Konstrukcje Stalowe

Projekt 2

Temat: Zaprojektować styk śrubowy zwykły wg.rys.1 płaskownika o wymiarach b x g wykoananego ze stali obciążonej silą F. Przyjmująs klasę łącznika śrubowego zgodnie z tabelą. Dobrać grubość t blach nakładkowych.

Schemat połaczenia:

Połączenie nakładkowe dwurzędowe, naprzemienne

Dane :

b=260

g=12

materiał St4VY

wartość siły osiowej F=400kN

klasa łacznika śrubowego 8.8

Dobrano grubość blach nakładkowych t=8mm

Właściwoście stali St4Vyodczytane z tab.2 z normy PN-90/B-03200

R_e=255 [MPa]

R_m=410[MPa]

F_d=235[MPa]

Do połaczenia dobrano wstępnie śrubę M12 -8.8 o parametrach

R_m=800[MPa]

R_e=640[MPa]

Pryjęto otwory okrągłe, średniodokładne wg. tab.14 maksymalna srednica wynosi :

d₀=d+Δ=12+1=13[mm]

Na podstawie zawartejw normie PN-90/B-03200 tabeli 15 przyjęto wymiary połączenia:

a₁=40[mm]

a₂=35[mm]

a₃= 60[mm]

a=50 [mm]

2.Nośność obliczenoowa śruby S_Rv (wg. tab.16 )na ścięcie trzpienia

S_Rv = 0.45 • R_m • A_v • m

$$A_{v} = \frac{\pi d^{2}}{4}$$

R_m = 800MPa − dla sruby

m=2 – liczba płaszczyzn ścinania

$$S_{\text{Rv}} = 0.45 \bullet 800 \bullet 10^{6} \bullet \frac{3.14 \bullet 0.012^{2}}{4} \bullet 2 = 81.38\ \lbrack kN\rbrack$$

3.Nośność obliczeniowa S_Rv odczytana z tablicy

S_Rv=40.7[kN] – dla jednej płasczyzny

S_Rv=2•40.7=81.4[kN] – dla dwóch łaszczyzn ścianania

3.Potrzebna liczba śrób po jednej stronie styku z warunku na ściananie

$$n = \frac{F}{S_{\text{Rv}}} = \frac{400}{81.4} = 4.914$$

Przyjęto n = 5

4.Odległość skrajnej śruby od krawęzi czołowej blachy:

a₁≥α•d

$$\alpha = \frac{S_{\text{Rv}}}{f_{d} \bullet d \bullet \sum_{}^{}t} = \frac{81.4 \bullet 10^{3}}{235 \bullet 10^{6} \bullet 0.012 \bullet 0.01} = 2.88$$

a₁≥α•d=2.88 • 12=34.56

przyjmuję a₁=40[mm]

5.Rozstaw śrub w szeregu

a ≥ (α+0.75)d = (2.88+0.75)12 = 43.56

Przyjmuję a=50 [mm]

6. Docisk trzpienia do ścianki w łączonej blasze decyduje o nośności śruby , ponieważ g=12<2t=16[mm]

wg.tab.16

Uplastycznienie w skutek docisku trzpienia do ścianki otworu.

S_Rb = α • fd • d • ∑t

$$\alpha = \frac{a_{1}}{d} = \frac{40}{12} = 3.333$$

lub

$$\alpha = \frac{a}{d} - \frac{3}{4} = \frac{50}{12} - \frac{3}{4} = 3.416$$

Do dalszych obliczeń przyjmuje α = 3.416

S_Rb = 3.416 • 235 • 12 • 10 = 108.62kN

7.Miarodajna nośność obliczeniowa śruby wynosi:

S_R = min(S_Rv; S_Rb)=min(81.4; 108.62)= 81.4 [kN]

8.Nośność połączenia zakładkowego przy obciążeniu osiowym obliczona wg. wzoru :

N ≤ F_aj = n • η • S_R

N = 400kN ≤ F_aj = 5 • 1, 0 • 81.4 = 407[kN]

400kN ≤ 407kN

Warunek został spełniony

Wnioski: Połaczenie ma wystarczającą nośność

Sprawdzenie blachy:

Według normy PN-90/B-03200 tab.14 :

d_o = d+

d_o = 12 + 1

d_o = 13[mm]

$$A_{\psi} = A_{n} \bullet \frac{0,8 \bullet R_{m}}{R_{e}} \leq A$$

A_n = (260•12) − d_o • 12

A_n = (260•12) − 13 • 12

A_n = 2964 [mm²]

$$A_{\psi} = 2964 \bullet \frac{0,8 \bullet 410\lbrack\text{MPa}\rbrack}{255\lbrack\text{MPa}\rbrack}$$

A_ψ = 3812.5[mm²] 

N ≤  A_ψ  • f_d

400[kN]≤ 3812.5[mm²]   • 235[MPa]

150[kN]≤ 895.82[kN]

Warunek został spełniony .

$$A_{\psi} = A_{n} \bullet \frac{0,8 \bullet R_{m}}{R_{e}} \leq A$$

A_n = (260•12) − 2 • d_o • 12

A_n = (260•12) − 2 • 13 • 12

A_n = 2808[mm²]

$$A_{\psi} = 2808 \bullet \frac{0,8 \bullet 410\lbrack\text{MPa}\rbrack}{255\lbrack\text{MPa}\rbrack}$$

A_ψ = 3611, 9[mm²] 

N ≤  A_ψ  • f_d

150[kN]≤ 3611, 9[mm²]   • 235[MPa]

150[kN]≤ 848.79[kN]

Warunek został spełniony .

Ostatecznie dobrano dwie śruby M12-5.8 z gwintem na całej długości.