Šroubovaný přípoj konzoly na sloup



Podobné dokumenty
Šroubované spoje namáhané smykem Šroubované spoje namáhané tahem Třecí spoje (spoje s VP šrouby) Vůle a rozteče. Vliv páčení

SPOJE OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

Roznášení svěrné síly z hlav, resp. matic šroubů je zajištěno podložkami.

Šroubové spoje. Průměr šroubu d (mm) Plocha jádra šroubu A S (mm 2 ) 84,

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

2. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

PŘÍKLAD č. 1 Třecí styk ohýbaného nosníku

7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

CVIČENÍ 1 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Řešený příklad: Šroubový přípoj taženého úhelníku ztužidla ke styčníkovému plechu

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební. Zastřešení dvojlodního hypermarketu STATICKÝ VÝPOČET. Ondřej Hruška

Ve výrobě ocelových konstrukcí se uplatňují následující druhy svařování:

3. Tenkostěnné za studena tvarované OK Výroba, zvláštnosti návrhu, základní případy namáhání, spoje, přístup podle Eurokódu.

Posouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017

7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Zkoušky oceli. Obsah přednášky. Koutové svary. Značení oceli. Opakování. Tahová zkouška

PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: RÁMOVÝ ROH S OSAMĚLÝM BŘEMENEM V JEHO BLÍZKOSTI

Řešené příklady INFASO + Obsah. Kotvení patní a kotevní deskou. Kloubový připoj. Šárka Bečková

III. ČSN EN Navrhování ocelových konstrukcí Část 1.8: Navrhování styčníků 1 Úvod

BO002 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

studentská kopie 3. Vaznice - tenkostěnná 3.1 Vnitřní (mezilehlá) vaznice

Dřevěné nosníky se zářezem v podpoře

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Řešený příklad: Přípoj nosníku na sloup deskou na stojině

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

φ φ d 3 φ : 5 φ d < 3 φ nebo svary v oblasti zakřivení: 20 φ

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Vzpěrná pevnost skutečného prutu. Obsah přednášky. Únosnost tlačeného prutu. Výsledky zkoušek tlačených prutů

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S VELKÝM OTVOREM

SPOJE NOSNÝCH KONSTRUKCÍ ZE SKLA

NCCI: Návrhový model styku pásů z uzavřených průřezů čelní deskou

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Spoje se styčníkovými deskami s prolisovanými trny. Ing. Milan Pilgr, Ph.D. DŘEVĚNÉ KONSTR.

Řešený příklad:: Kloubový přípoj nosníku na pásnici sloupu s čelní deskou

Ocelobetonové konstrukce

Lindab Usnadňujeme výstavbu. LindabConstruline. Vaznice a paždíky. Konstrukční profily Z, C a U

8. Střešní ztužení. Patky vetknutých sloupů. Rámové haly.

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

Prvky betonových konstrukcí BL01 7 přednáška

SN EN OPRAVA 1

Obsah: 1. Technická zpráva ke statickému výpočtu 2. Seznam použité literatury 3. Návrh a posouzení monolitického věnce nad okenním otvorem

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

Uplatnění prostého betonu

Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)

NCCI: Návrh styku ve vrcholu rámové konstrukce

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Hřebíkové spoje. Ing. Milan Pilgr, Ph.D. DŘEVĚNÉ KONSTR.

1 Použité značky a symboly

Příklad 3: NÁVRH A POSUDEK TRAPÉZOVÉHO PLECHU A STROPNICE

Část 5.9 Spřažený požárně chráněný ocelobetonový nosník

NOVING s.r.o. Úlehlova 108/ Ostrava - Hrabůvka TEL., Tel/fax: , noving@noving.cz

OCELOVÉ A DŘEVĚNÉ PRVKY A KONSTRUKCE Část: Dřevěné konstrukce

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Betonové konstrukce (S)

Jednoduchá metoda pro návrh ocelobetonového stropu

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Princip spolehlivosti v mezních stavech. Obsah přednášky. Návrhová únosnost R d (design resistance)

NCCI: Předběžný návrh přípoje čelní deskou. Obsah

pedagogická činnost

Tabulky únosností trapézových profilů ArcelorMittal (výroba Senica)

Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

7. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Postupná plastifikace I průřezu. Obsah přednášky. Příklad využití klasifikace spojitý nosník.

Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017

Namáhání na tah, tlak

Statický výpočet střešního nosníku (oprava špatného návrhu)

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

SLOUP NAMÁHANÝ TLAKEM A OHYBEM

Posouzení piloty Vstupní data

F Zug F H. F Druck. Desky Diamant 07/2010. Knauf Diamant. Diamant deska, která unese dům

Tepelně izolační styčník s čelní deskou. Zdeněk Sokol České vysoké učení technické v Praze

Schöck Isokorb typ QS

PRAKTICKÉ NAVRHOVÁNÍ STYČNÍKŮ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

6 Mezní stavy únosnosti

Co je nového 2017 R2

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

5. Ocelové skelety budov. Dispozice, stropy.

Řešený příklad: Přípoj příhradového vazníku na sloup čelní deskou

Statický výpočet komínové výměny a stropního prostupu (vzorový příklad)

STATICKÉ POSOUZENÍ K AKCI: RD BENJAMIN. Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 02 STATICKÝ VÝPOČET

Obrázek 1: Rozdíl v rozložení napětí na štíhlých prutech a v nepravidelné části styčníku

Řešený příklad: Výpočet součinitele kritického břemene α cr

Program předmětu YMVB. 1. Modelování konstrukcí ( ) 2. Lokální modelování ( )

Transkript:

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup Připojení konzoly IPE 180 na sloup HEA 220 je realizováno šroubovým spojem přes čelní desku. Sloup má v místě přípoje vyztuženou stojinu plechy tloušťky 10mm. Pro sloup a konzolu je použita ocel třídy S235. Šrouby jsou jakosti 6.8, metrické M16, nepředepnuté, střižná rovina prochází závitem šroubu. Jedná se o hrubý šroubový spoj. Ve styčníku působí posouvající síla F Ed = 100 kn a ohybový moment M Ed = 30 knm. Jedná se o spoj namáhaný tahem od momentu M Ed a smykem od posouvající síly V Ed (kategorie A, D). Uspořádání styčníku dle obrázku: Posouzení šroubů Šrouby jsou namáhané smykem a tahem, provedeme tyto posudky: 1. Posouzení šroubového přípoje ve smyku 2. Posouzení šroubového přípoje v otlačení 3. Posouzení šroubového přípoje v tahu 4. Posouzení šroubového přípoje v protlačení 5. Posouzení šroubového přípoje na kombinaci tahu a tlaku 6. Posouzení šroubového přípoje na páčení Posouzení svarů Svary jsou namáhané smykem a tahem, provedeme tyto posudky: 1. Posouzení svaru stojiny 2. Posouzení svaru pásnice Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 1

Posouzení šroubů Jsou navrženy metrické šrouby 6 x M16 jakosti 6.8, nepředepnuté, střižná rovina prochází závitem šroubu. Charakteristiky: f yb = 480 MPa, f ub = 600 MPa, d = 16 mm, d 0 = 18 mm, A s = 157 mm. Šrouby jsou namáhané tahem od momentu M Ed a smykem od posouvající síly V Ed (kategorie A, D). Spoj namáhán smykem 1. Posouzení šroubového přípoje ve smyku Na smyk se posuzují šrouby, v našem případě se jedná o jednostřižný spoj, přes šroub prochází jedna smyková (střižná) rovina. F v,ed F v,rd F v,ed = 100 kn F, α A 0,5 600 157 37,7 kn γ 1,25 α v = 0,6 f ub = 600MPa A s = 157 mm 2 (pro třídu 6.8 pokud střižná rovina prochází v rovině závitu) (jmenovitá mez pevnosti šroubu) (plocha šroubu v rovině závitu) Pro šest šroubů platí: F v,rd = 6 37,7 = 226,2 kn F v,ed = 100 kn F v,rd = 226,2 kn Vyhoví Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 2

