ARKUSZ OBLICZENIOWY

Dokument Ref:

SX034a-PL-EU

Strona

1

z

8

Tytuł

Przykład: Połączenie śrubowe rozciąganego pręta stężenia 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

ęż

enia z k

ą

townika do blachy w

ę

złowej

Przykład pokazuje procedurę sprawdzenia nośności połączenia śrubowego
pomiędzy prętem stężenia wykonanym z kątownika a blachą węzłową,
przyspawaną do środnika słupa. W połączeniu zastosowano śruby
niesprężone (kategoria połączenia A: połączenie typu dociskowego).

Ten rodzaj połączeń jest typowy w mocowaniu prętów stężeń ściennych i
dachowych, projektowanych na poziome działanie wiatru, równoległego do
osi podłużnej budynku parterowego. Zagadnienie to zilustrowano w
opracowaniu SS048.

SS048

W celu uniknięcia mimośrodu przy przekazaniu obciążenia 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 możliwe

Tablica 1.1

Formy zniszczenia połączenia stężenia

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 stężenia z
kątownika do blachy węzłowej

Dot. Eurokodu

Wykonał

Edurne Nuñez

Data

kwiecień 2006

Sprawdził

Jose A Chica

Data

kwiecień 2006

Połączenie stężenia – szczegóły

Rys. 1.1 pokazuje, że 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
stężenia i osią słupa. Blacha węzłowa jest przyspawana do środnika słupa i
blachy podstawy przy użyciu 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 stężenia

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 stężenia 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 stężenia 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 obciążenia (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 obciążenia (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 podłużna siła rozciągająca w pręcie stężenia:

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 stężenia 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 niż
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 stężenia 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 stężenia 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

może 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 stężenia 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 niżej obliczenia pokazują projektowanie spoin pomiędzy blachą
węzłową i blachą podstawy.

Jest możliwe zaprojektować spoinę obustronną o nośności większej niż
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 obciążenia działającego w stężeniu, 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 stężenia z
kątownika do blachy węzłowej

Dot. Eurokodu

Wykonał

Edurne Nuñez

Data

kwiecień 2006

Sprawdził

Jose A Chica

Data

kwiecień 2006

5 Podsumowanie

Poniższa 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, ponieważ 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 stężenia 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

ęż

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 stężenia 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

ęż

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

ęż

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

ęż

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

ż

ynier

Temat*

Obszar stosowania

Budynki przemysłowe

Daty

Data utworzenia

11/05/2009

Data ostatniej
modyfikacji

Data sprawdzenia

Wa

ż

ny od

Wa

ż

ny do

J

ę

zyk(i)*

Polski

Kontakt

Autor

Edurne Nuñez, Labein

Sprawdził

Jose A Chica, Labein

Zatwierdził

Redaktor

Ostatnia modyfikacja

Słowa
kluczowe*

st

ęż

enia, poł

ą

czenia

ś

rubowe, poł

ą

czenia rozci

ą

gane, k

ą

towniki

Zobacz te

ż

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