Top Banner
Metalne konstrukcije 1 P13-1 Proračun šavova Metalne konstrukcije 1 P13-2 Proračun sučeonih šavova Osnovne pretpostavke: zanemaruju se koncentracije napona; zanemaruju se sopstveni (zaostali) naponi; uticaji u šavovima se određuju kao u osnovnom materijalu; • dimenzije sučeonih šavova su jednake dimenzijama osnovnog materijala (a = t min );
22

Predavanje 13

Apr 09, 2015

Download

Documents

2much4any1
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-1

Proračun šavova

Metalne konstrukcije 1 P13-2

Proračun sučeonih šavova

Osnovne pretpostavke:• zanemaruju se koncentracije napona;• zanemaruju se sopstveni (zaostali) naponi;• uticaji u šavovima se određuju kao u osnovnom

materijalu;• dimenzije sučeonih šavova su jednake

dimenzijama osnovnog materijala (a = tmin);

Page 2: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-3

Primena polaznih i završnih pločica

abw 2−=′l

efektivna dužina

Metalne konstrukcije 1 P13-4

Određivanje napona u sučeonim šavovima

z

z

y

yx W

MWM

AN

±±=σ- normalni napon

- smičući napon aISV

y

yxz ⋅

⋅=τ

- uporedni napon ( )2II

2II

2II

2 3 ττσσσσσ +⋅+⋅−+= ⊥⊥⊥u

Page 3: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-5

Dopušten napon za sučeone šavove(σb,w,dop)

k koeficijent kvaliteta;σdop dopušten napon za osnovni materijal;

dopdopwb k σσ ⋅=,,

Metalne konstrukcije 1 P13-6

Koeficijent kvaliteta k

Zavisi od:• kvaliteta šava;• vrste naprezanja;• vrste čelika;

Page 4: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-7

Vrednosti koeficijenta k

Koeficijent k Kvalitet šava Vrsta naprezanja S235, S275 S355

Zatezanje ili savijanje 1,00 1,00 Pritisak 1,00 1,00 S - kvalitet

Smicanje 0,60 0,60 Zatezanje ili savijanje 0,80 0,80

Pritisak 1,00 1,00 I - kvalitet Smicanje 0,60 0,60

Zatezanje ili savijanje 0,72 0,65 Pritisak 1,00 0,80 II - kvalitet

Smicanje 0,55 0,50

Metalne konstrukcije 1 P13-8

Dokaz nosivosti sučeonih šavova

w, dop bx ,max, σσ ≤

w, dop bxz ,max, στ ≤

w, dop bu ,max, σσ ≤

Kontrola normalnih napona:

Kontrola smičućih napona:

Kontrola uporednih napona:

Page 5: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-9

Izbor položaja nastavka nosača

dopy

dopSyS

W

kWM

σ

σ

⋅⋅=

=⋅⋅=

0,1

dopy

dopIyI

W

kWM

σ

σ

⋅⋅=

=⋅⋅=

8,0

dopy

dopIIyII

W

kWM

σ

σ

⋅⋅=

=⋅⋅=

65,0

Osnovni materijal S355!

Metalne konstrukcije 1 P13-10

Proračun ugaonih šavova

Page 6: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-11

Dimenzije ugaonih šavova - debljina

Izbegavati oštre uglove!

Metalne konstrukcije 1 P13-12

Efektivna dužina ugaonih šavova

aww 2−=′ llU opštem slučaju:

ww ll =′ aww −=′ ll

Page 7: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-13

Minimalne dimenzije ugaonih šavova

Minimalna Maksimalna Debljina ugaonih šavova a 3 mm 0,7tmin Dužina ugaonih šavova wl 6a ili 40 mm 100a

Metalne konstrukcije 1 P13-14

Komponente napona u ugaonim šavovima

U merodavnoj ravni U ravni spoja

n normalni napon koji deluje upravno na ravan spoja;

VII napon smicanja koji deluje u pravcu šava;

V⊥ napon smicanja koji deluje upravno na šav;

Page 8: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-15

Kontrola nosivosti ugaonih šavova

• Uporedni napon σu je vektorski zbir svihkomponentalnih napona u šavu!

