KONSTRUKCJE METALOWE 1 Przykład 6 Projektowanie spoin

KONSTRUKCJE METALOWE 1
Przykład 6
Projektowanie spoin pachwinowych łączących słupki krzyżulce blachy z pasami dźwigara kratowego
D6
849,5 kN
697,8 kN
697,8 kN
849,5 kN
3,00 m
3,00 m
24,00 m
Węzeł 7 Połączenia spawane
Rys 3a. Maksymalne siły prętach kratownicy
3,00 m
6, 7
G
7
,5
K6
-16
D7
9
1m
kN
N
,6 k
S7
-9
16
G
-1 0
8
77
,9
kN
D8
0,0 kN
D5
S6
5
K
16
,
-2
D4
77,4 kN
,7
kN
kN
S5
-2
53
D3
3,00 m
m
6
5
m
,42
G
154,7 kN
K
4
,4
kN
77
405,3 kN
S3 l = 4,50 m
77,4 kN
S2 l = 3,00 m
1m
5 ,4
0,0 kN
-7
l=
S1 l = 1,50 m
13
m
3,00 m
1m
,5 k
N
24
1001,3 kN
kN
kN
D2
3,3
5
98
5
4,
9,6
l=
5
3,00 m
K1
6, 7
G
l=
1001,3 kN
-1 6
,
16
G1
kN
,9
77
-10
D1
G2
kN
6,5
91
K 3 kN
,4
77
-
m
-5
K2
5m
G3
kN
,7
53
-7
-2
3, 3
-
G4
kN
8,5
59
-2
5
3,3
5m
154,7 kN
3, 3
5m
S4 l = 6,00 m
3,3
1001,3 kN
1001,3 kN
3,00 m
3,00 m
Konstrukcje metalowe 1
5. Projektowanie połączeń spawanych p. 4.5 EC 1993-1-8
Siły w prętach kratownicy przyjęto z rysunku 3a,
5.1 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie ściskanym K2 2L100x100x10
Siła w krzyżulcu K ,F, 216,5kN
a – grubość spoiny,
l – długość spoiny,
Aw – pole przekroju spoiny;
f granica plastyczności
f wytrzymałość na rozciąganie,
Gatunek stal: S 355, , (Tablica 3.1 EC 3-1-1)
f 355MPa 35,5kN/cm ;
f 510MPa 51,0kN/cm ,
γ 1 współczynnik redukcyjny,
γ 1,25 częściowy współczynnik dotyczący węzłów,
β 0,9 współczynnik korelacji dla spoin pachwinowych, (Tablica 4.1 EC 3-1-8 )
b – przyspawane ramię kątownika,
e – położenie prostopadłej osi środka ciężkości do przyspawanego ramienia kątownika,
t – grubość łączonego elementu.
Dobór grubości spoiny
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x10 = 7 mm
Przyjęto spoinę o grubości a = 4 mm
Warunek nośności P 4.5.3
"#,$%
' 1,0
"#,&%
"#,&% ()# ,% *
()# ,% → obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie
()# ,% ()# ,% (,
.
√3
/# 01
51,0
.
√3
0,9 ∗ 1,25
26,2 34756 Pole przekroju spoiny
8# 9 :; *;
Przykład 6
Konstrukcje metalowe 1
Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem)
:< + : :< + : >?,@A
BC?,AD
0,5 ∗ 216,5 ∗ 10E
103,466
261,73 ∗ 4
Siła "#,$% jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników
b = 100 mm
e = 28,2 mm
"#,$% H
:< ()#,% *< I
0,5 ∗ 216,5 ∗ 10E ∗ 28,2
:< 29,2466
261,73 ∗ 4 ∗ 100
Przyjęto l1 = 30 mm
: : "#,$% (I H)
()#,% * I
0,5 ∗ 216,5 ∗ 10E (100 28,2)
74,2466
261,73 ∗ 4 ∗ 100
Przyjęto l2 = 75 mm
5.2 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie rozciąganym S3 metodą uproszczoną.
Ze względów konstrukcyjnych i technologicznych zmieniono przekrój pręta na 2L 60x60x8
Warunek smukłości pręta
l = 450 cm, i = 1,8 cm
:
M ' 250
N
450
M
250 ' 250
1,8
Siła w słupku SE ,F, 154,7kN
Dobór grubości spoiny
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x8 = 5,6 mm
Przyjęto spoinę o grubości a = 3 mm
Warunek nośności P 4.5.3
()#,% → obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie
(,
.
√3
()#,% /# 01
Przykład 6
Konstrukcje metalowe 1
()#,% 51,0
.
√3
0,9 ∗ 1,25
Przykład 6
26,2 34756 Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem).
Siła "#,$% jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników
>
:< + : ?,@A BC?,A D
0,5 ∗ 154,7
:< + : 9,8456
26,2 ∗ 0,3
Przyjętołącznądługośćspoinl140mm.
Poleprzekrojuspoin
8d * ∗ : 0,3 ∗ 14 4,256 Siła "#,$% jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników
b = 60 mm
e = 17,7 mm
Odległość środka ciężkości spoin do środka ciężkości kątownika (działania siły)
e1= b/2 - e = 60/2 - 17,7 = 12,3 mm
Moment działający w środku ciężkości spoin dla jednego kontownika.
e$% "#,$% H< 0,5 ∗ 154,7 ∗ 1,23 95,23456
Momentybezwładnościspoinwzględemosix,zibiegunowy.Pominiętogrubośćspoinzewzględunanie
znaczywpływnawynikkońcowy.
m
jk 2: l n 2 ∗ 7(6/2) 126 56 756 2:E 2 ∗ 7E
o
jp 57 56 756
12
12
o
j jk + jq 126 + 57 183 56 756
Naprężenia w spoinie w najbardziej wytężonym punkcie.
b
6
2
r1k e$% 2 95,2 ∗
5,2kN/cm
j ∗ *
183 ∗ 0,3
r1p e$%
o
s
t
uv ∗D
95,2 ∗
w
t
<xE∗,E
A
6,1kN/cm
0,5F, b e 0,5 ∗ 154,7 6,0 1,77
∗
∗
25,96kN/cm A – punkt sprawdzenia, miejsce
:< ∗ *<
b
7,0 ∗ 0,3
6,0
najbardziej wytężone spoiny
Sprawdzenie nośności.
r>,y r zr1p
+ (r1k + r> ) ' ()#,%
r zr1p
+ (r1k + r> ) ' 261,73 4766
r {6,1 + (5,2 + 25,96) 31,75
kN
' 26,2 34756
cm
Nośność połączenia nie została zapewniona. Zwiększono grubość spoiny a = 5 mm
*<
0,3
r>,y< r>,y 25,96
15,57kN/cm
*
0,5
kN
r {6,1 + (5,2 + 15,57) 21,64 ' 26,2 34756
cm
5.3 Wymiary blachy węzłowej zostały dobrane konstrukcyjnie ze względu na długości spoin łączących
krzyżulec i słupek z blachą węzłową. Konstrukcyjnie dobrano grubość spoiny łączącej blachę węzłową z
pasem dolnym kratownicy a = 4 mm na całej długości blachy.