Metalne konstrukcije 1 P11-1 Visokovredni zavrtnjevi • Osnovni problem kod veza sa običnim zavrtnjevima je zazor između tela zavrtnja i rupe. • Obični zavrtnjevi nisu pogodni za veze u dinamičkim konstrukcijama. • Deformacije veza sa običnim zavrtnjevima su reativno velike zbog poništenja zazora i izduženja tela zavrtnja. Metalne konstrukcije 1 P11-2 Karakteristike visokovrednih zavrtnjeva • Visok kvaliet osnovnog materijala (granica razvlačenja od 640 do 1080 MPa); • Mogućnost prednaprezanja; • Drugačije ponašanje veza sa prednapregnutim visokovrednim zavrtnjevima; • Mogućnost primene kod dinamički opterećenih konstrukcija. • Nešto sporija ugradnja.
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
Metalne konstrukcije 1 P11-1
Visokovredni zavrtnjevi
• Osnovni problem kod veza sa običnimzavrtnjevima je zazor između tela zavrtnja i rupe.
• Obični zavrtnjevi nisu pogodni za veze u dinamičkim konstrukcijama.
• Deformacije veza sa običnim zavrtnjevima sureativno velike zbog poništenja zazora i izduženjatela zavrtnja.
Metalne konstrukcije 1 P11-2
Karakteristike visokovrednih zavrtnjeva
• Visok kvaliet osnovnog materijala (granicarazvlačenja od 640 do 1080 MPa);
• Mogućnost prednaprezanja;• Drugačije ponašanje veza sa prednapregnutim
visokovrednim zavrtnjevima;• Mogućnost primene kod dinamički opterećenih
konstrukcija.• Nešto sporija ugradnja.
Metalne konstrukcije 1 P11-3
Prednosti visokovrednih u odnosu na običnezavrtnjeve
• Veća nosivost,• Manja deformabilnost veze,• Manja naprezanja u osnovnom materijalu na
mestu neto preseka (prenošenje sile putem trenja),• Sprečeno je nekontrolisano odvrtanje navrtke.
Metalne konstrukcije 1 P11-4
Nedostatci
• nešto veća cena,• posebna obrada tarnih površina,• kontrola kvaliteta na gradilštu,
Metalne konstrukcije 1 P11-5
Vrste spojeva sa visokovrednimzavrtnjevima
Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi:1. tarni spojevi (TS) tarni spojevi sa tačnim
Ponašanje prednapregnutih visokovrednihzavrtnjeva u smičućim spojevima
• Prdnaprezanjem se u zavrtnjevima javlja silazatezanja, a u kontaktnom spoju napon pritiska;
• Sila trenja između limova zavisi od naponapritiska i hrapavosti (trenja) kontktnih površi;
• Prenošenje sila se ostvaruje trenjem;• Koncentracija napona u neto preseku je manja
nego kod veza sa neprednapregnutm zavtnjevima;
Metalne konstrukcije 1 P11-12
Tok sila kod prednapregnutih zavrtnjeva
F
Trenje
a) b) c)
3dp
3d
Površina trenja
Metalne konstrukcije 1 P11-13
Proklizavanje
• Kada je sila u zavrtnju manja od sile trenja koja se angažuje u spoju, nema reltivnih pomeranjaizmeđu limva, a sile se prenose trenjem;
• Nakon dostizanja sile trenja dolazi do naglogpomeranja (proklizavanje) između elemenata(poništava se zazor);
• Proklizavanjem ne dolazi do iscrpljenja nosivostizavrtnja, već on počinje da “radi” kao običanzavrtanj na smicanje i pritisak omotača rupe.
Metalne konstrukcije 1 P11-14
• Granično stanje nosivosti prednapregnutihvisokovrednih zavrtnjeva se dostiže smicanjemtela zavrtnja ili gnječenjem omotača rupe
• Proklizavanje se može tretirati kao granično stanjeupotrebljivosti;
• Evrokod 3 razlikuje dve kategorije spojeva (veza):B – otporne na proklizavanje pri GSU (SLS)C – otporne na proklizavanje pri GSN (ULS)
Metalne konstrukcije 1 P11-15
Unošenje sile prednaprezanja
• Pored sile zatezanja u zavrtnju se javljaju i sekundarni – neželjeni uticaji od torzije usledtrenja između navrtke i navoja i između navrke i podloške;
• Naprezanje VVZ je složeno.• Sila prednaprezanja se mora kontrolisati i
ograničiti!
Metalne konstrukcije 1 P11-16
Sila prednaprezanja Fp
f02 tehnička granica razvlačenja;As površina ispitnog preseka;ν1 koeficijent pritezanja (redukcije);
sp AfF ⋅⋅= 021ν
Metalne konstrukcije 1 P11-17
Keoficijent pritezanja
⎩⎨⎧
≤>
=14,0 za8,014,0 za7,0
1 kk
ν
Koeficijent k zavisi od trenja između navrtke i navoja.
Vrednosti definiše proizvođač (k = 0,13 - 0,17).
Ispitivanje na licu mesta pri ugradnji!
Metalne konstrukcije 1 P11-18
Vrednosti sile prednaprezanja
Vrednosti u tabeli su za visokovredne zavrtnjeve klase čvrstće 10.9.
Za klasu čvrstoče 8.8 vrednosti iz tabele pomnožiti sa 0,70.
Za klasu čvrstoće 12.9 vrednosti iz tabele pomnožiti sa 1,20.
