Złożone Konstrukcje Metalowe

20.02.2012

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Konstrukcje z kształtowników o przekroju zamkniętym

Przekroje zamknięte są stosowane często na lotniskach

Rury o okrągłych przekrojach

CHS - Circular hollow sections – skrót występujący w podręcznikach, dotyczmy procesów wyrobu
metalowych przekrojów okrągłych.

Rury ze szwem – kawal blachy idealnie zwinięta i spoina zostaje zespawana. ( do wykonania
wymagany jest bardzo specjalistyczny sprzęt który będzie „wygładzać” spoinę od wewnątrz jak i od
zewnątrz. (rury ze szwem są wykonywane z większych przekrojach niż CHS)

Rury o kwadratowych przekrojach

RHS – Rectangular Hollow Sections - z przekroju okrągłego tworzy się kwadratowy poprzez
włożenie do specjalnej maszyny i spłaszczenie ścianek.

Zalety konstrukcji z rur

1. Korzystna charakterystyka wytrzymałościową
2. korzystne współczynnik wyboczeniowy
3. konstrukcje lekkie
4. Duży asortyment

5. Łatwiejsze zabezpieczenie przed korozja
6. Zmniejszenie zużycia stali
7. powłoki malarskie – przekroje zamknięte walcowane o wyokrąglonych narożach

równomierna powłoka w porównaniu do ostrych narożny

8. Korzystne kształty aerodynamiczny

(przy okazji )Stal porkenowska – stal o podwyższonej odporności na korozja , stali której nie
pokrywa się powłokami malarskimi, tworzy się na niej warstwa pasywna, która zabezpiecza
konstrukcje przed rdza

9. Łatwy transport i montaż z uwagi na mniejsza masę i większą sztywności i stateczność

elementów wysyłkowych

10. Estetyczny wygląd
11. Zastosowanie w konstrukcjach zespolonych

[rys1]

Wady konstrukcji z rur (przekroje zamknięte)

1. konieczny odpowiedni osprzęt do CHS
2. cena

Wady RHS w stosunku do CHS:

1. większe parcie wiatru
2. trudniejsze kształtowanie węzłów – wymyślono rozetkę (taki 6cio kat) powtarzalny służący

do połańczanina prętów

3. mniejsze naprężenia krytyczne przy ściskaniu osiowym czyli nośność..... jest mniejsza
4. wyższa cena rur prostokątnych

Zalety RHS w stosunku do CHS:

1. płaskie powierzchnie przenikania
2. łatwiejsza produkcja

Uniform paint thickness for hollow sections due
to the absence of sharp edges

łatwiej nakłada się farbę na zaokrąglone
krawędzie niż na krawędzie ostre, ponieważ na
ostrych nie można uzyskać odpowiedniej
grubości farby

Zasady obliczenia elementów z rur

(a) definicja odstępu (b) definicja zakładowe

g ≥t1t2

g- światło miedzy prętami dochodzącymi konieczność odstępu wyrażonego, aby prawidłowo
wykonać spoinę, zakładka musi być w wielkości 1/4 czyli

e<0

●

wyższa nośność niż e=0

●

trudniejsze wykonanie

e>0

●

mniejsza nośność niż dla e=0

●

łatwiejsze wykonanie

Podstawowe parametry, które mają wpływ na nośności spawanych węzłów z rur:

d

1

d

0

,

d

0

t

0

,

d

1

t

1

parametry które mają wpływ na nosnosci weslow

0,2≤

d

i

d

0

≤

1

5≤

d

i

2∗t

i

≤

25

5≤

d

i

2∗t

i

≤

25

ale

5≤

d

i

2∗t

0

d

1

d

0

→

inaczej wygląda nośność, mała średnica d

1

działa jak szpilka przebijająca balon

d

0

t

0

→ stateczność ścianki elementu

d

0

≥

d

i

Model zniszczenia węzłów CHS

a) Uplastycznienie pasa

b) Uplastycznienie ścianki

c) ścinanie - występuje przy uplastycznienie pasa

Podstawowe parametry, które mają wpływ na nośności spawanych węzłów z rur:

=

b

1

b

0

lub

b

1

−

b

2

2∗b

0

=

b

0

2∗t

0

=

h

i

b

0

g

min

=

10 [mm]

d) Nośność spoin

e) Nośność krzyżulca

f) Miejscowa utrata stateczności
1 przypadki mimośród ujemny (górny rys)
2 przypadek mimośród dodatni (dolny rys)

Modele zniszczenia wezlow RHS:

Model A – mechanizm podwójnego translacji [podwójne przemieszczenie] (zapadniecie ścianki pod
krzyżulcem ściskanym i wybrzuszenie pod krzyżulcem rozciąganym)

Uplastycznienie stykowej ścianki pasa ( zniszczenie przystykowe)
Model B – wyrwanie krzyżulca z rozciąganego z pasa ( przebicie, ścięcie ścianek pasa)

Model C – zniszczenie spoin lub krzyżulca pod wpływem rozciągania

zniszczenie skartowania

węzły typu T,Y,X

N

1

=

f

f1

∗

t

1



2h

1

– 4t

1



2b

eff



Model D – niesymetryczne , miejscowwe wyboczenia krzyzulca sciskanego

Model E – sciecie plastyczne bocznych cianek przekroju

Model F – miejscowe wyboczenie ścianek pasa pod ściskaniem prętem wyratowania

=

b

j

b

0

Model G – miejscowe wyboczenie pasa od strony krzyżulca rozciąganego

Podstawowe parametry, które mają wpływ na nośność spawanych węzłów z rur:

●

wartość katów między partami skartowania i pasów

●

mimośrodowe usytuowanie prętów skartowania względem pasa

●

naprężenia w rurowym przekroju pasa

rozwiązanie konstrukcyjne węzła (kształt końcowego fragmentu rury skartowana wzajemnie
położenie tych końcówek, obecność dodatkowych części takich jak przepony usztywnienia, stoliki)