metalne konstrukcije 2 P4-36
Naprezanje nejopterećenijeg zavrtnja
moment inercije zavrtnjeva
nVF EdV /
za dva reda zavrtnjeva n2 =2
I
npeVF EdhorM
2
1 11 )(
,max
I
peVF EdverM
2 2,max
21
211
22
1 16
1
2pnnp
nI )(
22
horMverMVR FFFF ,max,maxmax
RdvEdEdEd
R FnI
peV
I
peV
n
VF ,max )(
2
11
2
2 12
2
Metalne konstrukcije 2 P4-37
Nosivost zavrtnjeva na smicanje
2
1
1
1
61
pn
e
FnV
RdvRd
)(
,,
222
11
2
2
1
1
12
2
1
nn
Fn
nI
pen
I
pen
FnV
RdvRdvRd
,,
,
)(
Za dva reda zavrtnjeva n2 =2
Za jedan red zavrtnjeva n2 =1 (n = n1)
I
pe
2
2 )( 12
1
1 nI
pe
Metalne konstrukcije 2 P4-38
Nosivost priključnog lima na pritisak po
omotaču rupe
222
1
RdhorbRdverb
Rd
F
n
F
n
nV
,,,,
,
Metalne konstrukcije 2 P4-39
Nosivost rebra grede na pritisak po
omotaču rupe
223
1
RdhorbRdverb
Rd
F
n
F
n
nV
,,,,
,
Metalne konstrukcije 2 P4-40
Nosivost priključnog lima
Neophodno je da se odrede sledeće nosivosti:
1. Nosivost bruto preseka na smicanje;
2. Nosivost neto preseka na smicanje;
3. Nosivost na cepanje bloka;
4. Nosivost priključnog lima na savijanje;
5. Nosivost priključnog lima na izbočavanje
Metalne konstrukcije 2 P4-41
Nosivost bruto preseka na smicanje
Koeficijent 1,27 se uzima zbog redukcije usled interakcije
savijanja i smicanja!
0
4
3
271
M
yppp
Rd
fthV
/
,,
Nosivost neto preseka na smicanje
2
5
3
M
up
netvRd
fAV
/,,
)(, 01 dnhtA ppnetv
Metalne konstrukcije 2 P4-45
Nosivost rebra nosača
Neophodno je da se odrede sledeće nosivosti:
1. Nosivost bruto preseka na smicanje;
2. Nosivost neto preseka na smicanje;
3. Nosivost na cepanje bloka;
Metalne konstrukcije 2 P4-46
Nosivost bruto preseka na smicanje
0
9
3
M
ybw
b,vRd
fAV
/,
Nosivost neto preseka na smicanje
2
10
3
M
ubwnetvbRd
fAV
/,,,
bwvbnetvb tdnAA 01 ,,,
Ab,v površina smicanja nosača
Metalne konstrukcije 2 P4-48
Veze sa priključnim limom između dve grede
Ekscenricitet se može smanjiti konstrukcijskim oblikovanjem!
Metalne konstrukcije 2 P4-50
Kontrola oslabljenog preseka u slučaju
zasecanja nožice
Jednostrano zasecanje Obostrano zasecanje
RdcxEdEd MeVM ,
ex
VEdVEd
ex
RdEd VV
Ako je VEd > 0,5VRd neophodna je i kontrola interakcije savijanja i
smicanja, odnosno proračun MV,Rd!
Metalne konstrukcije 2 P4-51
Preporuke za dimenzionisanje veze
– Pri projektovanju je neophodno da se definiše broj zavrtnjeva (n) i
dimenzije priključnog lima (hp, tp i bp);
– Potreban broj zavrtnjeva može da se odredi iz uslova nosivosti na
smicanje (VRd,1);
– Potom se oblikuje veza i definišu sva rastojanja između zavrtnjeva
(e1, p1, ...) i proverava nosivost na pritisak po omotaču rupe (VRd,2,
VRd,3) na osnovu koje se može dobiti potrebna debljina priključnog
lima (tp)!
– Visina priključnog lima se određuje na osnovu minimalnih
rastojanja između zavrtnjeva i nosivosti priključnog lima na
smicanje (VRd,4 i VRd,5);
– Potom se proveravaju ostale nosivosti!
– Konstruisanjem priključnog lima može se postići da njegova
nosivost na savijanje (VRd,7) i izbočavanje nisu merodavne (VRd,8) !
Metalne konstrukcije 2 P4-53
Ovakve veze predstavljaju kombinaciju zglobnih veza sa čeonom
pločom i veza sa priključnim limom. Nema zavarivanja!
Elementi veze koji učestvuju u prenošenju opterećenja su:
1. zavrtnjevi serije 1 (kao kod priključnog lima);
2. zavrtnjevi serije 2 (kao kod čeone ploče);
3. priključni ugaonici (jednakokraki ili raznokraki);
4. rebro grede (kao kod priključnog lima);
iRdi
Rd VV ,min16
1
Metalne konstrukcije 2 P4-55
Veza sa priključnim ugaonicima - označavanje
Jedan red zavrtnjeva serije 1 (n2=1)
Dva reda zavrtnjeva serije 2 (n2=2)
Metalne konstrukcije 2 P4-57
Veza sa priključnim ugaonicima - označavanje
Dva reda zavrtnjeva serije 1 (n2=2)
Četiri reda zavrtnjeva serije 2 (n2=4)
Metalne konstrukcije 2 P4-58
Nosivost zavrtnjeva serije 1
Kao kod veze sa priključnim limom:
1. Nosivost zavrtnjeva na smicanje - VRd,1 (dvosečni!);
2. Nosivost ugaonika na pritisak po omotaču rupe -
VRd,2 (dvostruka debljina lima 2tL); Uglavnom nije
merodavna!
