ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
1
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Przykład: Poł
ą
czenie
ś
rubowe rozci
ą
ganego
pr
ę
ta st
ęŜ
enia z k
ą
townika do blachy w
ę
złowej
Przykład pokazuje procedurę sprawdzenia nośności połączenia śrubowego
pomiędzy prętem stęŜenia wykonanym z kątownika a blachą węzłową,
przyspawaną do środnika słupa. W połączeniu zastosowano śruby
niespręŜone (kategoria połączenia A: połączenie typu dociskowego).
Ten rodzaj połączeń jest typowy w mocowaniu prętów stęŜeń ściennych i
dachowych, projektowanych na poziome działanie wiatru, równoległego do
osi podłuŜnej budynku parterowego. Zagadnienie to zilustrowano w
opracowaniu SS048.
SS048
W celu uniknięcia mimośrodu przy przekazaniu obciąŜenia na stopę słupa,
kątownik ustawiony jest tak, aby jego oś pokrywała się z pionową
płaszczyzną symetrii słupa, zaś blacha węzłowa jest umieszczona obok osi
głównej słupa, tak blisko jak to jest moŜliwe
Tablica 1.1
Formy zniszczenia połączenia stęŜenia
Forma zniszczenia
Nośność części podstawowej
Ś
ruba przy ścinaniu
Rd,1
N
Ś
ruby przy docisku (do ramienia
kątownika)
Rd,2
N
Kątownik przy rozciąganiu
Rd,3
N
Projektowanie spoiny
a
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
2
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Połączenie stęŜenia – szczegóły
Rys. 1.1 pokazuje, Ŝe kątownik L120x80x12 jest mocowany szerszym
ramieniem do blachy węzłowej.
Rys. 1.1
Szczegóły połączenia: widok i przekrój
Powszechna praktyka jest minimalizowanie mimośrodu pomiędzy osią pręta
stęŜenia i osią słupa. Blacha węzłowa jest przyspawana do środnika słupa i
blachy podstawy przy uŜyciu dwu spoin pachwinowych (patrz. Rys. 1.1).
Mimo istnienia niewielkiego mimośrodu stworzonego aby ominąć śrubę
kotwiącą, jest to lepsze rozwiązanie w porównaniu do bezpośredniego
mocowania kątownika do pasa słupa.
Dane podstawowe
Układ
Kątownik mocowany do blachy węzłowej,
spawanej do środnika słupa
Słup
HEB 300, S275
Pręt stęŜenia
L120 × 80 × 12, S275
Rodzaj połączenia
Połączenie zakładkowe kategorii A: połączenie
typu dociskowego
Blacha węzłowa
bl. 15 x 250
×
300, S275
Ś
ruby
M20, kl. 8.8
Spoiny
Blacha węzłowa do środnika słupa: spoina
pachwinowe, a = 4 mm (patrz rozdział 4).
Blacha węzłowa do blachy podstawy: spoina
pachwinowa a = 4 mm (patrz rozdział 4).