2. Posouzení šroubového přípoje v otlačení Na otlačení se posuzují spojované prvky, čelní deska nebo pásnice sloupu, rozhoduje část s menší tloušťkou. F v,ed F b,rd F v,ed = 100 kn Jeden šroub přenáší pak: F v,ed = 100/6 = 16,7 kn F, k α d t γ kde: 2,5 0,556 360 16 11 1,25 k min 2,8 e 1,7; 1,4 p 1,7; 2,5 min 2,8 30 d d 18 k min 2,97; 4,52; 2,5 2,5 (pro krajní a vnitřní šrouby) e 2 = 30 mm p 2 = 80 mm d 0 = 18 mm 70,5 kn (krajní vzdálenost šroubu kolmo na směr zatížení) (vzdálenost šroubů kolmo na směr zatížení) (průměr otvoru pro šroub) 1,7; 1,4 80 1,7; 2,5 18 α min α ; ;1,0 min 0,556; 600 ;1,0 min 0,556; 1,667; 1,0 0,556 360 e α min ; 3 d α 0,556 e 1 = 30 mm p 1 = 68 mm d 0 = 18 mm f ub = 600 MPa f u = 360 MPa p 1 30 min 3 d 4 3 18 ; 68 3 18 1 min 0,556; 1,009 4 (pro krajní a vnitřní šrouby) (krajní vzdálenost šroubu ve směru zatížení) (vzdálenost šroubů ve směru zatížení) (průměr otvoru pro šroub) (jmenovitá mez pevnosti šroubu) (jmenovitá mez pevnosti konstrukčního materiálu) d = 16 mm t = t f = 11 mm (průměr šroubu) (tloušťka pásnice sloupu) F v,ed = 16,7 kn F v,rd = 70,5 kn Vyhoví Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 3

Spoj namáhán tahem 3. Posouzení šroubového přípoje v tahu F t,ed F t,rd Tahová síla od momentu M Ed = 30 kn: Za předpokladu pružného rozdělení sil ve šroubech, lze určit nevětší tahovou sílu v horní řadě šroubů takto: M Ed = F i r i r 1 = 34 mm M Ed = 2 F i r i (pro dva šrouby v řadě) r 2 = 138 mm M Ed = 2 F i r i = 2 (F 1,Ed r 1 + F 2,Ed r 2 + F 3,Ed r 3 ) r 3 = 206 mm F, F, ; F, F, F, F, ; F, F, M 2 F, F, F, 30 2 0,034 F, 0,206 30 2 F, 0,3041 0,138 F, 0,206 F, 0,206 F, 49,3 kn F, (tahová síla od momentu, v jednom šroubu v horní řadě) F, k A γ k 2 = 0,9 f ub = 600 MPa A s = 157 mm 2 γ M2 = 1,25 0,9 600 157 1,25 67,8 kn (k 2 = 0,63 pro zapuštěné šrouby, k 2 = 0,9 jinak) (jmenovitá mez pevnosti šroubu) (plocha šroubu v rovině závitu) (dílčí součinitel) F t,ed = 49,3 kn F t,rd = 67,8 kn Vyhoví Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 4

