1. Domeniul de folosire a constructiilor metalice.Domenii de
utilizare a constructiilor metalice:-cladiri si structuri
industriale , sedii de firme, depozite , platforme , hale
industriale etc.-cladiri multietajate (cladiri
administrative)-constructii cu deschideri mari( Sali de expozitie ,
Sali de sport etc.)-constructii inalte (turnuri si piloni pentru
telecomunicatii)-constructii din tabla (buncare si silozuri,
rezervoare de mare capacitate, platforme fixe de foraj)-structuri
si elemente metalice pentru instalatii si utilaje tehnologice(
instalatii pentru rafinari si parti ale complexelor
petrochimice)-alte constructii metalice : scari, pasarele,
sustineri de conducte pentru traversari rauri , trambuline de schi,
structuri pentru centrale eoliene.2.Avantajele constructiilor
metalice -siguranta in exploatere material cu propietati bune ,
elasto-plastice , foarte buna etanseitate,omogeneitate
ridicata-raportul intre rezistentele mecanice si greutatea
elementelor are valori favorabile -are cele trei rezistente egale:
compresiune , incovoiere, intindere-rezistenta si comportare buna
la actiunile seimice-cedarea elementelor este avertizata de
deformatii plastice-capacitate mare de adaptare ,posibilitati de
modificare si reconstruire-posibilitatea de realizare in uzina-se
pot realiza in orice forma -utilizarea otelului permite realizarea
constructiilor ecologice-usor de executat pe santier indiferent de
anotimp-sunt demontabile majoritatea -posibilitatea refolosirii
materialelor prin topire3.Dezavantajele constructiilor
metalice-rezistenta redusa la actiunea agentilor corosivi, necesita
protectie-rezistenta redusa la foc, la 200 grade Celsius se
modifica rezistenta la curgere, iar la 600 grade Celsius elementele
din otel nu mai preiau eforturi.
2. Structura otelului si proprietatile sale mecaniceCalitatea
otelului folosit pentru constructii metalice-rezistenta la rupere
si limita de curgere la intindere rezistenta la solicitaridinamice
sirupereafragile.-rezistenta lasocladiferite temperature.-
rezistentelaoboseala- indicile
deplasticitate(alungirea)-resist.Segregare(incovoiere destarerece)
Valorile acestorindici se stabilescde standarturile
destatp/ufiecare masca. Inafarade acesteacalitatea otelului se
determina cu sudalitateacare este garantata de componente chimica
si tehnologia obtinerii ,se mai determinain resist.la coroziune. In
conformitate cucalitatile mecanice otelurile se impart in 3 grupe :
1.Curesist. obisnuitase mai numesc oteluri carbonc=185285MPa
;r=365390MPa. 2.Deresist. sindicatase mai spunoteluri slab
aliate.c=295390MPa ;r=430540MPa.3.De resist.
inaltac>340MPa;r>590MPa. Calitatile mecanice a otelului se
stabilescin dependenta chimica de tratamentul termic sitehnologii
liniare. Componenta de baza a otelului o alcatuieste ferita . are o
resist. mica si in constr. nu se foloseste p/u majorarea resist.
seadauga carbon si se capata oteluri de prima grupa. Prin adaugarea
elementelor chimice (nichel, mangan, crom, siliciu, cupru, etc.) se
capataoteluri de grupa adoua numite slab aliate. Prinintroducerea
elementelor Soteluluidevine mai sistematizata, se
inlaturatensiunile interne ceduce laameliorareacaracteristicelor
deresist. siplasticitati laracirea rapidaa oteluluiincalzit pinala
temperatrimai marica temperaturamodificarilor otelul se caleste. La
calirea vitzasarcinii trebuie sa fie maimare ca viteza modificarii.
Inrezultatul calirii se mareste rezistentala rupere, limita de
curgere insa plasticitatea lor semicsoreazaotelul devine mai
fragil. P/u aseda otelul calitatile initiale se supunerevenirii. La
revenire otelul se incalzeste pina la temperatura modificarii pe
care ne intereseaza, sustinerea la aceasta temperatura, un
timpoarecare siracire lenta. Prinaliniere sidurificarea termica
seobtin otelurile cu rezistenta inalta. Marcile otelului
curezistenta inalta seinseamna in acelas mod ca si otelurile aliate
insa seadaugala sfirsit
3. fabricarea otelului. Marcarea otelului.
