KONSTRUKCJE METALOWE 1

Przykład 6

Projektowanie spoin pachwinowych łączących słupki krzyżulce blachy z pasami dźwigara kratowego

D

1

1001,3 kN

D

2

1001,3 kN

D

3

849,5 kN

D

4

697,8 kN

D

8

1001,3 kN

D

5

697,8 kN

D

6

849,5 kN

D

7

1001,3 kN

G

2

-

91

6,5

kN

G

1

-1

07

7,9

kN

G

3

- 7

53

,7

kN

G

4

-

59

8,5

kN

G

7

- 9

16,5

kN

G

8

-10

77,9

kN

G

6

- 75

3,7

kN

G

5

- 5

98,5

kN

S

1

l

=

1

,5

0

m

0

,0

k

N

S

2

l

=

3

,0

0

m

7

7

,4

k

N

S

3

l

=

4

,5

0

m

1

5

4

,7

k

N

S

4

l

=

6

,0

0

m

4

0

5

,3

k

N

S

5

1

5

4

,7

k

N

S

6

7

7

,4

k

N

S

7

0

,0

k

N

K

1

-1

69,6

kN

K

2

-

21

6,5

kN

K

3

-

2

7

7

,4

k

N

K

6

-1

69

,6

kN

K

5

-

2

16

,5

k

N

K

4

-

2

7

7

,4

k

N

l = 3

,35

m

l =

4

,2

4 m

l =

5

,4

1

m

3,3

5 m

6,71

m

6,71

m

13,4

2 m

3,00 m

3,3

5 m

3,3

5 m

3,3

5 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

24,00 m

Rys 3a. Maksymalne siły prętach kratownicy

Węzeł 7 Połączenia spawane

Konstrukcje metalowe 1

Przykład 6

a – grubość spoiny,

l – długość spoiny,
A

w

– pole przekroju spoiny;

f



 granica plastyczności

f



 wytrzymałość na rozciąganie,

Gatunek stal: S 355, , (Tablica 3.1 EC 3-1-1)

f



 355 MPa  35,5 kN/cm



;

f



 510 MPa  51,0 kN/cm



,

γ



 1  współczynnik redukcyjny,

γ



 1,25  częściowy współczynnik dotyczący węzłów,

β



 0,9  współczynnik korelacji dla spoin pachwinowych, (Tablica 4.1 EC 3-1-8 )

b – przyspawane ramię kątownika,
e – położenie prostopadłej osi środka ciężkości do przyspawanego ramienia kątownika,
t – grubość łączonego elementu.

5. Projektowanie połączeń spawanych p. 4.5 EC 1993-1-8
Siły w prętach kratownicy przyjęto z rysunku 3a,

5.1 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie ściskanym K

2

2L100x100x10

Siła w krzyżulcu

K



, F

,

 216,5 kN

Dobór grubości spoiny
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x10 = 7 mm
Przyjęto spoinę o grubości a = 4 mm

Warunek nośności P 4.5.3

"

#,$%

"

#,&%

' 1,0

"

#,&%

 (

)#,%

*

(

)#,%

→ obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie

(

)#,%



(

,

√3

.

/

#

0

1

(

)#,%



51,0

√3

.

0,9 ∗ 1,25  26,2

34

56



7

Pole przekroju spoiny

8

#

 9 :

;

*

;

Konstrukcje metalowe 1

Przykład 6

Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem)

:

<

+ :





>

?,@A

B

C?,A

D

:

<

+ :





0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

261,73 ∗ 4

 103,4 66

Siła

"

#,$%

jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników

b = 100 mm
e = 28,2 mm

:

<



"

#,$%

H

(

)#,%

*

<

I

:

<



0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

∗ 28,2

261,73 ∗ 4 ∗ 100

 29,24 66

Przyjęto l

1

= 30 mm

:





"

#,$%

(I  H)

(

)#,%

*



I

:





0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

(100  28,2)

261,73 ∗ 4 ∗ 100

 74,24 66

Przyjęto l

2

= 75 mm

5.2 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie rozciąganym S

3

metodą uproszczoną.

Ze względów konstrukcyjnych i technologicznych zmieniono przekrój pręta na

2L 60x60x8

Warunek smukłości pręta
l = 450 cm, i = 1,8 cm

M 

:

N ' 250

M 

450

1,8  250 ' 250

Siła w słupku

S

E

, F

,

 154,7 kN

Dobór grubości spoiny
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x8 = 5,6 mm
Przyjęto spoinę o grubości a = 3 mm
Warunek nośności P 4.5.3

(

)#,%

→ obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie

(

)#,%



(

,

√3

.

/

#

0

1

Konstrukcje metalowe 1

Przykład 6

A – punkt sprawdzenia, miejsce
najbardziej wytężone spoiny

A

(

)#,%



51,0

√3

.

0,9 ∗ 1,25  26,2

34

56



7

Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem).
Siła

"

#,$%

jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników

:

<

+ :





>

?,@A

B

C?,A

D

:

<

+ :





0,5 ∗ 154,7

26,2 ∗ 0,3  9,84 56

Przyjęto łączną długość spoin l  140 mm.

Pole przekroju spoin

8

d

 * ∗ :  0,3 ∗ 14  4,2 56



Siła

"

#,$%

jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników

b = 60 mm
e = 17,7 mm
Odległość środka ciężkości spoin do środka ciężkości kątownika (działania siły)
e

1

= b/2 - e = 60/2 - 17,7 = 12,3 mm

Moment działający w środku ciężkości spoin dla jednego kontownika.

e

$%

 "

#,$%

H

<

 0,5 ∗ 154,7 ∗ 1,23  95,2 3456

Momenty bezwładności spoin względem osi x, z i biegunowy. Pominięto grubość spoin ze względu na nie

znaczy wpływ na wynik końcowy.

j

k

 2: l

m


n



 2 ∗ 7(6/2)



 126 56

o

56

7

j

p



2:

E

12 

2 ∗ 7

E

12  57

56

o

56

7

j



 j

k

+ j

q

 126 + 57  183 56

o

56

7

Naprężenia w spoinie w najbardziej wytężonym punkcie.

r

1k

 e

$%

b

2

j



∗ *  95,2 ∗

6

2

183 ∗ 0,3  5,2 kN/cm



r

1p

 e

$%

s

t

u

v

∗D

 95,2 ∗

w

t

<xE∗,E

 6,1 kN/cm



r

>,y



0,5F

,

:

<

∗ *

<

∗

b  e

b 

0,5 ∗ 154,7

7,0 ∗ 0,3 ∗

6,0  1,77

6,0

 25,96 kN/cm



Sprawdzenie nośności.

r  zr

1p



+ (r

1k

+ r

>

)



' (

)#,%

r  zr

1p



+ (r

1k

+ r

>

)



' 261,73 4 66



7

r  {6,1



+ (5,2 + 25,96)



 31,75

kN

cm



' 26,2 34 56



7

Nośność połączenia nie została zapewniona. Zwiększono grubość spoiny a = 5 mm

r

>,y<

 r

>,y

*

<

*  25,96

0,3

0,5  15,57 kN/cm



r  {6,1



+ (5,2 + 15,57)



 21,64

kN

cm



' 26,2 34 56



7

5.3 Wymiary blachy węzłowej zostały dobrane konstrukcyjnie ze względu na długości spoin łączących

krzyżulec i słupek z blachą węzłową. Konstrukcyjnie dobrano grubość spoiny łączącej blachę węzłową z

pasem dolnym kratownicy a = 4 mm na całej długości blachy.