Obliczenia dla węzła nr IV

Elementy wchodzące w skład węzła są wykonane ze stali S235JR. Tzn. R

e

=235MPa.

Współczynnik bezpieczeństwa przyjmujemy x

e

= 2,0

Dopuszczalne naprężenie dla najmniejszego przekroju poprzecznego w naszym węźle to:

Dla naszego węzła:

dwa pręty nie przenoszą obciążeń, utrzymują jedynie
sztywność konstrukcji, zatem nie będziemy ich
uwzględniać w obliczeniach, ale dobierzemy przekroje
najsłabsze, wchodzące w skład węzła,
dla nich.,

dwa pozostałe pręty są rozciągane
współosiowo względem siebie z siłą -41,57 kN
i dla nich wykonamy obliczenia wytrzymałościowe.

⇔

| |

Ponieważ pręty będą zamocowane symetrycznie po obu stronach blachy minimalny przekrój
kształtownika wyniesie A = 176,9 mm

2

.

Minimalną grubość ściany kształtownika przyjmijmy:

g ≥ 5mm

Ze względu na lekkość konstrukcji i dostępne
kształty prętów decyduję się dobrać kształtownik o
przekroju prostokątnym 32x6 z normy PN-72/H-93202
o polu przekroju poprzecznego A= 192mm

2

i

I

X

= 376mm

4

, I

Y

= 16384mm

4

.

Do danego pręta dopasowujemy blachę węzłową o

grubości:

g

b

= (0,8÷1,2)×g = 1,0×6mm = 6mm

W węźle nie ma prętów ściskanych, zatem nie nastąpi zjawisko wyboczenia pręta

(nie potrzeba liczenia warunku stateczności).

0

0

-41,57

-41,57

Obliczenia długości spoin:

Pręty połączymy z blachą węzłową za pomocą spoin pachwinowych (tańsza opcja, nie wymaga

odpowiedniego przygotowania brzegów kształtownika, szczelność wzdłuż połączenia również

nie jest wymagana dla konstrukcji jaką jest kratownica). Grubość spoin wyliczamy ze wzoru:

a = 0,7*g

(g – minimalna grubość łączonych elementów)

a = 0,7*6mm = 4,2mm

Obliczamy maksymalne naprężenia traktując je jako umowne ścinanie, gdyż uznaje się, iż

każde naprężenie wiąże się ze ścinaniem materiału wewnątrz spoiny. Korzystamy ze wzoru:

k

t

’ = z

0

* z * k

r

, gdzie:

z

0

– współczynnik jakości spoiny równy 0,9

z – współczynnik zależny od rodzaju naprężeń równy 0,65

k

t

’ = 0,9 * 0,65 * 117,5MPa

= 68,74MPa

Zatem otrzymujemy długość spoiny ze wzoru:

⇒

⇔

, gdzie: a – grubość spoiny,

k

t

’ – umowne naprężenie max. ścinające, l – całkowita dłg. spoin dla jednego pręta

,

przyjmujemy: l = 144mm

Łączna długość spoin na jedną „belkę” wyniesie 144mm, zatem długość każdej ze spoin

wyniesie l

1

=l

2

=l/2=72mm.

Wybrana metoda spawalnicza dla tych spoin (pręty rozciągane) to:

Spawanie łukowe w atmosferze gazu aktywnego elektrodą topliwą; Spawanie metodą MAG;135

Ze względu na charakter konstrukcji, może być ona obciążana dynamicznie, wartości

niezgodności spawalniczych w spoinie są niedopuszczalne - poziom jakości: B (wg. normy

PN EN ISO 5817:2003).

Zatem l

1

=l

2

=72mm

Pręty zerowe również tą sama metodą metodą.

Spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego elektrodą topliwą; Spawanie MIG; 131