Dupa procedeele de fabricare otelurile se numesc de cuptor si
convertizor,mai exista si oteluri electrice. Dupa
caracteristicilemecanice otelurile de cuptor si convertizor sunt
asemanatoare insa otelurile de convertizor se obtin mai simplu si
sunt mai eftine: dupamodul de dezoxidare otelurile pot fi
:-necalmate ;-semicalmate; -calmate. Otelurile necalmate fierb la
turnare in rezultatul degajariigazelor .Acestea oteluriau
ostructuraneomogena sicontin multegaze .Caracteristicile mecanice
sint satisfacatoare insa seapun slabdistrugerii fragile si
imbatrinirii se inseamnaotelul necalmat .OtelulCalmat se
dezoxideaza cu siliciu (0.1-0.3%) saucu aluminiunumai mult de
0.1%.Otelurile calmate nu fierb la turnare cu o structura omogena
si indicii de resist. superioara fata de cel necalmat insa
costullor este mai mare undeva de 12-15% mai bine se opun
imbatrinirii si au o resist. la coroziune mai mare. Se utilizeaza
p/u constructii maiimportante. Se inseamna cu C. Otelurile
semicalmate au calitati din mijloc intre otelurile calmate si
necalmate se dezoxideaza cu siliciu(0.05-0.15%) si foarte rarin
aluminiu. Pretul lor se gasesteintre otelurile calmate si
necalmate. Se inseamna prin . In stare calda (900-12000C) otelul
este obligat sa treaca printre 2cilindri care rotesc in sens opus
si care sunt presati in acelas timp. Ca effect a luminarii seobtine
o structura vibroasa cu cristale alungite in directia luminarii.
Din aceasta cauza calitatile mecanice ale pieselor laminate sunt
diferitein directia luminarii si perpendiculelor. Difera
proprietatile mecanice si dupa grosimea luminatorului. La grosimi
mai mari proprietatilemecanice scad. Ceamai raspinditamarca
aoteluluicarboneste marca CT3. Dupaproprietatile
garantatelalivrariiotelurile se livreazadupa 3grupe:1
Dupacaracteristicile mecanice (grupa A);2 Dupacomponenta chimica
(grupa); 3Dupa caracteristicile mecanicesicomponeta chimica (grupa
).Otelurile de constr. selivreazadupa grupa B. Otelurile carbon.
selivreaza dupa 5categorii si anume2,3,4,5,6.Otelurile necalmate
dupa categoria a2.Semicalmate dupa categoria 6.Calmate dupa
categoria 5.BCT3K2-118K;BG3C5-218;BCT3618;BG3518;BG3518;Otelurile
de grupa a doua au calitati mecanice mai ridicate.Conform normelor
din 90 otelurile de constr. se livreaza dupa clase.Masaotelului se
alege pe baza proiectarii variante si analizei tehnice economice
tinind cont de normele de proiectare
.Alegermarciioteluluip/uconstr.metalicedepindedeurmatoriiparametri:a)temperaturamedieincarearelocmontajulsiexploatareaconstr.Acestfactorevidentiazapericolulridicatdedistrugerefragilalatemperaturimicsorate.b)regimulincarcariicaredeterminacaracterullucrualmaterialuluisiconstr.lasolicitaridinamice,influenteazalaresist.laoboseala.c)formastariidetensionare(comprimaresauintindere,umaxiala,biaxiala,tridimensionala)si
nivelul tensiunilor.d)modul de imbinare(prin sudurasau cu
surub)caredetermina nivelultensiunilor internesi
gradulconcentrarilor detensiune.e)grosimea laminatelorfolosite
inelemente.Independenta deconditii delucruale materialului toate
categoriile de constructii dupa normele de proiectare se impart in
patru grupe
4.comportarea oelului i aaliajelor de aluminiu laconcentrri de
tensiune ila solicitri
repetate.Lacalcululuneiplacilaintinderesescoatecatensiunilesedistribuieuniforminorisicesectiunepelungimeaplacii.Concentrarile
detensiuni,apar linga gauri,crapaturi,fisuri,crescaturi in general
in locurileunde sectiunea se schimba
brusc.K=69.Latemperaturenormalesisolicitaristaticeconcentrarile de
tensiuni nu influenteazaasupra capacitatii portante fiindca
tensiunilemaxime apar pe un sector foarte mic maideparte ele ating
valori mai mici.Daca latensiuni maxime apare curgerea
oteluluiatunci la cele mici inceteaza curgerea.La
temperaturinegative,daca la elemente fara
tensiunirc,cresctottimpul,apoi dacaexistaconcentrari detensiunirc,
Cresc pina la o anumitatemperatura.In acest caz cresc pina la o
temperat.Si apoi brusc scad.In acest caz
setinecontdeconcentrariledetensiune.Incarcarerepetataaelementuluinu
influenteazaasupra comportarii otelului fiindca deformatiile
elastice se reintorc.Incarcarearepetataindomeniulelastico-plastic
aducelamarireadeformatiilorplastice.Dupaoodihnadestuldeindelungatadupadescarcare
incarcat pinala domeniulelastico-plastic proprietatile elasticese
restabilesc sila incarcarearepetata elementuldesasivalucra
indomeniul elasticinsa deformatiilesemicsoreaza ca rezultata
existenteideformatiilor remanente.Oastfel deamiliorare
aproprietatilor mecanice se numeste ecruizare .se foloseste
ecruizarea p/u majorarea resist. Aliajelor de aluminiul si a
armaturii p/ubetonul armat.P/uotelurile deconstr.Ecruizareaeste