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
3
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Słup HEB 300, S275
Wysokość
h
c
= 300 mm
Szerokość
b
c
= 300 mm
Grubość środnika
t
w,c
= 11 mm
Grubość stopki
t
f,c
= 19 mm
Promień wyokrąglenia
r = 27 mm
Pole przekroju poprzecznego
A
c
= 149,1 cm
2
Moment bezwładności
I
y
= 25170 cm
4
Wysokość płaskiej części środnika
d
c
= 208 mm
Granica plastyczności
f
y,c
= 275 N/mm
2
Granica wytrzymałości
f
u,c
= 430 N/mm
2
Kątownik L120 × 80 × 12, S275
Wysokość
h
ac
= 120 mm
Szerokość
b
ac
= 80 mm
Grubość
t
ac
= 12 mm
Promień wyokrąglenia
r
1
= 11 mm
Promień wyokrąglenia
r
2
= 5,5 mm
Pole przekroju poprzecznego
A
ac
= 22,7 cm
2
Moment bezwładności
I
y
= 322,8 cm
4
Granica plastyczności
f
y,ac
= 275 N/mm
2
Granica wytrzymałości
f
u,ac
= 430 N/mm
2
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
4
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Blacha węzłowa bl. 15 x 250
××××
300 , S275
Wysokość
h
p
= 300 mm
Szerokość
b
p
= 250 mm
Grubość
t
p
= 15 mm
Granica plastyczności
f
y,p
= 275 N/mm
2
Granica wytrzymałości
f
u,p
= 430 N/mm
2
Kierunek działania obciąŜenia (1)
Liczba szeregów śrub
n
1
= 3
Odległość brzegu kątownika do osi śruby
e
l
= 50 mm
Podziałka między śrubami
p
l
= 80 mm
Kierunek prostopadły do działania obciąŜenia (2)
Liczba rzędów śrub
n
2
= 1
Odległość brzegu kątownika do osi śruby
e
2
= 80 mm
Śruby M20, kl. 8.8
Całkowita liczba śrub (
2
1
n
n
n
×
=
)
n
= 3
Pole przekroju czynnego
A
s
= 245 mm
2
Ś
rednica trzpienia
d
= 20 mm
Ś
rednica otworu
d
o
= 22 mm
Ś
rednica podkładki
d
w
=37 mm
Granica plastyczności
f
yb
= 640 N/mm
2
Granica wytrzymałości
f
ub
= 800 N/mm
2
Współczynniki częściowe
γ
M0
= 1,0
γ
M2
= 1,25 (w przypadku nośności przy ścinaniu śrub)
Obliczeniowa podłuŜna siła rozciągająca w pręcie stęŜenia:
N
Ed
= 250 kN
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
5
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
1
Ś
ruby przy
ś
cinaniu
Rd
v,
Rd,1
nF
N
=
kN
08
,
94
10
25
,
1
245
800
6
,
0
3
M,2
ub
v
Rd
v,
=
×
×
×
=
=
−
γ
α
A
f
F
kN
282
08
,
94
3
Rd,1
=
×
=
N
PN-EN1993-
1-8 Tablica
3.4.
2
Ś
ruby przy docisku (do ramienia
k
ą
townika)
Uwaga: Grubość ścianki ramienia kątownika (12mm) jest mniejsza niŜ
grubość blachy węzłowej (15mm). Uwzględniono odległość brzegu
kątownika do osi śruby wynoszącą 50.
Rd
b,
Rd,2
nF
N
=
M2
ac
ac
u,
b
1
Rd
b,
γ
α
t
d
f
k
F
=
PN-EN1993-
1-8 Tablica
3.4.
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
6
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Wszystkie śruby
−
×
=
5
,
2
;
7
,
1
8
,
2
min
0
2
1
d
e
k
48
,
8
7
,
1
22
80
8
,
2
7
,
1
8
,
2
0
2
=
−
×
=
−
×
d
e
∴
(
)
5
,
2
5
,
2
;
48
,
8
min
1
=
=
k
Ś
ruba skrajna:
=
0
,
1
;
;
3
min
ac
u,
ub
0
1
b
f
f
d
e
α
76
,
0
22
3
50
3
0
1
=
×
=
d
e
86
,
1
430
800
ac
u,
ub
=
=
f
f
∴
(
)
76
,
0
0
,
1
;
86
,
1
;
76
,
0
min
b
=
=
α
kN
9
,
156
10
25
,
1
12
20
430
76
,
0
5
,
2
3
bolt
end
Rd,
b,
=
×
×
×
×
×
=
−
F
Ś
ruby pośrednie:
−
=
0
,
1
;
;
4
1
3
min
ac
u,
ub
0
1
b
f
f
d
p
α
96
,
0
4
1
22
3
80
4
1
3
0
1
=
−
×
=
−
d
p
86
,
1
430
800
ac
u,
ub
=
=
f
f
∴
(
)
96
,
0
0
,
1
;
86
,
1
;
96
,
0
min
b
=
=
α
∴
kN
1
,
198
10
25
,
1
12
20
430
96
,
0
5
,
2
3
bolt
interior
Rd,
b,
=
×
×
×
×
×
=
−
F
Nośność na docisk śrub pośrednich i śruby skrajnej jest większa od nośności
przy ich ścinaniu. Jako nośność miarodajną śruby przy docisku przyjęto
najmniejszą z wyznaczonych nośności na docisk.
