Konstrukcje stalowe

Projekt 3

Temat 14

Łukasz Krzywda

Rok III GR. P

Wydział:

Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Kierunek:

Mechanika i Budowa Maszyn

Rok akademicki 2013/2014

1. Temat

Dla podanego schematu ramy dobrać odpowiedni przekrój każdej belki (kształt przekroju zaznaczony
na rysunkach) korzystając ze wzorów klasycznej wytrzymałości. Zaprojektować połączenie spawane A
i B belek ramy (czołowe lub pachwinowe) wg PN-B-03200:1990. Przy projektowaniu połączenia
należy uwzględnić wszystkie siły przekrojowe.

2. Obciążenia

Rama została rozwiązana z wykorzystaniem oprogramowania SOLDIS Projektant 5.0, uzyskane
wykresy sił i momentów zamieszczono poniżej:

Siły normalne:

Siły tnące:

Dane:
a= 3[m]
b= 4[m]
P1= 27[kN]
l1= 1,2[m]
l2= 2,7[m]
P2=16[kN]
M= 0 [kNm]

Momenty:

3. Wstępny dobór przekrojów

Belka

Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa

Siły przekrojowe:
M=151,2 kNm
T= 43,2 kN
N=27 kN
Wstępne pole przekroju:

Wstępny wskaźnik wytrzymałości:

Uprzednio obliczony dwuteownik IPE300 nie pozwolił na spełnienie warunków wytrzymałościowych
spoin.
Dobrano z normy PN-91/H-93419: Dwuteownik IPE330

Własności:

Wymiary:

Naprężenia:

Naprężenia zastępcze:

√

Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo.

Słup lewy (l=4m)

Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa

Siły przekrojowe:
M=151,2 kNm
T= 43,0 kN
N=43,2 kN
Wstępne pole przekroju:

Wstępny wskaźnik wytrzymałości:

Wstępnie założono użycie ceownika, jednak ze względu na szerokość teownika, który ma zostać do
niego przyspawany (150mm) i niedostępność ceowników o takich wymiarach, oraz konieczność
położenia spoiny na całym obwodzie, użyty zostanie dwuteownik. Spoina nie może zostać wykonana
na dłuższym boku ceownika ze względu na znacznie niższą wartość wskaźnika wytrzymałości.

Dobrano z normy PN86/H-93452: Dwuteownik szerokostopowy HEB200
Własności:

Wymiary:

Naprężenia:

Naprężenia zastępcze:

√

Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo.

Słup prawy (l=2m)

Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa

Siły przekrojowe:
M=21,6 kNm
T= 27,0 kN
N=43,2 kN
Wstępne pole przekroju:

Wstępny wskaźnik wytrzymałości:

Ze względów analogicznych jak w słupie lewym, profil ceowy zostanie zastąpiony dwuteownikiem o
szerokości większej od szerokości belki..

Dobrano z normy PN86/H-93452: Dwuteownik szerokostopowy HEB180

Własności:

Wymiary:

Naprężenia:

Naprężenia zastępcze:

√

Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo.

4. Obliczenie spoin

Spoina A

Połączenie w punkcie A, zostanie zrealizowane jako spoina pachwinowa.

Materiał 18G2A, Re=355MPa

Spoina łącząca środnik ze słupem:

Spoina łącząca półkę ze słupem:

Pole powierzchni spoiny:

Pole powierzchni spoiny, oraz moment bezwładności spoiny zostały wyznaczone przy pomocy

programu SOLIDWORKS

Wskaźnik wytrzymałości spoiny:

Naprężenia:

N93

Warunek wytrzymałościowy dla spoin pachwinowych:

√

dla Re=355MPa odczytano:

Dla punktu 1:

√

√

√

√

√

Warunek spełniony.

Dla punktu 2:

√

√

√

√

Warunek spełniony.

Spoina B

Połączenie w punkcie B, zostanie zrealizowane jako spoina pachwinowa.

Materiał 18G2A, Re=355MPa

W związku z tym, że parametry połączenia spawanego w punkcie B, takie jak powierzchnia spoiny i jej

wskaźnik wytrzymałości, oraz siły tnące i normalne, są takie same jak w punkcie A, a moment jest

znacznie mniejszy, połączenie to nie wymaga dodatkowego sprawdzania.