3. Nosivost rebra grede na pritisak po omotaču rupe -
VRd,3;
Metalne konstrukcije 2 P4-59
Nosivost zavrtnjeva serije 2
U potpunosti kao kod veze sa čeonom pločom:
1. Nosivost zavrtnjeva na smicanje - VRd,4 (jednosečni);
2. Nosivost ugaonika na pritisak po omotaču rupe - VRd,5;
3. Nosivost oslonačkog lima na pritisak po omotaču rupe
- VRd,6;
Metalne konstrukcije 2 P4-60
Nosivost priključnih ugaonika
1. Nosivost bruto preseka na smicanje - VRd,7 (kao kod veze sa
priključnim limom - dvostruka debljina lima 2tL);
2. Nosivost neto preseka na smicanje - VRd,8 (kao kod veze sa
priključnim limom - dvostruka debljina lima 2tL);
3. Nosivost na cepanje bloka - VRd,9 (kao kod veze sa priključnim
limom - dvostruka debljina lima 2tL);
4. Nosivost na savijanje kraka ugaonika kod zavrtnjeva serije 1 -
VRd,10 (kao kod veze sa priključnim limom - dvostruka debljina
lima 2tL);
5. Nosivost na izbočavanje VRd,11 (kao kod veze sa priključnim
limom - dvostruka debljina lima 2tL);
6. Nosivost na savijanje kraka ugaonika kod zavrtnjeva serije 2 -
VRd,12 (kao kod čeone ploče);
7. Nosivost na cepanje bloka kraka ugaonika, kod zavrtnjeva serije
2 - VRd,13 (kao kod veze sa čeonom pločom);
Metalne konstrukcije 2 P4-61
Uobičajene dimenzije priključnih ugaonika
Ugaonik Zavrtanj Položaj rupa
c1 c2 c3
L90x90x9 M16 50 - -
L100x100x10(12) M20 60 - -
L120x120x12 M24 70 - -
L150x75x9 M16 50 60 50
L180x90x10(12) M20 60 70 60
L200x100x12 M24 70 80 60
Pravilnim izborom ugaonika može se postići da su svi kriterijumi
nosivosti ugaonika zadovoljeni, odnosno da nisu merodavni!
Debljina ugaonika tL se usvaja u zavisnosti od prečnika zavrtnjeva
d i debljine rebra grede tbw.
Metalne konstrukcije 2 P4-62
Nosivost rebra grede
Identično kao kod veze sa priključnim limom:
1. Nosivost bruto preseka na smicanje - VRd,14
2. Nosivost neto preseka na smicanje - VRd,15
3. Nosivost na cepanje bloka - VRd,16
Metalne konstrukcije 2 P4-63
Preporuke za dimenzionisanje veze
– Kod zavrtnjeva serije 1 najčešće je merodavan pritisak po omotaču
rupe rebra nosača VRd,3 na osnovu koga se može odrediti potreban
broj zavrtnjeva;
– Broj zavrtnjeva serije 2 je dvostruko veći od zavrtnjeva serije 1, pa
uslovi njihove nosivosti (VRd,4, VRd,5 i VRd,6 ) uglavnom nisu
kritični;
– Dimenzije priključnih ugaonika se usvajaju u zavisnosti od
prečnika zavrtnja d i debljine rebra grede twb;
– Zbog dvostruke debljine lima, nosivosti kraka ugaonika za vezu
zavrtnjeva serije 1 (VRd,7 do VRd,11) uglavnom nisu merodavne!
– Preostali uslovi moraju da se provere!
– Ako je geometrija ista (isti broj i raspored zavrtnjeva) nosivost na
cepanje bloka smicanjem (VRd,9) je ista za krak ugaonika na rebru
nosača i na oslonačkom limu, pa se ne mora posebno proveravati!
Metalne konstrukcije 2 P4-66
Na ovaj nači mogu se ostvariti veze sa gredom i veze sa stubom!
Reakcija se prenosi direktnim kontaktom! Veze rebra sa
zavrtnjevima samo sprečavaju bočno pomeranje (preturanje)!
Stolica može biti: (a) u vidu L profila, ili (b) ravnog lima velike
debljine!
Metalne konstrukcije 2 P4-68
Zavarena veza stolice od L profila
dvwEd fah
V,
2II
a
hMEdw
/
Vertikalni šavovi Horizontalni šavovi
2 a
hMEd /
2 2
Mw
uEdu
f
a
hM
/
eVM EdEd
Metalne konstrukcije 2 P4-70
Unošenje oslonačke reakcije u nosač
)(, rta fx 251 fwy trta 463461 ,,
652 MyRdhdcEd
Edc ffA
V /,,,,
yxaaA
Kontrola kontaktnog napona pritiska:
016 ,M
Metalne konstrukcije 2 P4-71
Kontrola stabilnosti rebra u zoni unošenja
oslonačke reakcije
rtrta ffxT 75352 ,,
1 MyeffwRdEd fAVV /,
wTeffw tA ,
Efektivna širina rebra:
Efektivna površina rebra:
)(,,
,
min
C kriva 59522890
750
ww
i
t
h
t
h
i
Vitkost rebra:
Kontrola nosivosti
rebra na izvijanje:
Metalne konstrukcije 2 P4-72
Oslonačka ukrućenja
Ukoliko uslov stabilnosti rebra nije zadovoljen, potrebno je
predvideti oslonačka ukrućenja u vidu vertikalnih limova!
Površina ukrućenja ulazi u efektivnu površinu, a povećava se i
poluprečnik inercije idealizovanog štapa upravno na ravan rebra.
effwsseff AcbtA ,)( 2
top related