PN-EN1993-
1-8 §3.7(1)
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
7
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
∴
kN
471
9
,
156
3
Rd,2
=
×
=
N
3 K
ą
townik przy rozci
ą
ganiu
M2
u
net
3
Rd,3
γ
β
f
A
N
=
mm
55
22
5
,
2
5
,
2
0
=
×
=
d
mm
110
22
5
5
0
=
×
=
d
0
1
0
5
5
,
2
d
p
d
<
<
3
β
moŜe zostać wyznaczone przez interpolację liniową:
∴
59
,
0
3
=
β
2
0
ac
net
mm
2006
22
12
2270
=
×
−
=
−
=
d
t
A
A
PN-EN1993-
1-8 §3.10.3
∴
kN
407
10
25
,
1
430
2006
59
,
0
3
Rd,3
=
×
×
×
=
−
N
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
8
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
4 Projektowanie spoiny
Spoinę zaprojektowano jak następuje:
Blacha węzłowa jest przyspawana do środnika słupa i do blachy podstawy za
pomocą dwustronnej spoiny pachwinowej.
Procedura wyznaczenia grubości spoiny jest taka sama w przypadku spoiny
pomiędzy blachą węzłową i środnikiem słupa, oraz spoiny pomiędzy blachą
węzłową i blachą podstawy..
Podane niŜej obliczenia pokazują projektowanie spoin pomiędzy blachą
węzłową i blachą podstawy.
Jest moŜliwe zaprojektować spoinę obustronną o nośności większej niŜ
nośność elementu dołączanego (por. SN017), jednak w tym przypadku takie
podejście byłoby zbyt konserwatywne
Zalecanym podejściem jest przyjęcie grubości spoiny i następnie
sprawdzenie, czy spełnione są warunki nośności:
Przyjęto
mm
4
=
a
Nośność obliczeniowa spoiny obustronnej, według procedury uproszczonej
wynosi:
l
F
N
Rd
w,
hor
w,
Rd,
2
=
a
f
F
d
vw,
Rd
w,
=
2
M2
w
u
d
vw,
N/mm
66
,
233
25
,
1
85
,
0
3
430
3
=
×
=
=
γ
β
f
f
∴
N/mm
6
,
934
4
66
,
233
Rd
w,
=
×
=
F
∴
kN
467
10
250
6
,
934
2
3
hor
w,
Rd,
=
×
×
×
=
−
N
Przenosi ona składową pozioma obciąŜenia działającego w stęŜeniu, która
wynosi:
kN
161
40
sin
250
40
sin
Ed
hor
Ed,
=
×
=
=
N
N
Jak widać warunek nośności jest spełniony.
Podobny rachunek odnosi się do pionowej spoiny mocującej blachę węzłową
do środnika słupa.
SN017
PN-N1993-
1-8
§4.5.3.3
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX034a-PL-EU
Strona
9
z
8
Tytuł
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z
kątownika do blachy węzłowej
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Nuñez
Data
kwiecień 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
5 Podsumowanie
PoniŜsza tablica podaje podsumowanie nośności wyznaczonych w
poszczególnych formach zniszczenia. Wartością decydującą o nośności
(najmniejszą wartością) jest nośność śrub przy ścinaniu.
Tablica 5.1
Podsumowanie nośności części podstawowych połączenia
Forma zniszczenia
No
ś
no
ść
cz
ęś
ci
podstawowej
Ś
ruby przy
ś
cinaniu
N
Rd,1
282 kN
Ś
ruby przy docisku (do ramienia k
ą
townika)
N
Rd,2
471 kN
K
ą
townik przy rozci
ą
ganiu
N
Rd,3
407 kN
Niektórych z form zniszczenia nie rozpatrzono. Na przykład pominięto
nośność blachy węzłowej przy rozciąganiu i docisku, poniewaŜ grubość
blachy węzłowej jest większa od grubości ścianki kątownika i dlatego
kątownik ulegnie zniszczeniu przed blachą węzłową.