unfactor negativfiindca eaduce lamarirea fragilitatii.Otelulsub
actiuneaunor sarcinivariabile repetatese poaterupe latensiuni
maimici,se aplicastatic.Fenomenul acesta decoborirea resist.Rupere
aunui otelsub actiuneasarcinilor variabilepoarta numelede
obosealamaterialului.Sa stabilitcaresist.La ruperea
materialuluiestein functie denumarul oscilatiilor si deraportul
tensiunilor extreme.Rezist. la ruperescade cu atit maimult cu
citnumarul deoscilatii este mai mare insa nu scade mai jos ca o
limita care se numeste resistente la oboseala
4. Metode de calcul a starilor limiteProiectarea constrse incepe
custabilirea schemei constructivea constr.Scopul calculului
constain asigurarea launconsum minim demetal si cheltuieli
minimelaexecutare si montare.SE incepe calcululcu stabilirea dupa
schema constructivaaschemei decalcul searata cuolinie caretrece
princentrul sectiunii.Elementul seinzastreaza cu sprijinereazim
ideale.Sestringtoate sarcinile careactioneazaasupraacestui element
pe baza mecanicii structurilor se determina eforturile interne.Dupa
eforturilemaxime sedimensioneaza sectiunea,se verifica capacitatea
portanta ,stabilitatea si rigiditatea,si se construiesc reazemele
inconformitate cu celea adoptate,secalculeaza constrmetalice dupa
metoda starilor limita.In unele cazuri la constr masinilor deconstr
calculul se face dupa resist admesibila stare incare ar ajungeun
elementde constr cind folosirea luiinexploatare
nuesteposibilasenumestestare limita.Se calculeazaelementele
dupadouagrupe astariilimite:1Pierdera
capacitatiiportantesiinaptitudinea deplina
catreexploatare.2Aparitia unordeformatii careimpedica exploatarea
normala aconstr.La starile
limitadinprimagrupaserefera:1)Pierdereastabilitatiigeneralaaformei.2)Pierdereastabilitatiipozitiei.3)Distrugereadeorisicecaracter.4)Trecerea
constrintr-ostare instabila.5)Schimbareacalitativa
aconfiguratiei.6)Aparitia deformatiilorremanente
careimpedicaexplotareaconstr.sslaadouasubgrupa.Calcululdupaprimagrupaastariilimitesesocoatedebazafiindcaexploataremaideparte
a constr este imposibila.Dupa aceasta grupa se face dimensionarea
constr .Conditiile de calcul dupa prima grupa se exprimaNSSefortul
limit care poate fi preluat de element este functie de
caracteristicile geometrice si rezistenta otelului.
6.Incarcari si actiuni. Incarcari normate si de
calculClasificarea sarcinilor.Dup durata aciunii sarcinile i
solicitrile se clasific n sarcini permanente, temporare de lung
durat itemporare de scurt durat. Construciile pot fi solicitate i
de sarcini excepionale.La sarcinile permanente se
raport:-greutateaproprie aconstruciilor;-greutatea i presiunea
provocat de grunduri;-sarcinile provenitedin aciunea pretensionrii.
Lasarcini temporarede lung durat se refer:-greutatea propriea
utilajului staionar;-greutatea propriea lichidelorn rezervoarea
materialelorpulverulente nbuncre etc;-greutatea pe planeuri n
depozite, bilioteci etc.-sarcinile provocate de temperaturi
nrezultatul aciunii utilajului staionar.La sarcini temporare de
scurt durat se raport:-sarcini provenite din utilajul de ridicare i
transportare (poduri rulante, poduri suspendate);-aciuni
climatice(vnt,zpad);-sarcinile provenite din aciunile utilajului n
momentele de demarare, oprire sau n regim de ncercare;-sarcini,
care apar la montarea construciilor.La sarcinile excepionale se
raport:-sarcini provocate de aciuni seismice, avarii tehnologice,
tasri de fundaii, explozii. Valorile sarcinilor posibile, care pot
acionaasupra construciei n condiii normale de exploatare sunt
stabilite de norme de proiectare. Aceste sarcini sunt numite
normate ireprezint media statistic a celor mai mari valori.Dar
deoarece sarcinile sunt mrimi aleatorice atunci n timpul exploatrii
construciei sunt posibile abateri de la mrimile normate.Abaterile
nefavorabile se iau n consideraie n calcul cu ajutorul
coeficienilor (factorilor) de siguran a sarcinilorSarcinile
normatepot fi notate cu indicele "n"-etc.Sarcinilenormate nmulitecu
coeficientul de siguran al sarcinilorformeaz sarcinile de
calcul:etc. In tabel se dau valorile coeficienilorpentru unele
sarcini. Construciile pot fi solicitate n acelai timp la mai multe
sarcini, ns, nu toatecategoriile de sarcini pot aciona concomitent.
Pentru calculul construciilor se iaugrupri de sarcini, care permit
de a stabili posibilitatea apariiei celei maidezavantajoase dintre
ele. Conform normelor se iau n consideraie dou grupri desarcini:
fundamental i specific. Gruparea fundamental
includesarcinipermanente, temporare de lung durat i una sau mai
multe sarcini e scurt durat.Gruparea special include sarcini
permanente, temporare delung durat, temporarede scurt durat io
sarcin specific.
