7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

Podobné dokumenty
7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

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

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

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

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

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

SPOJE OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

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

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

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

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

PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

PŘÍKLAD č. 1 Třecí styk ohýbaného nosníku

BO002 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Kapitola vstupních parametrů

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Řešený příklad: Šroubový přípoj taženého úhelníku ztužidla ke styčníkovému plechu

NCCI: Návrh styku ve vrcholu rámové konstrukce

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

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

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

CVIČENÍ 1 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

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

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

5. Ocelové skelety budov. Dispozice, stropy.

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

Konstrukční formy. pruty - tlačené, tažené nosníky - ohýbané, kroucené, kombinace

Konstrukční formy. Prvky kovových konstrukcí. Podle namáhání. Spojování prvků. nosníky - ohýbané, kroucené, kombinace. staticky - klouby, vetknutí

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Obsah. Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Motivace. Opakování Prostorová tuhost. Opakování Spoje ve skeletech.

Steel Series. Co je nového

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

SPOJE STROJE STR A ZAŘÍZENÍ OJE ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ STR

Posouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

Ocelobetonové konstrukce

6. Skelety: Sloupy, patky, kotvení, ztužidla.

Betonové konstrukce (S)

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

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

Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání

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

Uplatnění prostého betonu

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Část 3: Analýza konstrukce. DIF SEK Část 3: Analýza konstrukce 0/ 43

Jednoduchá metoda pro návrh ocelobetonového stropu

NCCI: Návrhový model styku pásů z uzavřených průřezů čelní deskou

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

OCELOVÉ A DŘEVĚNÉ PRVKY A KONSTRUKCE Část: Dřevěné konstrukce

1. Návrhový model Geometrie Možná únosnost části v tahu Ověření části styčníku v tlaku Panel stěny sloupu ve smyku 13

Vliv př ípojů přůtů na křitické zatíz éní

pedagogická činnost

Cvičební texty 2003 programu celoživotního vzdělávání MŠMT ČR Požární odolnost stavebních konstrukcí podle evropských norem

4. Tenkostěnné za studena tvarované prvky. Návrh na únavu OK.

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Úvod do problematiky

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

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

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

NCCI: Předběžný návrh přípojů deskou na stojině nosníku

kolík je v jedné nebo více spojovaných součástech usazen s předpětím způsobeným buď přesahem naráženého kolíku vůči díře, nebo kuželovitostí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

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

PRACOVNÍ POMŮCKA. Vysokopevnostní spoje. dle DIN EN / DIN EN DIN EN /NA / DIN EN 14399

Příklad 3: NÁVRH A POSUDEK TRAPÉZOVÉHO PLECHU A STROPNICE

NCCI: Návrhový model styku sloupu příložkami bez kontaktu

NAVRHOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ, SPOJE DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ

František Wald, Zdeněk Sokol České vysoké učení technické v Praze, (~sokol/)

Základní nabídkový sortiment spojovacího materiálu, který máme běžně skladem (celkem cca položek):

STATICKÝ VÝPOČET. Ing. Jan Blažík

IDEA StatiCa novinky

STUDIE CHOVÁNÍ OCELOVÝCH RÁMŮ V ZÁVISLOSTI NA TUHOSTI STYČNÍKŮ STUDY OF STEEL FRAMES BEHAVIOUR DEPENDING ON STIFNESS OF JOINTS

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

Prvky betonových konstrukcí BL01 7 přednáška

NCCI: Předběžný návrh přípoje čelní deskou. Obsah

Obsah. Opakování. Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Kontaktní přípoje. Opakování Dělení hal Zatížení. Návrh prostorově tuhé konstrukce Prvky

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

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

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

KURZ BO02 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

5. Únava Zatížení při únavě, Wöhlerův přístup a lomová mechanika, únosnost, vliv vrubů, kumulace poškození, přístup podle Eurokódu.