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z kątownika do blachy węzłowej
SX034a-PL-EU
Strona 10
Protokół jako
ś
ci
TYTUŁ ZASOBU
Przykład: Poł
ą
czenie
ś
rubowe rozci
ą
ganego pr
ę
ta st
ęŜ
enia z
k
ą
townika do blachy w
ę
złowej
Odniesienie
ORIGINAŁ DOKUMENTU
Imi
ę
i nazwisko
Instytucja
Data
Stworzony przez
Edurne Nuñez
Labein
04/2006
Zawarto
ść
techniczna sprawdzona
przez
Jose A Chica
Labein
04/2006
Zawarto
ść
redakcyjna sprawdzona
przez
Zawarto
ść
techniczna zaaprobowana
przez:
1. Wielka Brytania
G W Owens
SCI
4/9/06
2. Francja
A Bureau
CTICM
3/7/06
3. Szwecja
B Uppfeldt
SBI
3/7/06
4. Niemcy
C Müller
RWTH
29/6/06
5. Hiszpania
J Chica
Labein
4/9/06
Zasób zatwierdzony przez
Koordynatora Technicznego
G W Owens
SCI
12/9/06
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement
Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stęŜenia z kątownika do blachy węzłowej
SX034a-PL-EU
Strona 11
Informacje ramowe
Tytuł*
Przykład: Poł
ą
czenie
ś
rubowe rozci
ą
ganego pr
ę
ta st
ęŜ
enia z k
ą
townika do blachy
w
ę
złowej
Seria
Opis*
Przykład pokazuje procedur
ę
sprawdzenia no
ś
no
ś
ci poł
ą
czenia
ś
rubowego pomi
ę
dzy
pr
ę
tem st
ęŜ
enia wykonanym z k
ą
townika a blach
ą
w
ę
złow
ą
, przyspawan
ą
do
ś
rodnika
słupa. W poł
ą
czeniu zastosowano
ś
ruby niespr
ęŜ
one (kategoria poł
ą
czenia A: poł
ą
czenie
typu dociskowego).
Poziom
dost
ę
pu*
Umiej
ę
tno
ś
ci
specjalistyczne
Specjalista
Identyfikator*
Nazwa pliku
D:\ACCESS_STEEL_PL\SX\31-40\SX034a-PL-EU.doc
Format
Microsoft Office Word; 12 stron; 319kb;
Kategoria*
Typ zasobu
Przykład obliczeniowy
Punkt widzenia
In
Ŝ
ynier
Temat*
Obszar stosowania
Budynki przemysłowe
Daty
Data utworzenia
11/05/2009
Data ostatniej
modyfikacji
Data sprawdzenia
Wa
Ŝ
ny od
Wa
Ŝ
ny do
J
ę
zyk(i)*
Polski
Kontakt
Autor
Edurne Nuñez, Labein
Sprawdził
Jose A Chica, Labein
Zatwierdził
Redaktor
Ostatnia modyfikacja
Słowa
kluczowe*
st
ęŜ
enia, poł
ą
czenia
ś
rubowe, poł
ą
czenia rozci
ą
gane, k
ą
towniki
Zobacz te
Ŝ
Odniesienie do
Eurokodu
EN 1993-1-1 : 2005; EN 1993-1-8 : 2005
Przykład(y)
obliczeniowy
SX013
Komentarz
Dyskusja
Inne
SN017; SN018
Sprawozdanie Przydatno
ść
krajowa
EU
Instrukcje
szczególne
Przyklad: Polaczenie srubowe rozciaganego preta stezenia z katownika do blachy wezlowej
Created on Sunday, November 20, 2011
This material is copyright - all rights reserved. Use of this document is subject to the terms and conditions of the Access Steel Licence Agreement