78670 P3041039

71 Rodzaje i podział połączeń

7.1. Rodzaje i podział połączeń

W poprzednich rozdziałach podano zasady i zalecenia projektowania belek, słupów stalowych jako indywidualnych elementów, bazując na teoriach. których wyniki są na ogół zgodne z badaniami doświadczalnymi. Zachowanie się połączeń jest nieraz tak złożone, że w wielu przypadkach niemożliwe jest obliczenie nośności według ściśle określonych wzorów teoretycznych. Stąd też stosuje się modyfikacje wzorów teoretycznych celem przybliżenia zgodności obliczeń z wynikami doświadczalnymi. Projektanci, niejednokrotnie, zwracąją mniejszą uwagę na obliczenia połączeń, mimo że z analizy przyczyn awarii i katastrof wynika, że częściej zawodne są połączenia, a nie główne elementy (belki, słupy).

Połączenia są konstrukcyjnymi realizacjami węzłów teoretycznych schematów statycznych układów prętowych (belkowych, belkowo-słupo-wych). Stąd też wyszczególnia się dwa podstawowe rodzaje połączeń (węzłów): przegubowe i sztywne. Połączenia przegubowe przenoszą tylko siły, a sztywne siły i momenty zginające.

Rodząj rozwiązania konstrukcyjnego połączenia zależy od wielu parametrów, zaś w szczególności od:

O rodzaju układu prętowego (belka - słup),

□ sposobu i wielkości obciążenia,

O technologii montażu (w wytwórni, na budowie),

O kształtów przekrojów poprzecznych elementów łączonych,

0    właściwości wytrzymałościowych materiałów elementów łączonych. W rozwiązaniach konstrukcyjnych połączeń stosiye się zarówno nity, śruby, jak i spoiny oraz elementy pomocnicze: płaskowniki, kątowniki, teowniki. Obecnie połączenia nitowane stosowane są rzadko. W przyszłości będą wdrożone połączenia z łącznikami mieszanymi, jak skleiny

1    śruby. Podstawy teoretyczne nośności tych połączeń, jak też weryfikacje doświadczalne, zawarte są ra.in. w pracy [66].

W zależności od usytuowania wząjemnego elementów łączonych wyszczególnia się połączenia:

•    zakładkowe,

•    doczołowe,

•    mieszane, zakładkowe i doczołowe.

•)    b)

Ry» 7 L

Paiąctaai* oUiątauf mimo-irottowo ukbdkowr bl duculow*

W rozdziale 3 przedstawiono projektowanie połączęó zakładkowych rozciąganych siłami osiowymi, których linie działania przecinały się z środkami ciężkości przekrojów grupy łączników (śrub, spoin), wymiarowi!jąc je przy założeniu równomiernego ich obciążenia. Niejednokrotnie kierunek wypadkowej siły obciążającej nie pokrywa się z środkiem ciężkości grupy łączników, a wtedy zredukowane obciążenie składać się będzie z siły i momentu tej siły, działające w płaszczyźnie równoległej do przekrojów łączników (rys.7. la) lub prostopadłej (rys.7.1bj. Połączenie wspornika na rys.7. la nazywać będziemy zakładkowym obciążonym mimo-środowo, a połączenie na rys.7.Ib — doczołowym obciążonym mimośro-dówo.

7.2. Połączenia zakładkowe na śruby i nity

7.2.1. Rozwiązania konstrukcyjne

Rys.7.2. Połączenia przegubowe belki z podciągiem na śni by

Przykład połączenia zakładkowego (śrubami lub nitami) belki z podciągiem pokazano na rys.7.2. Grupa łączników jest obciążona silą osiową.

Połączenie przegubowe belki ze słupem oraz z podciągiem na śruby przez kątowniki pokazano na rys.7.3. Rozwiązania konstrukcyjne. pokazanych na tym rysunku połączeń należy zakwalifikować do mieszanych. Środniki belki, połączone zakładkowo z jednym ramieniem kątownika na śruby, obciążone są tylko siłami ścinającymi od reakcji belki. Drugie ramię kątownika, połączone doczołowo ze słupem lub podciągiem na śruby, obciążone jest mi-mośrodowym oddziaływaniem reakcji belki. Jeżeli pasy łączonych belek będą na tym samym poziomie, to koniec pasa belki winien być wycięty (rys.7.2, 7.3). Wycięcie pasa osłabia nośność całego przekroju belki.

Rys.7.3. Pbłącsenui przegubów* belki» słupem l podciągiem na śruby

Rys.7.4. Połączenie przegubowe belki te słupem przez płaskownik

Połączenia przegubowe śrubami przez blachy (płaskowniki) przyspawane do czoła belki pokazano na rys.7.4. Połączenie śrubami przez stołek podporowy i kątowniki sczepne pokazano na rys. 7.5. Połączenie takie jest szczególnie racjonalne w trudnych warunkach montażu. Stołkiem podporowym może być kątownik. Połączenia takiego rodząju są quasi - przegubowe, gdyż oprócz przenoszenia reakcji generować będą momenty zginąjące, których wartości zależne będą od sztywności kątowników, zarówno sezepnego jak i podporowego. Kątownik sczepny utrzymuje belkę w położeniu pionowym, a ponadto jest tętnikiem zabezpieczającym konstrukcyjnie przed zwichrzeniem belkę na podporze. Jeśli połączenie kątownika będzie zbyt sztywne, to wskutek ugię»

391