TEMAT:

Wykonanie obliczeń montażowych połączeń spawanych.

Dane:

• przekrój elementu Ι 450

• gatunek stali 18G2A

• obciążenie (procent nośności przekroju)

M = 0,85 M_R

V = 0,4 V_R

Charakterystyka Geometryczna przekroju:

b_f=170mm Ix=45850cm⁴

h=450mm Iy=1730cm⁴ t_f=24,3mm Wx=2040cm³

t_w=16,2mm Wy=203cm³

R₁=16,2mm A=147cm²

R₂=9,7mm

• Obliczenie wysokości użytecznej środnika

stal 18G2A , 16 mm < t_w =16,2mm <30mm f_d=295 MPa

 

 ,   ,

Środnik:

= 36,9/1,62 = 22,78 <66 klasa 1;

Pas :

=
<9 klasa 1;

• Warunek smukłości środnika ścinanego [(tablica 7) w PN-90/B-03200 ]

= 36,9/1,62 = 22,78 <70 klasa 1;

Warunek smukłości jest spełniony, a więc przekrój klasy 1.

• Nośność obliczeniowa przekroju przy jednokierunkowym zginaniu M_R jest określona następującym wzorem [wzór (42) w PN-90/B-03200]

gdzie,
- obliczeniowy współczynnik rezerwy plastycznej przekroju przy zginaniu

W - wskaźnik przekroju na zginanie dla najbardziej oddalonej od osi obojętnej krawędzi .

Przyjmuję, że:

=1,0

f_d = 29,5 kN/m²

Wx = 2040cm³

Po podstawieniu do wzoru otrzymujemy:

• Warunek smukłości środnika ścinanego [(tablica 7) w PN-90/B-03200 ] został spełniony dlatego do obliczenia nośności obliczeniowej przy zginaniu korzystamy ze wzoru [wzór (47) w PN-90/B-03200]:

Pole przekroju czynnego przy ścinaniu wyznaczamy na podstawie tablicy 7

w PN-90/B-03200

Po podstawieniu do wzoru:

• Siły przekrojowe zadane w ćwiczeniu:

• Dobranie geometrii nakładek i przykładek:

• Nakładka górna:

b = b_fg -2b_g ; b_g = 1,5cm ;

b = 17 cm - 3 cm = 14cm

=
;

Przyjęto : (14 cm x 3 cm)

• Nakładka dolna:

B_d = b_f +2b ; b = 1,5 cm ;

b_d = 17 cm + 3 cm = 20 cm ; przyjęto b_d = 20cm

=
; przyjęto t_d = 2,1cm

Przyjęto : (20 x 2,1 cm)

• Sprawdzenie grubości spoiny pachwinowej

-Nakładka dolna:

-Nakładka górna:

• Przykładki

Wysokość przykładki przyjęto metodą wykreślną

h_przykłądki=305mm

Przyjęto: 2 x (h_p = 305 mm , t_p = 12 mm)

• Sprawdzenie przykładek :

Wprzykłądki > Wśr

372,10 >367,63 [cm³] warunek został spełniony

• Rozdział Momentów.

• Siły działające w spoinach.

R_e=345MPa

• Dobór grubości spoiny nakładek

Przyjęto a= 8mm

• Dobór długości spoiny nakładek.

a=8mm

Przyjmuję długość spoiny l_sp=35cm; a=0,8mm

• Spoiny przykładek.

Przyjmuję grubość spoiny 6mm.

• Środek ciężkości.

Wstępna długość spoiny przykładki l_prz=h_prz/2=30,5/2=15,25cm

Przyjmuję l_prz=150mm

Warunek został spełniony.