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

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

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

STAVEBNÍ KONSTRUKCE. Témata k profilové ústní maturitní zkoušce. Školní rok Třída 4SVA, 4SVB. obor M/01 Stavebnictví

K133 - BZKA Variantní návrh a posouzení betonového konstrukčního prvku

Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru Jednoduchá metoda pro požární návrh

SPOJE NOSNÝCH KONSTRUKCÍ ZE SKLA

Transkript:

7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů. Technologie šroubování Šrouby pro OK ateriál: uhlíkové oceli kalené a popouštěné oceli d metrický závit (pro velké ø jemný, např. 39x3) š. do plechu šestihranná nebo válcová hlava s vnitřním šestihranem L š. závitořezné š. samovrtné d = (1), 16, 0, 4, 7, 30 (značka např. 0 x L) 4.6 (f ub = 400 Pa, f yb = 0,6 400 = 40 Pa) 4.8 5.6 5.8 6.8 (pro běžné šrouby) 8.8 10.9 1.9 (pro VP vysokopevnostní šrouby) Pozn: šrouby z nerezových ocelí (austenitických) se označují A, A3, A4, A5 (podle složení materiálu). závit ST Provedení šroubů a matic: hrubé, přesné (tolerance dříku h13 0 až - 0,33 mm) Podložky: obyčejné pro OK (t = 8 mm) pojistné pro třecí spoj (kalené 00 HV) 1

Šroubované spoje 1. Obyčejné jakýkoliv materiál: hrubé vrtání d 0 = d + [mm] (3 mm od 30) lícované d 0 = d + 0,11 (tolerance otvoru H11 +0,13 mm až 0) injektované běžné vrtání zainjektováno pryskyřicí (otvorem v hlavě šroubu, podložky oboustranně) Namáhání při smyku: 1. na střih. na otlačení (šroubu i základního materiálu, popř. pryskyřice). Třecí VP materiál (8.8, 10.9) Namáhání při smyku: třením v sevřené ploše T

Vyvození kroutícího momentu T - momentovým klíčem (ruční, elektrický, pneumatický) - odhadem: - na úhel otočky (přídavný úhel dán v tabulce normy), - podložky s výstupky pro indikaci napětí -(nově též HRC speciální smykové utahováky) hlavice + ráčna spárová měrka určuje stlačení Rozteče šroubů min., běžné, max. (normy). Běžné: Pro válcované tyče: v tabulkách!! Značky ve výkresech: dílenské otvor šroub třecí p e e 1 p 1 e 1 montážní (s praporkem) p 1, p... 3,5 d 0 e 1...,5 d 0 e... d 0 Ø 0 x 60 (např.) 3

Návrh šroubovaných spojů (ČSN EN 1993-1-8) smykové Kategorie spojů tahové 1. Smykové Kategorie Druh Posudek A B C Běžné šrouby (4.6 až 10.9) Třecí spoj bez prokluzu při SP (8.8, 10.9) Třecí spoj bez prokluzu při SÚ (8.8, 10.9) -střih v,ed v,rd -otlačení v,ed b,rd -střih v,ed v,rd -otlačení v,ed b,rd -prokluz při SP v,ed,ser s,rd,ser při provozu tuhý -otlačení v,ed b,rd -prokluz při SÚ v,ed s,rd při kolapsu tuhý (neporuší se střihem) 4

. Tahové Kategorie Druh Posudek D E Běžné šrouby nepředepnuté (4.6 až 10.9) Předpjaté šrouby (8.8, 10.9) Pro dynamické namáhání jsou vhodné i klínové podložky: -přetržení v tahu t,ed t,rd -protlačení hlavy t,ed B p,rd Při tahu se protahuje (viz Hookův zákon), nepoužívat pro dynamické zatížení! - zcela stejné jako v kategorii D. Význam: bez protažení, vhodné i pro dynam. zatížení, ale únosnost je stejná!! Pozor: Při stanovení únosnosti spojů (šroubových i svarových) se vychází z meze pevnosti materiálu spojovacích prostředků (proto vesměs γ ): f ub pro šrouby (materiál šroubů), pro svary (= základní materiál). f u Součinitele materiálu podle ČSN EN 1993-1-8: γ = 1,5 (šrouby, svary) γ 3.ser = 1,1 γ 3 = 1,5 γ 7 = 1,1 pro třecí spoje 5