4. Posouzení šroubového přípoje v protlačení Posuzuji protlačení hlavy šroubu nebo matky spojovaným prvkem, tedy čelní deskou nebo pásnicí sloupu, rozhoduje část s menší tloušťkou. F t,ed B p,rd Tahová síla od momentu: F t,ed = 49,3 kn B, 0,6 π d t 0,6 π 25,9 11 360 154,7 kn γ 1,25 d m = 25,9 mm t p = 11 mm f u = 360 MPa γ M2 = 1,25 (střední průměr kružnice opsané a vepsané do šestihranu hlavy šroubu nebo matice) (tloušťka pásnice sloupu) (jmenovitá mez pevnosti konstrukčního materiálu) (dílčí součinitel) F t,ed = 49,3 kn B p,rd = 154,7 kn Vyhoví 5. Posouzení šroubového přípoje na kombinaci smyku a tahu Šroubový přípoj je třeba také posoudit na kombinaci smykového a tahového namáhání. F F v,ed v,rd F + 1,4F t,ed t,rd 1,0 100 226,2 49,3 0,96 kn 1,0 Vyhoví 1,4 67,8 Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 5

6. Vliv páčení, stanovení únosnosti náhradního T profilu U horní řady šroubů (nejvíce namáhané) je třeba uvážit vliv páčení. Ve spoji dochází vlivem zatížení k deformaci pásnice či čelní desky, což může způsobit páčení šroubů. Deformovanou část nahradíme ekvivalentním T profilem, páčení se pak může vyskytnout ve dvou případech porušení (deformace) T profilu: 1. způsob: při úplné plastifikaci náhradního T profilu (pásnice, čelní deska) 2. způsob: při porušení šroubů a plastifikaci náhradního T profilu (pásnice, čelní deska) Účinky páčení se nepřímo uvažují při stanovení návrhové únosnosti T profilu v tahu F T,Rd. Náhradní T profil je uvažován u sloupu, neboť tuhost pásnice sloupu je menší než tuhost čelní desky, tj. tloušťka pásnice je menší než tloušťka čelní desky. Návrhovou únosnost T profilu, uvažuji jako nejmenší hodnotu ze tří možných způsobů porušení: 1) úplná plastifikace pásnice F,, 4 M,, m 2) porušení šroubu s plastifikací pásnice F,, 2 M,, n ΣF, m n 3) porušení šroubu F,, ΣF, Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 6

Návrhovou únosnost T profilu F T,Rd, uvažuji jako nejmenší hodnotu ze tří možných způsobů porušení: F, min F,, ; F,, ; F,, F, F, F,, 4 M,, m kde: 4 0,93 10 22,6 164,6 kn M,, 0,25 Σ l, t γ 0,25 131 11 235 1,0 0,93 10 Nmm l eff,1 = min (2 π m; π m + 2 e 1 ; α m + 2 m + 0,625 e + e 1 ) (účinná délka vyztužené pásnice sloupu) l eff,1 = min (2 π 22,6; π 22,6 + 2 30; 6,17 22,6 + 2 22,6 + 0,625 30+30) = min (142,0; 131,0; 233,4) = 131,0 mm m = 37 0,8 r = 37 0,8 18 = 22,6 mm e 1 = e min = 30 mm α : (dle grafu, obr. 6.11 str. 77. EN ČSN 1993 1 8) α = 6,17 λ 1 = m/(m+e) = 22,6 / (22,6 + 30) = 0,43 λ 2 = m 2 /(m+e) =24,3 / (22,6 + 30) = 0,46 m 2 = 30 5,7 = 24,3 mm e = e 1 = 30 mm t f = 11mm (tloušťka pásnice sloupu) f y = 235 MPa (jmenovitá mez kluzu konstrukčního materiálu) γ M0 = 1,0 (dílčí součinitel) Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 7