Dane:

• przekrój elementu Ι 450

• gatunek stali 18G2A

• obciążenie (procent nośności przekroju)

M = 0,85 M_R

V = 0,4 V_R

Charakterystyka Geometryczna przekroju:

b_f=170mm Ix=45850cm⁴

h=450mm Iy=1730cm⁴
t_f=24,3mm Wx=2040cm³

t_w=16,2mm Wy=203cm³

R₁=16,2mm A=147cm²

R₂=9,7mm

• Siły przekrojowe zadane w ćwiczeniu:

• stal blachy doczołowej: 18G2A, f_d = 205 MPa dla 16 < t ≤ 40 mm

• otwory okrągłe średnio dokładne: Δ = 2 mm, d_o = 20 +2 = 22 mm

Minimalna grubość blachy czołowej:

przyjęto: t = 34 mm

• przyjęto średnice śruby: M24 - kl 12,9; S_Rt = 280 kN; R_m = 830 MPa ;

S_Rv = 248kN

• otwory okrągłe średnio dokładne: Δ = 2 mm, d_o = 24 +2 = 26 mm

• odległości śrub od swobodnej krawędzi blachy

1,5d < a < 6t

1,5 ۰ 24 < a < 6۰30

36mm< a < 180mm

• odległość między śrubami

2,5*d < a < 15 t

60 < a < 450

• Nośność połączenia na śruby:

1. nośność obliczeniowa połączenia kategorii A ze względu na ścięcie lub docisk łączników śrub (I stan graniczny)

z tablicy przyjęto:

S_Rt = 280 kN,

R_m = 830 MPa

S_Rv = 248kN

2. nośność obliczeniowa połączenia kategorii E ze względu na zerwanie śrub

(I stan graniczny)

0,6 h_o = 0,6 *450-2*24,3 =240,84 mm

y₁ = 450 -0,5*24,3 + 40= 477,85 mm

y₂ = 450 - 0,5*24,3 - 65 =372,85 mm

y₃ = 450 - 0,5*24,3 -125= 312,85 mm > 0,6 h_o

ω_t1= 0,8

ω_t2= 1,0

ω_t3= 0,8

M_Rj =280 (2۰0,8۰47,785 +2۰1۰37,285 + 2۰1۰31,285) = 56302,96> 51153kNcm

• Nośność obliczeniowa połączenia kategorii E ze względu na rozwarcie styku (II stan graniczny)

Odległości zredukowane:

y_1red = y₁ - h/6 = 47,785-45,0/6 = 40,285 mm

y_2red = y₂ - h/6 = 37,285 -45,0/6 = 29,785 mm

y_3red = y₃ - h/6 = 31,285 -45,0/6 =23,785 mm

ω_r1= 0,7

ω_r2= 1,0

ω_r3= 0,8

=

28271,45 < 42627,5

Powiększono przekrój o 25 cm

y₁ = = 477,85 +250 mm = 727,85mm

y₂ = =372,85 + 250mm = 622,85mm

y₃ = = 312,85 + 250mm = 562,85 mm

ω_t1= 0,8

ω_t2= 1,0

ω_t3= 0,8

M_Rj =280 (2۰0,8۰72,785 +2۰1۰62,285 + 2۰1۰562,85) = >99006,88 > 51153kNcm

• Nośność obliczeniowa połączenia kategorii E ze względu na rozwarcie styku (II stan graniczny)

Odległości zredukowane:

y_1red = y₁ - h/6 = 47,785-45,0/6 + 25 = 65,285 mm

y_2red = y₂ - h/6 = 37,285 -45,0/6 + 25 = 54,785 mm

y_3red = y₃ - h/6 = 31,285 -45,0/6 + 25=48,785 mm

ω_r1= 0,7

ω_r2= 1,0

ω_r3= 0,8

=

=57770,38<42627,5
warunek został spełniony

• Siła poprzeczna (I stan graniczny)

I warunek

3·S_RV = 3·248 = 742,00 kN >445,06 kN
warunek został spełniony

II warunek

S_V =V/n = 445,06/10=44,506

• Siła poprzeczna (II stan graniczny)

I warunek

3·S_RV = 3·248 = 742,00 kN >370,88 kN
warunek został spełniony

II warunek

S_V =V/n = 370,88/10=37,088kN

warunek został spełniony

• Efekt dźwigni:

warunek został spełniony

10

---