Únosnost ve střihu: n = 1 n =... počet střihů závit ve střihu: = 0 γ v, Rd,6 fubasn / pro šrouby z materiálů 4.8., 5.8., 10.9. výjimka: pouze 0,5 π d plocha jádra ( s ) 4 není-li závit ve střihu: místo A s se bere A Únosnost v otlačení: t 1 t 1 t... otlačovaná tloušťka t = min. t t 3 t 1 t 1 + t 3 t = min. t t pro běžné příčné rozteče (e >1,5d 0 a p >3d 0 ): k 1 =,5 otlačovaná plocha = b, Rd k1αb fud t / γ in. součinitel α b plyne z experimentů: e 1 /3d 0 pro vytržení okraje, (p 1 /3d 0 ) - 0,5 pro protržení otvoru, f ub /f u pro otlačení šroubu, 1 pro otlačení plechu. 6

Únosnost v tahu: přetržení dříku = Interakce smyk + tah: (nutno splnit navíc) t, Rd kfubas / γ v,ed v,rd k = 0,9 t,ed + 1,4 t, Rd 1 smyk Pozn.: Též únosnost v protlačení hlavy : Je neobvyklé, jen u velmi slabých plechů, vzorec v normě. Pozn.: pro šrouby s řezaným závitem (nikoliv válcovaným) jako táhla, kotevní šrouby se únosnosti ve střihu a tahu násobí součinitelem 0,85. 1 1 tah Třecí spoje (kategorie B, C) - použije se VP materiál (8.8, 10.9) Únosnost v prokluzu: = počet třecích ploch s, Rd k snμ p.cd / γ 3 součinitel tření popř. pro kat. B γ 3.ser k s = 1 (pro nadměrné otvory 0,85; oválné 0,7) 7

Součinitel tření μ je dán třídou povrchu v době provedení spoje: tř. A (otryskaný drtí nebo granulátem) μ = 0,5 tř. B (otryskaný + speciální nátěr, metalíza) μ = 0,4 tř. C (očistěný kartáčem, plamenem) μ = 0,3 tř. D (neupravený, bez rzi): nepoužívat! μ = 0, Předpínací síla: p,c = γ 0, 7f Μ7 ubas / t, Rd Únosnost v otlačení: jako obyčejné šrouby, rozhoduje výjimečně! Únosnost v tahu: jako nepředepnutý spoj (zhruba stejná únosnost!!!) (pro vysvětlení viz doplňující poznámky) Interakce smyk + tah: s, Rd = ksnμ ( p,c 0,8 t,ed ) / γ 3 pro běžné vrtání k s = 1 odečteno 80 % vnějšího tahu popř. pro kat. B γ 3.ser Pozn.: Obvykle však tlak vyrovnává tahy, tření tedy zůstává a únosnost v prokluzu se nesnižuje (např. u konzol) viz obrázek: tlak tah 8

Páčení šroubů stojina sloupu T,Rd Idealizace pomocí únosnosti T průřezu délky l eff : T,Rd l eff čelní desky t šroub d stojina nosníku T,Rd T,Rd +Q T,Rd +Q Q Q = páčící síla e m T,Rd t,rd Pro dostatečnou tloušťku čelní desky t páčení nevznikne (Q = 0, odtud T,Rd = t,rd ). Např. podle ČSN 731401/1998 páčení šroubu o průměru d nevznikne, pokud: t te = 4, 3 3 m d e Praktický postup podle EN 1993-1-8: Pro namáhání šroubu tahem se určí snížená tahová únosnost šroubu v T přípoji (tj. při páčení) T,Rd t,rd. Vzorce jsou uvedeny v normě, popř. na webu přednášek Pomůcky, pro 3 způsoby porušení: -vytvoření 4 plastických kloubů v pásnici délky l eff, -vytvoření plastických kloubů v pásnici délky l eff, - nebo přetržení šroubů tahem. t,rd m e t,rd m e t,rd m e 9