7. Rezistente normate si de
calcul.CelemaiimportantecaracteristicialematerialuluisuntrezistenelenormatelacurgereilarupereValorilerezistenelorsestabilesc
pe baze statistice cu gradul de asigurare mai mare de 0,95. Ele se
definesc prin relaii de tipulundereprezint media aritmetic a
rezultatelor ncercrilor; s - abaterea medie patratic; k -
coeficient care depinde deprobabilitatea acceptat anticipat de a
obine rezultate inferioare valorii Rn; pentru o asigurare de 95%
(cnd, de exemplu, din o sut deepruvete numai cinci pot avea
caracteristici mai inferioare) k = 1,64.Rezistenele de calcul in
seama de abaterile posibile fa de valorile normate i pot fi
calculate curelaiilundeeste coeficientul de siguran pentru
materiale.Cu ajutorul coeficientuluise ine cont de reducerea
posibil a rezistenei oelului din cauza variabilitii statistice i
altor abateri, inclusiva toleranelordimensionale ale laminatelor.
Valorile coeficienilorsunt date n [40]. Aici vom meniona c pentru
oeluri culimita d
8. imbinari sudateNoiunigenerale. Sudarea reprezintcel
mairspndit mijloc dembinareaconstruciilor metalice. Dinavantajele
sudurii vomremarca: reducerea consumului de metal cu 10...20% fa de
mbinrile cu uruburi, caracterul compact al mbinrilor posibilitatea
de aforma mbinri cap la cap, de col n form de T i altele fr
ajutorul unor piese de legtur(platbande, corniere).Dezavantajele
mbinrilor prin sudur sunt: metode dificile de verificare a
capacitii sudurii, vsacozitatea mic a mbinrilor,sensibilitatea
mbinrilor la concentrri detensiuni, temperaturi joase i sarcini
dinamice. Sudareaseefectuiazcuajutorularculuielectriccareseformeaz
ntre pies i electrod(fig. 1)Fig.1 Schema procesului de sudur cu arc
electric:1.elecrod, 2. port elecrod, 3. surs de curent, 4. pies de
sudat,5. arc electric, 6. cordon de sudur.Elecrodul prezint o srm
metalic cu nveli, care n procesulsudrii se topete sub aciunea
cldurii. Se topesc de asemenea imarginile pieselor care se sudiaz.
Dup solidificare materialul topitformeaz custura(cordonul) de
sudur. nveliul electrodului are un
rolnsemnatnprocesulsudrii.Topindu-se,elformeazzgur,careprotejeaz
metalul topit la aciunea oxigenului i hidrogenului din aer.La
sudare se folosesc mai multe tipuri de electrozi. De
exemplu,electrodul de marca E42 d posibilitatea de a avea custur cu
limita de curgere c 410 Mpa(42kgf/mm2), pentru electrodul E50 c
490Mpa. La denumirea mrcii electrodului se adaug litera A, dac
materialul electroduilui d un corcon cu plasticitatea sporit(E42A,
E50A).Sudarea se efectuiaz cu curent continuu sau alternativ,
tensiunea de lucru este ntre 50...75V, iar ntensitatea curentului
180...500A. Tipuri de mbinri sudate.mbinrile sudate se pot grupa n
urmtoarelegrupuri: mbinri cap la cap(fig. a), mbinri cu piese
suprapuse(fig.b), mbinricombinate (fig. c), i mbinri n care piesele
se ntlnesc
subuunghioarecare(fig.d).Tipuridembinrisudatecaplacap(a),cupiesesuprapuse(b),combinate(c),
n unghi(d), n form de T(e). Legtura dintre piese se realizeaz
princusturi de sudur.mbinri cap la cap i calculul lor.Acest mbinri
sunt raionale, deoarececoncentrarea de tensiuni n jurul cordoanelor
de sudur e mai mic. Dac piesele nusunt preagroase(4...8mm), sudarea
esteasigurat printopireamaterialuluidebazfr o prelucrare a
marginilor. Dac grosimea pieselor este mai mare, ptrundereasudurii
este asigurat numai cnd piesele sunt aezate la o anumit distan una
dealta i marginile sunt9. comportarea si calculul imbinarilor cu
sudura cap la cap.Acest mbinri sunt raionale, deoarececoncentrarea
de tensiuni n jurul cordoanelor de sudur e mai mic. Dac piesele
nusunt preagroase(4...8mm), sudarea esteasigurat
printopireamaterialuluidebazfr o prelucrare a marginilor. Dac
grosimea pieselor este mai mare, ptrundereasudurii este asigurat
numai cnd piesele sunt aezate la o anumit distan una dealta i
marginile sunt prelucrate, realizndu-se anuri, care pot fi de
forma: V, K, X,U. Forma prelucrrilor marginilor pieselor i limitile
grosimilor elementelor sudatesunt date n tabelul 1.Sudarea pieselor
groase se execut n mai multetreceri. Dup fiecare trecere se
ndeprteaz zgura, care se adun la suprafaacordonului, apoi seexecut
stratul urmtor. Lacusturile nform deV serecomand resudarea rdcinii
nainte de ase facedepunereatuturor straturilor. La suduri n K i X
sudura n straturi se face alternativ pe o parte i pe alta.Sudarea
pe ambele pri sau pe o parte cu resudarea rdcinii. n construcii
care sunt solicitate de sarcini dinamicese recomand folosirea
plcuilor de prelungire(fig. a), care dau posibilitate de aevita
concentrrile de tensiuni la nceputul i sfritul cordonului.Cnd
piesele au grosimi diferite, racordarea se poate face prin sudurfr
prelucrarea mecanic(direct), dac diferena de grosimi este pn la
2mm(fig.b). Dac diferena de grosime este mai mare, racordarea se
face prin prelucrareamecanic a piesei mai groase(fig.
c).Dimensiunile caracteristice ale cordoanelor de sudur n mbinare
cap lacap.Lungimea de calcul a sudurii se consider egal cu lw= l 2t
(1) (fig. c)n care t - este grosimea sudurii egal cu grosimea mai
mic a alementelormbinate.Calculul mbinrilor cap la cap
perpendiculare pe direcia solicitrii seface considernd c, seciunea
lor probabil de rupere este perpendicular pe axeleelementelor.