• Dopušteni naponi za ugaone šavove σw,dop

dopwu VVn ,222 σσ ≤++= ⊥II

Vrsta osnovnog materijala Slučaj opterećenja S235 S275 S355

I 120 145 170 II 135 160 190

Metalne konstrukcije 1 P13-16

Primena ugaonih šavova

Aksijalno opterećeni elementi:• spojevi na preklop i• ugaoni spojevi.

Veze kod elemenata opterećenih na savijanje;

Kombinovano napregnuti elementi;

Page 9: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-17

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

aNV

w ⋅⋅′=

2IIl

dopwu V ,II σσ ≤=

Podužni (bočni) ugaoni šavovi

Metalne konstrukcije 1 P13-18

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

Poprečni (čeoni) ugaoni šavovi

aNn

w ⋅′=l

dopwu n ,σσ ≤=

Page 10: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-19

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

Kosi ugaoni šavovi

aNV

w ⋅⋅′⋅

=2

cosII

l

θ

aNn

w ⋅⋅′⋅

=2

sinl

θ

dopwu nV ,22

II σσ ≤+=

Metalne konstrukcije 1 P13-20

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

Poprečni i podužni ugaoni šavovi

1,2, 5,1 ww ll >I slučaj:

aNV

w ⋅⋅′=

22,2,II

l

01 =n

dopwu V ,2,II σσ ≤=

Page 11: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-21

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

Poprečni i podužni ugaoni šavovi

II slučaj: 1,2,1, 5,15,0 www lll ≤<

3/1,2,max, www FFF +=

dopwww aF ,2,2, 2 σ⋅′⋅= l

dopwww aF ,1,1, σ⋅′⋅= l

max,wFN ≤

Kontrola nosivosti:

Metalne konstrukcije 1 P13-22

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop

Poprečni i podužni ugaoni šavovi

III slučaj:

1,2,max, 3/ www FFF +=

dopwww aF ,2,2, 2 σ⋅′⋅= l

dopwww aF ,1,1, σ⋅′⋅= l

max,wFN ≤Kontrola nosivosti:

1,2, 5,0 ww ll <

Page 12: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-23

Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih elemenata u ugaonim spojevima

aNn

w ⋅⋅′=

2l

dopwu n ,σσ ≤=

Metalne konstrukcije 1 P13-24

Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje

223

62 www a

FaF

WMn

l

l

l

l

′⋅⋅⋅

=′⋅

⋅==

waFVl′⋅⋅

=2II

dopwu Vn ,2

II2 σσ ≤+=

Page 13: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-25

Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje

dopwu Vn ,22 σσ ≤+= ⊥

ww ahF

WMn

l

l

′⋅⋅

⋅==

1

waFVl′⋅⋅

=⊥ 2

Metalne konstrukcije 1 P13-26

Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje

Tačka 1: dopwwy

y

WM

n ,,

σ≤=

Tačka 2: dopwwwy

wy

aV

aISV

V ,2,22,

2,,II 22

σ≤⋅

≈⋅

⋅=

l

Tačka 3:3

,

zIM

nwy

y ⋅=2,

3,,II 2aI

SVV

wy

wy

⋅=

dopwu Vn ,2

II2 σσ ≤+=

Page 14: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-27

Geometrijske karakteristikeMoment inercije šavova za y-y osu:

Otporni moment šavova za y-y osu:

Statički moment šavova u tački 3:

Statički moment šavova u tački 2:

6)(

22,22

3,1,w

fwwya

thaIl

l⋅

+−⋅⋅=

)2//( 1,, ahIW wywy +=

2/)(2 1,13,, fwwy thaS −⋅⋅= l

4/22,23,,2,, wwywy aSS l⋅+=

Metalne konstrukcije 1 P13-28

Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje

aISV

Vy

y

21,max

II ⋅⋅

=

2/)(1, fffy thtbS −⋅⋅=

dopwu V ,II σσ ≤=

Page 15: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-29

Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje

aISV

Vy

y

21,max

II ⋅⋅

=

effwbaPn

,2 ⋅⋅

fšp thh +=

dopwu Vn ,2

II2 σσ ≤+=

peffw hb 250, +=

Metalne konstrukcije 1 P13-30

Konstruisanje zavarenih spojeva

Lako izvođenje zavarenog spoja (spoj pristupačan, položaj zavarivanja što jednostavniji);

Primenu uobičajenih postupaka zavarivanja.

Izvođenje šavova sa što manjim dimenzijama.

Pravilan izbor vrste i kvaliteta šava.

Ravnomeran tok sila.

Male deformacije usled zavarivanja;

Prihvatljive vrednost sopstvenih napona.

Page 16: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-31

Treba izbegavati

• Debele limove i debele šavove;• Nagomilavanje šavova na jednom mestu;• Oštre prelaze i nagle diskontinitete kod dinamički

opterećenih konstrukcija;• Montažne nastavke u zavarenoj izradi;• Teške položaje zavarivanja;• Komplikovane detalje;

Metalne konstrukcije 1 P13-32

Konstruisanje ukrućenja

Debljina lima t (mm) h f g n 4-8 >20 10 >5 >40 8-12 >25 10 >10 >50

12-16 >30 15 >10 >55 16-26 >40 20 >15 >60 26-40 >50 25 >20 >80 40-90 >60 30 >25 >100

Page 17: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-33

Zasecanja rebra na mestu ukrštanja

Debljina lima t (mm) l i r <10 40 20 20

10-25 50 25 20 >25 60 30 20

Metalne konstrukcije 1 P13-34

Pravilno konstruisanje krstastih spojeva

Ne preporučuje se da debljina ugaonih šavova bude većaod polovine debljine najtanjeg elementa (a<0,5tmin)!

Page 18: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-35

Oblikovanje dodatne veze dodatne lamele

Metalne konstrukcije 1 P13-36

Oblikovanje sučeonog spoja limovarazličite debljine

Page 19: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-37

Konstruisanje nastavka nosača

Izbegavati nastavljanje svih elemenata u istompoprečnom preseku!

Metalne konstrukcije 1 P13-38

Izbegavanje nagomilavanja šavova

Page 20: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-39

Konstruisanje s obzirom na lamelarno cepanje

Metalne konstrukcije 1 P13-40

Kompatibilnost različitih spojnih sredstava

• Ne mogu se sva spojna sredstva međusobnokombinovati u istoj vezi;

• Različita krutost spojnih sredstava onemogućavaravnomernu raspodelu sila;

• Primena različitih spojnih sredstava u istoj vezi, uglavnom kod sanacija i kod specifičnihkonstrukcijskih sistema;

Page 21: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-41

Dijagrami deformabilnosti (krutosti) različitih spojnih sredstava

Metalne konstrukcije 1 P13-42

Ne mogu se kombinovati

1. Zakivci i obični (neupasovani) zavrtnjevi,

2. Neupasovani zavrtnjevi i prednapregnuti visokovredni zavtrnjevi,

3. Neupasovani zavrtnjevi i zavarivanje,

4. Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi i obični (neupasovani) zavrtnjevi sa zazorom većim od 0,3 mm,

5. Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi i zavarivanje kod dinamički opterećenih konstrukcija, osim kod elemenata opterećenih na savijanje (nosača).

6. Sučeoni i ugaoni šavovi kod dinamičkog opterećenja.

Page 22: Predavanje 13

Metalne konstrukcije 1 P13-43

Primer ortotropne ploče