Rozdělení sil na skupinu šroubů Pružné Plastické - lze vždy - nelze u kategorie C - nelze pokud rozhoduje střih ( v,rd < b,rd ) 1. Smykové spoje (přeplátované spoje) - vesměs pružné řešení síla ø d na 1 šroub = V,Ed n zde n = 6 pro dlouhý spoj (L j >15 d) se únosnost redukuje doporučuje se max. 6 šroubů v řadě za sebou! moment L j 1 r 1 r 1 = 1 r1 + r +... = ir i r1 1 r1 = =... r r 3 3 i T r 1 1 = = ri... 10

síla a moment představuje přípoj (jednou řadou šroubů): styčníkový plech připojované plechy nebo polovinu (!!) styku (zde též 4 šrouby): příložky stykovaný plech 5 4 nejvíce namáhaný je krajní šroub: T V,Ed = 3 1 1, + r 1 r 1, h... silová podmínka: momentová podmínka: střih otlačení = 1, 1, jednoduchý příklad pro šrouby v přípoji: n zde 5 r = 1 popř. = β r h i tab. TP64, literatura h 1, = / 1,, = / h Pozn.: plastické řešení rozdělení sil ve smykovém spoji je výjimečné!! 11

. Tahové spoje - přípoj na čelní desku (konzola, rámový roh) V Ed 1 řešení pružné 1 r 1 plastické - obvyklejší řešení a snadný posudek: Rd,pl = Σ r i T,Rd,i Ed ; T,Rd T,Rd (spodní V Ed šrouby) střed otáčení = tuhý bod průřezu (střed pásnice) V 1 r Pružné posouzení: od síly : = V,Ed od momentu = Ve: ( r + r + r ) V Rd V Ed 1 1 3 3 = 3 r 3 1 r1 1 r1 = = e r 3 r3 výztuhy!!! (jinak tzv. polotuhý styčník) r1 odtud: t,ed = 1 = T, Rd ri Interakce obou namáhání (od a ) : pro běžné šrouby ano (viz vztah výše), pro předpjaté šrouby ne (pozn. str.8). Rd,pl chování při testu ϕ tuhý kout, (jinak je střed jinde) V n v,rd b,rd s páčením 1

Rámy s polotuhými styčníky přípoj se deformuje kloubový (na konzolku) tuhý (s výztuhami!!) (na čelní desku) bez výztuh polotuhé (např. stojina/pásnice sloupu je přemáhána) pl tuhý (s plnou únosností) polotuhý kloubový φ (natočení) odel pro globální pružnou analýzu a polotuhý styčník: pl j,rd ⅔ j,rd S j,ini S j,ini /η φ η = pro styk nosník-sloup 3 pro jiný typ styku S j,ini vztahy podle komponent styčníku uvedeny v normě Výhody: - jednoduché (levné), přitom přebírají určitý moment. Nevýhody: - složitější výpočet přibližný (tabulky), nelineární (nutné znát tuhost styčníků, obvykle z experimentů). 13

Doplňující informace 14

Únosnost předpjatého šroubu v tahu Tah ve šroubu t.rd p.c t.rd p.c Tah na spoj ~1,1 p.c p.c Tlak v třecí ploše Odtud plyne: Při zatěžování spoje dochází k odlehčování v třecí ploše (pro jeden šroub ve velikosti asi 10x plochy šroubu). Únosnost spoje v tahu zůstává přibližně na úrovni únosnosti nepředepnutého šroubu. 15

Přeplátovaný styk ohýbaného nosníku (dříve častý, dnes častěji spoj s čelními deskami a předpjatými šrouby pro omezení deformace spoje) slepý šroub příklad napjatosti σ σ = f y / γ 0 σ w σ f velké rozteče osa y "běžné" rozteče y.. stanovena pro neoslabený průřez σ.. stanoveno s uvažováním W net Postup návrhu styku: 1. Nakreslit styk - stanovit rozteče, počty šroubů v příčném řezu,. Rozhodnout výpočet: a) na dané síly Ed, V Ed (a napětí σ) b) na únosnost (σ = f y /γ 0 ) 16

Styk pásnice: příložky síla Apříl.net A f,net počet např. obyčejných šroubů: Styk stojiny: příložky moment = A σ (příp. oslabená plocha A net ) W f f příl.net W w, net w = Sd f f = f n = Sd min (na obrázku jsou 4) h' f min = min ( V,Rd ; vzdál. těžišť pásnic b, Rd ) Iw (pro pružné řešení přibližně w Sd ) I posouzení navržených šroubů: V n Sd 1, = 1, = na obrázku je 6 h w β w = 1, + 1, min 17