Prezentacja programu PowerPoint

Kolejnym krokiem jest sprawdzenie spoin
przytwierdzających przewiązkę do trzonu
słupa.

Połączenia w konstrukcjach metalowych odgrywają bardzo
ważną rolę, zarówno w fazie projektowania i produkcji
konstrukcji jak i w fazie montażu.

Obecnie w konstrukcjach metalowych stosuje się następujące
rodzaje połączeń:

-połączenia  typu  sworzniowego,  w  których  łącznikami  są  nity,
śruby  zwykłe,  średniodokładne  i dokładne  oraz  tymczasowe
sworznie montażowe, przy czym śruby dokładne stosuje się w
połączeniach  pasowanych,  które  w  budownictwie  nie  mają
szerszego  zastosowania;  połączenia  cierne,  sprężone  śrubami
o wysokiej wytrzymałości;

-połączenia realizowane metodami termicznymi, przede
wszystkim spawane i wyjątkowo zgrzewane;

-połączenia  stosowane  do  elementów  niekonstrukcyjnych,
takich  jak  elementy  lekkiej  obudowy  budynków  (ściany
osłonowe  i  dachy),  a  więc  kołki  wstrzeliwane,  śruby
samogwintujące, nity jednostronne, a także połączenia klejone
i kombinowane (klejono-śrubowe)

Z punktu widzenia wymiarowania i
pracy

złączy

można

wyodrębnić

połączenia:

odkształcalne

i nieodkształcalne.
Połączenia śrubowe zwykłe oraz nitowe
zalicza się z reguły do połączeń
odkształcalnych, gdyż pod wpływem
działania

sił

mogą

wystąpić

odkształcenia

trzpieni

przemieszczenia

łączników

otworach.
W złączach spawanych, zgrzewanych,
klejonych i ciernych (na śruby
sprężające) nie występują poślizgi i
zalicza się je do grupy połączeń
nieodkształcalnych.

Ten podział połączeń powoduje, że w
złączu

nie

można

stosować

jednocześnie

łączników

odkształcalnych i nieodkształcalnych,
bo nie będzie zachodziła współpraca
miedzy

nimi.

Np.  w  przypadku  zastosowania  w
jednym  złączu  spoin  i  nitów,  podczas
pracy  całe  obciążenie  przypadnie  na
spoiny,  a  nity  zaczną  pracować
dopiero po ich zniszczeniu.

Proces wymiarowania i projektowania
połączeń

wymaga

uwzględnienia

następujących czynników:

rodzaj i charakter połączenia (przegubowe
lub sztywne, odkształcalne lub nie, stałe lub
tymczasowe);



sposób

przyłożenia

obciążenia

zewnętrznego (osiowo, mimośrodowo);

siły wewnętrzne występujące w łączonych
przekrojach, rozkład naprężeń i ewentualne
miejsca koncentracji naprężeń;

odkształcalność połączenia, jego części lub
strefy w pobliżu złącza.

Spoina składa się z następujących elementów:

•stopiwo,
•wtop (warstwa stopionego metalu rodzimego),
•materiał rodzimy,
•lico spoiny (powierzchnia szerokiej części spoiny),
•grań spoiny (część spoiny wypełniająca gardziel rowka.),

•brzeg spoiny (przejście od lica spoiny do powierzchni materiału).

stopiwo

wtop (warstwa stopionego

materiału rodzimego)

głębokość wtopienia

strefa wpływów cieplnych

w materiale rodzimym

materiał rodzimy

lico spoiny

grań spoiny

Zalety połączeń spawanych:
łatwość  i  szybkość  spawania  wykonania  połączeń  wskutek
mniejszej  pracochłonności  (w  porównaniu  z  trasowaniem  i
wierceniem otworów);
możliwość  pełnej  automatyzacji  procesu  spawania,  uniwersalność
zastosowania (do wszystkich rodzajów konstrukcji),
mniejszy ciężar łączników w porównaniu z połączeniami nitowymi i
śrubowymi,
zmniejszenie  liczby  nakładek,  blach  węzłowych  itp.  łatwość
wzmocnienia zrealizowanych konstrukcji.