F,, 2 M,, n ΣF, m n F,, 140,6 kn 2 1,66 10 28,3 2 67,8 10 22,6 28,3 kde: M,, 0,25 Σ l, t γ 0,25 233,4 11 235 1,0 1,66 10 Nmm l eff,2 = α m + 2 m + 0,625 e + e 1 (účinná délka vyztužené pásnice sloupu) l eff,2 = 6,17 22,6 + 2 22,6 + 0,625 30 + 30 = 233,4 mm m = 37 r 0,8 = 37 18 0,8 = 22,6 mm e = e 1 = 30 mm α = 6,17 t f = 11mm (tloušťka pásnice sloupu) f y = 235 MPa (jmenovitá mez kluzu konstrukčního materiálu) γ M0 = 1,0 (dílčí součinitel) n = min (e min ; 1.25 m) = min (30; 1,25 22,6) = min (30; 28,3) = 28,3 F t,rd = 2 67,8 10 135,6 kn (únosnost v tahu posuzované řady šroubů) F,, ΣF, 2 67,8 10 135,6 kn kde: F t,rd = 2 67,8 10 135,6 kn (únosnost v tahu posuzované řady šroubů) F, min F,, ; F,, ; F,, min 164,6; 140,6; 135,6 135,6 kn F t,ed = 2 49,3 = 98,6 kn F T,Rd = 135,6 kn Vyhoví Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 8

Posouzení svarů Posuzujeme svar konzoly a čelní desky, je navržen koutový svar o účinné tloušťce a = 4 mm. Svar je namáhán tahem od momentu M Ed a smykem od posouvající síly V Ed. 1. Posouzení svaru stojiny Svar stojiny je namáhán posouvající silou V Ed a ohybovým momentem M Ed. Předpokládám, že posouvající síla V Ed = 100 kn je přenášena pouze svarem stojiny, kde vznikne smykové napětí τ II. τ V 100 10 76,2 MPa A 1312 A w = 2 a l = 2 4 (180 2 8) A w = 1312 mm 2 (plocha svaru stojiny konzoly) Napětí od ohybového momentu M Ed = 30 knm je přenášeno celým svarem. Pro výpočet napětí je třeba určení momentu setrvačnosti svaru I w. Při výpočtu momentu setrvačnosti svaru zanedbám zakřivení napojení pásnice a stojiny, také neuvažuji svary na koncích pásnice. I w = 2 (1/12 91 4 3 + 91 4 92 2 ) + 4 (1/12 42,85 4 3 + 42,85 4 88 2 ) + 2 (1/12 4 156 3 ) = 11,36 10 6 mm 4 Největší namáhání svaru stojiny od ohybového momentu M Ed je na konci stojiny u napojení pásnice, tedy z = 82 mm. Potom napětí od ohybového momentu je: σ M 30 10 z I 11,36 10 82 σ 216,5 MPa τ σ σ 2 216,5 153,1 MPa 2 Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 9

Výsledné napětí σ w ve svaru stojiny musí splňovat tuto podmínku: σ 3 τ τ β γ f u = 360 MPa (jmenovitá mez pevnosti konstrukčního materiálu) β w = 0,8 (korelační součinitel závislý dle použité třídy oceli) γ M2 = 1,25 (dílčí součinitel) 153,1 3 153,1 76,2 333,4 MPa a navíc musí splňovat také podmínku: 360 360 MPa Vyhoví 0,8 1,25 σ 153,1 MPa 360 288 MPa Vyhoví γ 1,25 2. Posouzení svaru pásnice Předpokládám, že svar pásnice nepřenáší posouvající sílu V Ed, je namáhán pouze ohybovým momentem M Ed, maximální napětí vznikne ve svaru na horní části pásnice, z = 94 mm. σ M 30 10 z 94 248,2 MPa I 11,36 10 τ σ σ 2 248,2 175,5 MPa 2 τ 0 Výsledné napětí σ w ve svaru stojiny musí splňovat tuto podmínku: σ 3 τ β γ 175,5 3 175,5 351,0 MPa 360 360 MPa Vyhoví 0,8 1,25 a navíc také musí splňovat podmínku: σ 175,5 MPa 360 288 MPa Vyhoví γ 1,25 Spoje ocelových konstrukcí I Ing. Václav Röder Stránka 10