Relaiile de verificare acordoanelor sunt
urmtoarele:pentrucordoanelesupuselantinderesaucomprimar
10. Custurile de col (n relief) pot fi executate cu cordoane
laterale (fig. 1,a) i frontale (fig. 1,b). Sudurile supuse la fore
axiale suntsolicitate la forfrecare. Tensiunile tangeniale n lungul
cordoanelor de sudur se repartizeaz neuniform, fiind mai mari spre
extremitii (fig.1,a)Distribuirea tensiunilor n mbinri cu cordoane n
relief: laterale (a), fig.1,frontale (b). Sudurile laterale i
frontale se rup pe suprafee, care trec prin metalulsudurii (depus),
fig.2, sau prin metalul graniei de topire fig.3.fig.3, metalul
depus (a), prin matalul graniei de topire (b,c), nlimii decalcul
(d). nlimea de calcul a cordonului la rupere prin metalul depuseste
z*kffig.3,d. Ptrunderea metalului topit n metalul de baz depinde de
procedeul desudare i poziia sudurii. La sudarea manual aceast
ptrundere este mic, de aceeanlimea de calcul prin metalul de baz
este egal cu kf/2=0.7kf, iar prin mateluldepus kf(f=0.7, f=1).
Pentru alte cazuri valorile coeficienilor fi , snt date ntabelul de
mai jos. Sudur de relief supus la ncovoiere n planul prinderiiSub
aciunea momentul M prinderea are tendina de a rsuci n jurul
centrului degreutate al cordonului O. n elementul dA al cordonului
va aprea fora dF=*dA, unde sunt tensiunile de forfecare. Tensiunile
fa de centrele de greutate (de rotire) conduc laun moment, care
echivaleaz momentului de ncovoiere M.=ArdAM(14) unde: integrarae se
face pe toat suprafaa sudurii.Presupunem c tensiunile sunt
proporionale cu distanele de la centrul dersucire (15)unde sunt
tensiunilela distanar decentrul O,iar1tensiunilela distana r=1. de
aici aflm = 116)nlocuind n (14) valoarea din (16) i lund n
consideraie c nu depinde de r, obinem:unde este momentul de inerie
polar, care poate fi exprimat prin momentele de inerie axiale
11. tipuri de suruburiGeneraliti. mbinrile cu uruburi au aprut
naintea mbinrilor sudate. Simplicitatea mbinrii i sigurana n timpul
exploatriidau posibilitate s fie folosite pe o scar mai larg.
mbinrie cu uruburi se folosesc la montare, mbinri cu eforturi mari,
care nu pot fipreluate de nituri, n pachete cu grosimea de peste 5
d, n construciile demontabile . a.n prezent se folosesc urmtoarele
tipuri de uruburi:-brute (grosolane, nepsuite, clasa de precizie C.
GOST 15589-70*)-de exactitate normal (clasa de precizie B, GOST
7798-70*)-de exactitate sporit (precise, clasa de precizie A, GOST
7805-70uruburile sunt alctuite dint-o tij cilindric cu uncap
hexagonal, la la cellalt capt tija este filetat i se poate nuruba o
piulihexagonal. Dimensiunile caracteristice ale urubului, aibei i
piulieisnt indicate mai jos:urub cu aib (a), piuli (b).uruburile
brute pot avea o deviere a diametrului tijeipn la 1mm de la
diametrulnominal, cele de exactitate normal pn la 0.52 mm.
Diametrul gurii n care se monteaz urubultrebue s fie cu 2...3 mm
mai mare de ct diametrul tijei. La mbinri cu clasa de precizie A
serefer mbinrile, n care gurile se realizeaz pe ntreg pachetul, pe
abloane n elemente separatesau, dac gurile au fost ralizate iniialn
piese separate la diametru mai mic, apoi lrgite n pachetpn la
diametrul cuveniComportarea mbinrilor cu uruburi.nmbinrile
cuuruburi obinuite forele dentindee nuruburinu
suntcontrolate,prinurmare forele de frecare ntre piese nu sunt
determinate i n majoritatea cazurilor, nu sunt suficiente de a
prelua forele de frecare.Comportarea urubului nainte de
distrugere.Comportarea mbinrilor poate fi divizat n 4 etape. La 1
etap, cnd forele de frecare ntre piese nu snt nvinse, uruburile
suntsupuse numi la traciune; mbinarea lucreaz n stare elastic. n aa
mod se comport i mbinrile cu uruburi de nalt rezisten. Etapa 2,cnd
forele de frecare suntnvinse, se observ deplasare relativ a
elementelor mbinrii pn cnd uruburile vin n contact cu
pereiigurilor.