Vrednosti iz tabele odnose se na visokovredne zavrtnjeve klase čvrstće 10.9. Za zavrtnjeve klase čvrstoće 8.8 i 12.9 dopušten napon smicanja se određujemnoženjem sa 0,7 odnosno sa 1,2.
Metalne konstrukcije 1 P11-28
Nosivost obrađenih prednapregnutihzavrtnjeva u tarnom spoju Fvs,dop
Fv,dop nosivost obrađenog zavrtnja nasmicanje i pritisak po omotaču rupe;
Fs,dop nosivost zavrtnja na proklizavanje;
dopsdopvdopvs FFF ,,, 25,0 ⋅+=
Metalne konstrukcije 1 P11-29
Ponašanja prednapregnutih visokovrednihzavrtnjeva u zatežućim spojevima
Različito se ponašaju prednapregnuti i neprednapregnutivisokovredni zavrtnjevi (VVZ). Neprednapregnuti VVZ se ponašaju kao obični zavrtnjevi!
Metalne konstrukcije 1 P11-30
dApFFA
ccp ⋅== ∫
Faze rada zatežućeg spoja sa prednapregnutim VVZ
Prednaprezanje Opterećenje “Odlepljivanje”
bpt
tb KK
NF/1+
=Δ
)2015/( −≈bpt KK
stt AfNN ⋅⋅−≈= 020, )77,073,0(
Metalne konstrukcije 1 P11-31
Poređenje ponašanja prednapregnutih i neprednapregnutih VVZ u spojevima
opterećenim na zatezanje
Metalne konstrukcije 1 P11-32
Proračun nosivosti prednapregnutih VVZ na zatezanje
pdopt FF ⋅= 3, ν
ν3
Slučaj opterećenja Vrsta opterećenja
I II Pretežno mirno (zgrade...) 0,7 0,8
Dinamičko (mostovi, kranski nosači...) 0,6 0,7
Kontrola nosivosti: Nt,1 < Ft,dop
Nt,1 sila zatezanja u posmatranom zavrtnju.
Metalne konstrukcije 1 P11-33
Proračun nosivosti neprednapregnutihVVZ na zatezanje
Kao kod običnih zavrtnjeva!
sdoptdopt AF ⋅= ,, σ
dopt ,σ [MPa] Klasa čvrstoće I slučaj opterećenja II slučaj opterećenja
8.8 250 290 10.9 360 410 12.9 430 490
Metalne konstrukcije 1 P11-34
Proračun nosivosti prednapregntih visokovrednihzavrtnjevma u kombinovanim spojevima
2
1,,
)(ν
μ tpdops
NFmF
−⋅⋅=
2
1,,,
)(25,0
νμ tp
dopvdopsNF
mFF−⋅
⋅⋅+=
Neobrađeni VVZ:
Obrađeni VVZ:
Metalne konstrukcije 1 P11-35
Pravila za konstruisanje veza sazavrtnjevima i zakivcma
• Veze i nastavci treba da budu simetrični!• Minimalan broj zavrtnjeva (zakivaka) sa jedne
strane spoja je 2 u zgradarstvu, a 3 u mostogradnji.• Veze na preklop sa 1 zakivkom nisu dozvoljene, a
veze sa 1 zavrtnjom se koriste samo u izuzetnimslučajevima;
Metalne konstrukcije 1 P11-36
Veze na preklop sa jednim zavrtnjem
Savijanje spojnog sredstva (zavrtnja)!
Pored smicanja i savijanja u zavrtnju se javlja i zatezanje!
Metalne konstrukcije 1 P11-37
Minimalan broj i prečnik spojnih sredstava
Minimalan prečnik Minimalan broj komada Oblast primene Zavrtnjevi Zakivci Zavrtnjevi Zakivci
Zgradarstvo 12 13 2 2 Mostogradnja 16 17 3 3
Metalne konstrukcije 1 P11-38
Optimalan prečnik zavrtnja
• Pravilnim izborom prečnika zavrtnja dobija se uravnotežen odnos nosivosti na smicanje i pritisak poomotaču rupe!
13,01
324,613,01
324,6 min,min, −−
⋅≤≤−+
⋅ ss td
t[ ]cm 2,05 min,0 −⋅= sopt td
Metalne konstrukcije 1 P11-39
I IPE HEA HEB HEM U L d0 c d0 c d0 c c1 d0 c c1 d0 c c1 d0 c d0 c1 c2 c3
e rastojenje između susednih zavrtnjeva;e1 rastojanje između zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja sile;e2 rastojanje između zavrtnja i ivice lima upravno na pravac
delovanja sile
Metalne konstrukcije 1 P11-41
Propisana minimalna i maksimalna rastojanja
Opis rastojanja Min. Maksimalno
Za noseće zakivke i zavrtnjeve, konstruktivne zakivke i zavrtnjeve u pritisnutim štapovima i
ukrućenjima rebara
8d0
ili 15t
Rastojanje između susednih zavrtnjeva u pravcu i upravno na pravac
delovanja sile e
3d0 Za konstruktivne zakivke i zavrtnjeve u
zategnutim štapovima i za vezu rebra i nožice izvan nastavka kod limenih nosača
12d0
ili 25t
Kada je ivica ukrućena, odnosno previjena (slika 2.56b)
3d0
ili 9t
Rastojanje između zavrtnjeva i ivice elementa
u pravcu delovanja sile e1
2d0
U ostalim slučajevima 3d0
ili 6t
Kada je ivica ukrućena, odnosno previjena (slika 2.56b)