POŁĄCZENIE NA ŚRUBY

Zaprojektować połączenie typu: śrubowego

Dane wyjściowe:

`

• rodzaj styku śrubowego: doczołowy

• przekrój elementu Ι 550 PE

• kategoria połączenia A , E

• obciążenie (procent nośności przekroju)

M = 0,6 M_R

V = 0,3 V_R

Dane:

• stal dwuteownika Ι 550 PE: St3S, f_d = 205 MPa dla 16 < t ≤ 40 mm

1. Obliczenie wysokości użytecznej środnika.

h_śr = h - 2t - 2r = 55 - 2 • 1,72- 2 • 1,57 = 48,42 cm

stal St3S 16 mm < t = 28 < 40 mm f_d = 205 MPa = 20,5 kN/m²

2. Wyznaczenie sił występujących w przekroju.

M_R = α_pW_xf_d = 1 • 2440 • 20,5 = 50020 kNcm

V_R = 0,58A_rf_d A_r = h_śrg = 48,42 • 1,11 = 53,74 cm²

V_R = 0,58 • 53,74 •20,5 = 639,04 kN

Ostatecznie:

M = 0,6M_R = 0,6 • 50020= 30012 kNcm =300,12 kNm

V = 0,3V_R = 0,3 • 639,04 = 191,7 kN

Charakterystyka geometryczna przekroju:

I_x = 67120 cm⁴ h = 550 mm

I_y = 2670 cm⁴ s = 210 mm

W_x = 2440 cm³ g = 11,1 mm

W_y = 254 cm³ t = 17,2 mm

• stal blachy doczołowej: St3S, f_d = 205 MPa dla 16 < t ≤ 40 mm

Minimalna grubość blachy czołowej:

przyjęto: t = 24 mm

• przyjęto średnice śruby: M20 - kl 8,8 S_Rt = 132 kN, R_m = 800 MPa

• otwory okrągłe średnio dokładne: Δ = 2 mm, d_o = 20 +2 = 22 mm

Nośność połączenia na śruby:

1. nośność obliczeniowa połączenia kategorii A ze względu na ścięcie lub docisk łączników śrub (I stan graniczny)

S_Rr = 0,45 ^. 800 ^. 0,5374 ^. 1 =117,34 kN

Z tablic odczytano wartość:

S_Rr =117 kN

2. nośność obliczeniowa połączenia kategorii E ze względu na zerwanie śrub

(I stan graniczny)

0,6 h_o = 0,6 532,8 = 319,68 mm

y₁ = 532,8 + 8,6 + 50 = 591,4 mm

y₂ = 532,8 - 8,6 - 50 = 474,2 mm

y₃ = 474,2 - 60 = 414,2 mm > 0,6 h_o

ω_t1= 0,7

ω_t2= 0,9

ω_t3= 0,8

M_Rj =132 (4 0,7 0,5914 + 4 0,9 0,4742 + 2 0,8 0,4142) = 541,4 > 300,12 kNm

Nośność obliczeniowa połączenia kategorii E ze względu na rozwarcie styku (II stan graniczny)

Odległości zredukowane:

y_1red = y₁ - h/6 = 591,4 -550/6 = 499,73 mm

y_2red = y₂ - h/6 = 474,2 -550/6 = 382,5 mm

y_3red = y₃ - h/6 = 414,2 -550/6 = 322,53 mm

ω_r1= 0,7

ω_r2= 0,9

ω_r3= 0,8

=375,73>300,12

Obliczenie siły sprężającej:

S_o = 0,7 ^. R_m ^. A_s

R_m = 800 MPa dla klasy 8,8

A_s =245 mm²

S_o = 0,7 ^. 80 ^. 2,45 = 142,2 kN

Obliczenie momentu dokręcającego, potrzebnego do wywołania siły sprężającej S_o.

M_s = * ^. d ^. S_o

* = 0,18 - współczynnik

d = 20 mm - nominalna średnica trzpienia śruby

S_o = 142,2 kN

M_s = 0,18 ^. .0,2 ^. 142,2 =0,45 kNm

---