Calcululuruburilorsolicitatelantindere.Dacforaexterioarcareacioneaz
asuprambinrii este parall cu axele uruburilor, atunci ele vor fi
solicitate lantindere. Calitatea executrii gurilor i a tijei nu
joac nici un rol n cazul cndmbinarea este supus solicitrilor
statice, de aceeea rezistenele admisibile ale uruburilor de
exactitate normal sau ridicat snt aceleai. Unexemplu de mbinare
solicitat la ntindere este reprezentat n fig.13. Planseele
retelelor din grinzi.GRND.Element de construcie din lemn, oel,
beton armat etc., cu lungimea mare n raport cu celelalte
dimensiuni, folosit de obicei la asigurarea rezistenei unei
construcii.Planseu pe grinzi principale si secundareEste alcatuit
din grinzi principale, dispuse paralel cu una dintre laturi
(deschiderea) si grinzi secundare, dispuse paralel cu cealalta
latura (traveea), obtinandu-se, astfel, o retea de grinzi.Placa
acestui planseu se considera o grinda continua, la care reazemele
sunt in dreptul grinzilor secundare. Incarcarea transmisa de placa
se considera uniform distribuita.Reteaua de grinzi prezinta o
particularitate: grinzile principale au o rigiditate foarte mare in
raport cu cele secundare, motiv pentru care acestea vor fi
considerate reazeme fixe pentru cele secundare. Grinzile secundare
transmit incarcarea la cele principale sub forma unor forte
concentrate.La randul lor, grinzile principale reazema direct pe
stalpi, transmitandu-le incarcarea preluata de la celelalte
elemente de planseuIn aceasta varianta, structura va fi alcatuita
din cinci travee si doua deschideri. Lungimea unei deschideri va fi
de 9,0 m, iar lungimea fiecarei travee de 5,4 m, obtinandu-se,
astfel, pentru o trama, o suprafata de 48,6 mp. Planseu dala
classic Pentru a doua varianta s-a ales un planseu dala clasic,
datorita avantajelor in ceea ce priveste compartimentarea
interioara, eliminarea retelei de grinzi si cresterea inaltimii
utile.S-a analizat si posibilitatea utilizarii unui
planseu-ciuperca, pentru a reduce grosimea planseului. In schimb,
dificultatile in ceea ce priveste alcatuirea, realizarea si forma
capitelului, au condus la adoptarea unei solutii de planseu dala
clasic. Planseu cu goluri sfericeElementele planseului cu goluri
sferice sunt placi cu nervuri pe cele doua directii, realizate din
beton armat sau beton precomprimat si prevazute cu goluri de forma
sferica. La aceste elemente de planseu, legatura dintre partea
inferioara de beton si cea superioara se realizeaza cu ajutorul
unor nervuri verticale, constituite in jurul golurilor de forma
sferica[7].Golurile sunt realizate prin inglobarea in beton a
sferelor din polipropilena de inalta densitate, dispuse conform
proiectului si montate intre plasele de armatura. Distanta minima
intre goluri este de 1/9 din diametrul lor.
12. grinzi si retele din grinzi.GRND.Element de construcie din
lemn, oel, beton armat etc., cu lungimea mare n raport cu celelalte
dimensiuni, folosit de obicei la asigurarea rezistenei unei
construcii.
14. Grinzi laminate. Grinzi laminate.Dimensionarea i verificarea
rezistenei, stabilitiigenerale i rigiditii.n calitate de grinzi
laminate se utilizeaz profile I i U.Grinzile laminate se verific la
rezisten, rigiditate i stebilitate global. Secalculeaz grinzile
laminate la rezisten dup domeniul elastic de lucru al materialului
ielastoplastic.Verificarearezisteneidupdomeniulelastoplasticseface:dimensionarea
se face astfel:se detemin modulul de rezistennecesar: W dup
standartele pentru grinzile laminate n dependen de
WsedeterminnumrulprofiluluipentrucareWiseverificrezistena:pentru
grinzile confecionate din oeluricu rezistena de calcul mai mic de
580 MPa, solicitat static pentru care esteasigurat stabilitatea
global, rezistena se verific imnd cont de dezvoltarea deformaiilor
plastic.Dimensionarea se face: se calculeaz modulul de rezisten
necesar,, n dependen de modulul derezisten Wc alegem profilul I. n
dependen de alegem c. verificm rezistena: dac rezistenanu este
asigurat se ia urmtorul profili se verific rezistena. Verificarea
rezistenei const n determinarea sgrii relative i comportareaeicu
sgeata relativ limitat de norme:, dac rigiditatea nu este asigurat
se alege urmtorul profili se verific numai rigiditatea.
Stabilitatea global a grinziloreste asigurat dac pe talpa superioar
se aeaz platieul rigid legat (prins),saudec raportul dintre
lungimea de calcul i limea tlpii ginzii nu depete valoarea calculat
dup norme. Unde lungimea de calcul se iaegal cu distana dintre
punctele de prindere a tlpii comprimate, mpotriva depasrilor
transversale.