Wady:

•trudności związane ze spawaniem stali o dużej zawartości węgla
oraz niektórych stali stopowych, a także grubych blach,

•powstawanie dodatkowych naprężeń i odkształceń spawalniczych,
•konieczność

wykonywania

spoin

przez

wykwalifikowanych

spawaczy i pod stałą kontrolą nadzoru technicznego,

•wysoki koszt materiałów i urządzeń stosowanych przy spawaniu.

Spoiny klasyfikuje się w zależności od ich pracy, sposobu ich
wykonania, położenia i konstrukcji.

Ze względu na charakter pracy spoin:
spoiny nośne – przenoszące siły, w tym przypadku należy określić
długość i grubość spoiny,
spoiny sczepne – łączące elementy konstrukcji, wymiarów nie
oblicza się, wykonuje się o przekroju minimalnym.

Ze względu na sposób wykonania spoin:

•ciągłe – ułożone bez przerw między nimi,
•przerywane – z przerwami między nimi.

Pod  względem  konstrukcyjnym  oraz  z  uwagi  na  przekrój
spoin:
czołowe, układane zazwyczaj w specjalnych rowkach utworzonych
wskutek zukosowania brzegów elementów łączonych,
pachwinowe  –  układane  w  naturalnych  rowkach,  powstających
między  powierzchniami  elementów  łączonych  (ciągłe  lub
przerywane),
otworowe  –  powstające  w  wyniku  wypełnienia  otworów  lub
szczelin wykonanych w jednym z elementów łączonych.

Spoiny czołowe powstają podczas łączenia
elementów, położonych zwykle w jednej
płaszczyźnie,

wyniku

wypełnienia

przestrzeni między tymi elementami.

Przy  ręcznym  spawaniu  łukowym  elementów
cienkich,  o  grubości  do  3 mm  wystarczy
zostawić  między  brzegami  odstęp  równy
1 – 3 mm.  przy  grubościach  większych  należy
specjalnie

obrabiać

brzegi

spawanych

elementów,  czyli  wykonać  tzw.  ukosowanie
brzegów.  robi  się  to  w  celu  otrzymania
dobrego  przetopienia  na  całej  grubości
elementów.

Wymiarami obliczeniowymi spoin czołowych
są grubość a i długość spoiny l.

Długość spoiny l przyjmuje się równą
szerokości łączonych blach lub równą
szerokości węższej z łączonych blach, pod
warunkiem wykonania spoiny bez
kraterów końcowych.

Obliczenia wytrzymałościowe spoin
czołowych polegają na sprawdzeniu naprężeń
w spoinach, wywołanych obciążeniem
obliczeniowym i porównaniu wartości tych
naprężeń z wytrzymałością obliczeniowa

spoin, którą charakteryzuje iloczyn



Zniszczenie spawanego połączenia
doczołowego może nastąpić w przekroju
spoiny albo obok spoiny w materiale
rodzimym, ponieważ wytrzymałość stopiwa
nie jest mniejsza, a przeważnie jest
większa, niż wytrzymałość materiału
rodzimego. Zalecenia Międzynarodowego
Instytutu Spawalnictwa idą w kierunku
rezygnacji z obliczania spoin czołowych.
PN-90/B-03200 pozwala odstąpić od
obliczania spoin jeżeli jej pole przekroju
jest nie mniejsze niż pole przekroju
łączonych elementów i jeśli α

┴

= 1.

Norma określa wzór pozwalający określić wartość współczynnika
redukcyjnego nośności spoin czołowych, dla osiowego rozciągania
(tabl.18)

z rysunku widać, że dla spoin czołowych osiowo rozciąganych jest:
więc:













max





śr



max





śr













Dla spoin zginanych w jednej płaszczyźnie średnie
naprężenia normalne w spoinie (uwzględniając znaki
naprężeń) wynoszą:

więc i wtedy:



śr

















Naprężenia rozciągające, prostopadłe do podłużnej osi
elementu, należy sprawdzać według zależności:

Spoiny czołowe a) rozciągana, b) zginana, c) rozciągana

mimośrodowo

- dla elementów rozciąganych:















