Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica

WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI

Konstrukcje stalowe

Projekt 2

Wykonał:

Wojciech Wełna

Rok III, Grupa I2

Temat: 24

1.Dane.

Materiał płaskownika St4VY

Wartość siły osiowej F=730 [kN]

Wymiary płaskownika b x g = 260x12

Schemat połączenia.

Dobrano grubość blach nakładkowych t=8 [mm]

Według normy PN-90/B-03200 tab.15 dobrano następujące wymiary połączenia:

a= 80 [mm]

a₁= 40 [mm]

a₂= 40 [mm]

a₃=90 [mm]

Według normy PN-90/B-03200 tab.2 odczytano właściwości mechaniczne materiału St4VY:

R_e= 255 [MPa]

R_m= 410 [MPa]

f_d= 235 [MPa]

Wstępnie dobrano śrubę M24-4.8 o następujących własnościach:

R_e= 320 [MPa]

R_m= 420 [MPa]

A_s= 353 [mm²]

S_Rv= 85,4 [kN]

2.Obliczenia

a) Wariant I – śruba z gwintem na całej długości.

Obliczenia według normy PN-90/B-03200 tab.16

- ścinanie trzpienia :

S_Rv = 0, 45 • R_m • A_v • m

A_v = A_s= 353 [mm²]

S_Rv = 0, 45 • 420[MPa]•353[mm²]•2

S_Rv = 133, 43 [kN]

- docisk trzpienia do ścianki:

S_Rb = α • f_d • d • ∑t

Występuje docisk do części gwintowanej dlatego zamiast d przyjęto 0,7d.

$$\alpha = \frac{a_{1}}{d}$$

$$\alpha = \frac{40}{24} = 1,67$$

$$\alpha = \frac{a}{d} - \frac{3}{4}$$

$$\alpha = \frac{80}{24} - \frac{3}{4} = 2,58$$

Przyjęto mniejsze α=1,67

S_Rb = 1, 67 • 235[MPa] • 24[mm] • 16[mm] • 0, 7 = 105, 49

S_Rb = 105, 49 [kN]

- liczba śrub

F_Rj = n • η • S_R

$$n = \frac{F_{\text{Rj}}}{\eta \bullet S_{R}}$$

$$n = \frac{730\lbrack\text{kN}\rbrack}{1 \bullet 105,49\lbrack\text{kN}\rbrack} = 6,92$$

Ze względów konstrukcyjnych przyjęto liczbę śrub n=8

b) Wariant II – śruba gwintowana częściowo

Obliczenia według normy PN-90/B-03200 tab.16

- ścinanie trzpienia :

S_R = 2 •  S_Rv

S_R = 2 •  171[kN] 

S_R = 266, 86 [kN]

- docisk trzpienia do ścianki:

S_Rb = α • f_d • d • ∑

S_Rb = 1, 67 • 235[MPa]•24[mm]•16[mm]

S_Rb = 150, 7[kN]

- liczba śrub

F_Rj = n • η • S_R

$$n = \frac{F_{\text{Rj}}}{\eta \bullet S_{R}}$$

$$n = \frac{730\lbrack\text{kN}\rbrack}{1 \bullet 150,7\lbrack\text{kN}\rbrack}$$

n = 4, 84

Ze względów konstrukcyjnych przyjęto liczbę śrub n=8

c) Sprawdzenie blach

Według normy PN-90/B-03200 tab.14 :

d_o = d+

d_o = 24 + 2

d_o = 26 [mm]

$$A_{\psi} = A_{n} \bullet \frac{0,8 \bullet R_{m}}{R_{e}} \leq A$$

A_n = 12(260 − 2 • 26)

A_n = 2496[mm²]

$$A_{\psi} = 2496 \bullet \frac{0,8 \bullet 410\lbrack\text{MPa}\rbrack}{255\lbrack\text{MPa}\rbrack}$$

A_ψ = 3210, 54[mm²] 

N ≤  A_ψ  • f_d

730[kN]≤ 3210, 54[mm²]   • 235[MPa]

730[kN] ≤  754, 48 [kN]

Warunek został spełniony .

Ostatecznie dobrano osiem śrub M24x50-4.8 z gwintem na całej powierzchni.

Dobieram osiem śrub M24x55-4.8-II z gwintem na całej długości wg PN-74/M-82105, osiem nakrętek sześciokątnych M24-8-I wg PN-75/M-82144 oraz osiem podkładek 25 wg PN-78/M-82006.

Wybrałem śruby z gwintem na całej długości, ponieważ łączna długość elementów łączonych ( płaskownik + dwie blachy nakładkowe) oraz podkładki i nakrętki wynosi mniej, niż 50mm a śruby nienagwintowanie całkowicie występują dopiero od długości 70mm. Przy czym część nienagwintowana przy śrubie o długości 70mm ma 16mm a potrzeba co najmniej 28 mm aby docisk był tylko na części nie nagwintowanej, co powodowało by konieczność doboru śruby o długości 85mm.