15. Dimensionarea grinzelor compuse.Ginzile compuse se utilizeaz
n cazul cnd nu este asigurat capacitatea portant a
grinzilorlaminate (Wc13000cm3), sau dac este necesar de a proiecta
o grind cui tlpi desfurate (late).Grinda compus este alctuit
din3foi:Dimensionareagrinzilorsencepecudeterminareanlimiiei.nlimeagrinziisedetermin
reieind din 3 condiii:1 consumul minim de metal (nlime optimal), 2
asigurarea rigiditii (nlimea minim),3 nlimea grinzii nu trebuie s
depiasc nlimea construciei. C partea momentului preluat de tlpi,
coeficient care ine cont de majorarea greutii
ndependendetipulgrinzii,- hopthmin,2 - hopthmin.Dac 1, atunci
nlimea grinzii se stabilete cu 5-10% mai mic dect nlimea optim ns
mai mare sau egal ca nlimeaminim. Dac 2, atunci nlimea grinzii se
stabilete egal cu nlimea minim, ns n acest caz grinza este
prelucrat cu un consum sporitde metal. Pentru a micora nlimea
grinzii n acest caz se trece la o alt marc a oelului cu o rezisten
de calcul mai mare. Fiindcnlimea grinzii neesenial difer de nlimea
inimii, la stabilirea nlimii grinzii de regul se stabilete nlimea
inimii, se stabilete dinfoistandarte dup lime. Se recomand ca
nlimea foilor s nu depiasc 2200 mm.3 grosimea inimii inima grinzii
lucreaz la forfrecare i preia fora de tiere.Se determin limea
inimii din tensiuniletangeniale. Pentru o grind cu seciunea optim
la care greutatea inimii este egal cu greutatea tlpilor i ia se
sprijinprin intermediul tlpilor inferioare, tensiunile tangeniale
sunt preluate cum de inima grinzii aa i de talpa inferioar
I/S=0,85h n acest cazSe stabilete grosimea minimdin foistandarte
dup grosime (8,10,12,14,...,30) mm.4 calculul tlpilor, n grinzile
sudate talpa se proiecteaz dintr-o singur foaie, iar dac din 2 sau
maimulte foi care se sudiaz ntre iele apoi nte aceste foi apar
concentrri de tensiune. Grosimea
tlpii.Sestabiletegrosimeatlpiidinfoistandartedupgrosimeigrosimeatlpiimaximitfmax30
mm.FiindcpentrugrosimimaimarisemicoriazrezistenadecalculRy. Limea
tlpii se ia bf=(1/2...1/5) h.
Pentruafiasiguratstabilitateaglobalagrinziidinconsiderenteconstructive:bf1/10
h, bf180 mm
16. Variatia sectiunii grinzei compuseGrinda optim este aceea,
la care modulul de rezisten urmrete diagrama momentului ncovoietor.
O seciune variabil necesit unconsum de manoper mai mare, deaceea
grinzile slab solicitate i de lungimireduse se execut cu seciuni
constante. La grinzicu deschiderimari puternic solicitate variaia
seciunii este avantajoas i reduce consumul de metal cu
10...15.Variaia seciunii grinzii poate firealizat prin:
modificareanlimii grinzii(fig. 6.10a); modificarea grosimii tlpilor
(fig.6.10b) saumodificarea limii lor (fig. 6.10c,d).Soluia frecvent
folosit n practic este cea realizat prin variaia limii tlpilor,
care poate fi efectuat printr-o trecere lin de la limeamai mare la
limea mai mic (fig. 6.10c) sau printr-o modificare continu a tlplor
(fig. 6.10d).mbinrile platbandelor tlpilor se realizeaz prin sudur
cap la cap, transversal sau sub un unghi. In ultimul caz
capacitatea portant asudurii este egal cu ceaa platbandei.Pentru
determinarea locului de modificare a seciunii este necesar de a
obine expresia momentelor ntr-un punct arbitrarz i de a o egalacu
momentul M',care poate fi admis n seciunea modificatVariaia
seciunii grinzii prin: modificarea nlimii grinzii (a); modificarea
grosimii tlpilor (b); modificarea limii tlpilor (c,d).din care
gsimdouvalori, Dinacestepunctesprereazemseciunea poate fi
modificat. Dac tlpile se mbin cu sudur cap la cap, n relaia
(6.34)Variaia seciunii seefectueaz nu din poziia seciunii teoretic
obinutdin ecuaia (6.34), ci din seciuni amplasate cu cel
puin(bf-limea tlpii nemodificate) spre reazem cu scopul dea include
talpa n lucru, ncepnd cu seciunea modificat.Dac modificarea
seciunii se face prin micorarea limii tlpii, atunci limea tlpii
modificateb1ftrebuie s satisfac condiii
17.
18.