Naprężenia rozciągające, prostopadłe do podłużnej osi
elementu, należy sprawdzać według zależności:

Spoiny czołowe a) rozciągana, b) zginana, c) rozciągana

mimośrodowo

- dla elementów zginanych w jednej
płaszczyźnie







Naprężenia rozciągające, prostopadłe do podłużnej osi
elementu, należy sprawdzać według zależności:

Spoiny czołowe a) rozciągana, b) zginana, c) rozciągana

mimośrodowo

- dla elementów rozciąganych mimośrodowo















Naprężenia rozciągające, prostopadłe do podłużnej osi
elementu, należy sprawdzać według zależności:

Spoiny czołowe a) rozciągana, b) zginana, c) rozciągana

mimośrodowo

- dla elementów zginanych i ścinanych (połączenie półki ze
środnikiem) naprężenia zastępcze wynoszą:



















































i jednocześnie:















Do obliczeń należy przyjmować nominalną
grubość spoin podawaną w liczbach
cąłkowitych – wyjątek stanowią spoiny o
grubości 2,5 mm i 3,5 mm.

Dla spoin wykonywanych automatycznie
łukiem krytym przyjmuje się zwiększoną
grubość obliczeniową:

-dla spoin
jednowarstwowych:

= 1,3a;

-dla spoin
wielowarstwowych:

= 1,2a 

a+2 mm;

W przypadku braku innych
szczegółowych przepisów grubość
spoiny powinna spełniać następujące
warunki:

• t

, t

– grubość cieńszej i grubszej części w

połączeniu.

W przypadku spoin obwodowych w
połączeniach rur – przyjmuje się a

nom

≤

lecz



nom

}

{

Długość obliczeniową spoiny przyjmuje się
równą całkowitej długości spoin, jeżeli
poszczególne odcinki spoin są dłuższe niż 4
cm i dodatkowo jeżeli



b i b



W przypadku spoin pachwinowych

przerywanych – do do długości obliczeniowej

klasyfikuje się tylko te spoiny, które spełniają

poniższe wymagania:

;

100





Długość obliczeniową spoin
przyjmuje się jako sumaryczną
długość spoin ∑l

Spoin pachwinowych przerywanych nie należy
stosować, w przypadku:

-występowania obciążeń dynamicznych;
-elementów bezpośrednio narażonych na
korozję atmosferyczną lub chemiczną, a także
eksploatowanych w warunkach podwyższonej
wilgotności;

-w strefach skokowej zmiany sztywności;

Należy także pamiętać, że: GDY W POŁĄCZENIU

GDY W POŁĄCZENIU

WYSTĘPUJĄ SPOINY CZOŁOWE I PACHWINOWE,

TO W PRZYPADKU OBCIĄŻEŃ DYNAMICZNYCH

NIE NALEŻY UWZGLĘDNIAĆ W OBLICZENIACH

SPOIN PACHWINOWYCH, NATOMIAST W

PRZYPADKU OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH –

NOŚNOŚĆ POŁĄCZENIA USTALA SIĘ JAKO SUMĘ

NOŚNOŚCI SPOIN CZOŁOWYCH I 50% NOŚNOŚCI

SPOIN PACHWINOWYCH !!!

Warunek wytrzymałości spoin w złożonym
stanie naprężeń:

jednocześnie:

χ- współczynnik zależny od gatunku stali
(rozdz. 6.3.3.3)

































Dla połączeń zakładkowych:











5. Spoiny w połączeniu zakładkowym, gdy jest
ono obciążone zarówno siłą jak i momentem
(M=F·e)



 





















sin

cos





r – odległość rozpatrywanego
punktu od środka ciężkości spoin;

– biegunowy moment

bezwładności figury utworzonej
przez kład przekroju
obliczeniowego na płaszczyznę
styku

= I

+ I

)

Θ – kąt między wektorami
naprężeń τ

i τ

Spoiny

złączu

doczołowym

obciążonym momentem zginającym M i
siłą poprzeczną V:

przy równoczesnym spełnieniu

warunków :





































Document Outline