19. Calculul si construirea reazemelor grinzelor.Grinzile se
sprigin pe stlpi sause leag lateral de el. La rezemarea pe stlpi a
grinzilor se obine o legtur articulat. La prinderealateral se obine
o legtur articulat sau rigid.Grinzile se reazem pe stlpi prin
intermediul nervurii de reazemile frontale sau ndeprtate de la
marginea grinzii.Nervura de reazem se sudeaz de inima grinzii i
aceste cordoane se calculeaz la valoarea maxim a reaciuni de
reazem. mbinaregrinzilor poate fi etajat la acelai nivel i cu nivel
sczut. La orice tip de rezemare solutia aleas trebuie s asogure
condiiile de deformaiecerute:n cazul cnd reazemul transmite numai
fore,pentru a permite rotiregrinzii secundare pe reazem,se evit n
general legarea tlpii superioare a
acesteiadegrindaprincipal.Pentruampedicadeplasareagrinziisecundaredepereazemul
acesta se leag de grinda principal fie pe inim n zona axei
neutre,fienumai pe talpa inferioar. Prinderea trebuie s asigure
grinda secundar npotrivarsturnrii pe reazem atunci cnd exist
tendina ca aceasta s-i piard stabilitateaprin ncovoiere lateral i
rsucire.Rezemarea sub nivelul tlpii se face de obicei pe o
cornier,pe un scaunsudat sau prin intermediul unei plci groase
fixat pe inima grinzii principale.Penru a fi uor introdus,grinda
secundar trebuie s aib lungimea mai mic cu10...20mm dectdistana
liber ntreinimile grinzilor principale. nunile cazuriaceast distan
se completeaz prin introducerea unor fururi ntre captul
grinziisecundare i inima grinzii principale. Cnd pe grinda
principal reazem grinzisecundare pe ambele pri,scaunile de rezemare
pot fi mai dezvoltate deoarece momentele provenite din reaciunile
excentrice ale grinzilorsecundare se echilibreaz ntre ele.Dac
grinda reazem pe o singur parte este indicat o rezemare pe o plac
groas care s asiguretransmiterea reaciunii ct mai aproape de inima
grinzii principale,evitnd mmentele de rsucire. Dac transmiterea are
o excentricitate maimare,atunci este de preferat o legtur rigid
ntre grinda principal i grinda secundar astfel ca rotirea din
rsucire a celei dinti s fielimitat de rotirea din ncovoiere pe
reazem a celei de adoua. Este indicat i prinderea cel puin cu o
plcu p lateral,sudat pe inimagrinzii secundare i care asigur
continuietatea nervurii de rigidizarea a grinzii principale
deasupra scaunului.
20. TIpuri de sectiuni ale talpilor cu
zabrele.Tipurideseciunialestlpilorcuzbrele.Alegereaseciuniistlpuluicomprimatcentriccuzbrele.Verificarealastabilitate.Calculul
plcuelor i zbrelelorStlpii cu zbrele se proiecteaz din dou
ramuridin profile laminate sau compuse solidarizate cu
zbrele,seciunea poate fi dindouprofile:Axa x-x se numete ax
material i la calcul fa de aceast ax se determin ariaramuriii
corespunztor i nlimea seciunii h. Axa y-y se numete ax liber.
Lacalculul fa de aceast ax se determin limea seciunii b. Pentru
asigurarea
conlucrriiramuriloripreluareaforelortietoarecarepotaprealaaplicareasarciniicuexcentricitate
ramurile se solidarizeaz cu diagonale imontanii diagonale sau
plcue.Tipulseciuniidepindedemrimeasolicitrii. Dac valoarea
eforturilor
F=15003000KN,seciuneasealegedinprofileU,dacF=30005500KN-douprofileI,dacF>5500KN-seciunea
din profil I compus.Calculul i demensionarea stlpilor cu
zbrele.Dimensionareastlpilor cu zbrele se ncepe
cucalcululfadeaxamaterialprincaresedeterminariaramuriiinlimeaseciunii.ADupsortimentulpentruprofileIsealegenumrulprofiluluipentrucareANumrulprofilului
va fi nlimea h n cm.Se verific stabilitatea:Tipuri de seciuni ale
stlpilor cu inima plinAlegerea seciunii stlpului comprimat centric
cu inim plin i alctuirea lui. Verificri de stabilitate global i
local.Cea mai rspndit seciune este I. Stlpii se proiectez cu
stabilitate egal fa de axele X i Y
22. Structura si calculul bazelor stalpilor comprimati
centric.Construcia bazei stlpului depinde de valoarea forei
solicitrii stlpului imodul de legtur a stlpului cu fundaia.Exist
trei tipuride baze:1.baza cu traverse;2.baza cucaptul dejosal
stlpului frezat;3.bazacuarticulaie.Baza cu traverse este alctuit
dintr-o plac orizontal i dou trverse.Efortul de la stlp prin
cordoane verticale (3) se transmite traverselor (1),iar de
latraverseprincordoaneleorizontale(4)deprindereatrverselordeplacsetransmite
plcii (2),iar placa l distribuie pe fundaie. Astfel de baz se
utilizeazpenrustlpi mediui slabsolicitai (N5500KN-seciunea din
profil I compusCalculul i demensionarea stlpilor cu
zbrele.Dimensionareastlpilor cu zbrele se ncepe
cucalcululfadeaxamaterialprincaresedeterminariaramuriiinlimeaseciunii,DupsortimentulpentruprofileIsealegenumrulprofiluluipentrucareANumrulprofilului
va fi nlimea h n cm.Se verific stabilitatea: