Przykład: Oparcie kratownicy

ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
Tytuł
SX033b-PL-EU
1
Strona
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Przykład: Oparcie kratownicy
Przykład przedstawia metodę obliczania nośności przy ścinaniu połączenia
doczołowego kratownicy dachowej z pasem słupa. Pas dźwigara jest taki
sam, jak pokazano w przykładzie SX017. W połączeniu zastosowano śruby
niespręŜone. Połączenie jest kategorii A: połączenie typu dociskowego.
UWAGA: Kompletne obliczenia powinny zawierać sprawdzenie nośności
wszystkich wymienionych niŜej części podstawowych połączenia. JednakŜe
w praktyce, w przypadku połączeń o typowych proporcjach, o nośności
decydują części podstawowe oznaczone gwiazdką (*) . W przykładzie
pokazano szczegółowy tok obliczeń tylko dla tych części podstawowych.
Opis sprawdzenia nośności wszystkich pozostałych części podstawowych
połączenia podany jest w opracowaniu [SN014].
Przed obliczeniami nośności połączenia na ścinanie dokonano oceny
ciągliwości (patrz rozdział 1) i sprawdzenia nośności połączenia spawanego
(patrz rozdział 2).
Nośność węzła przy ścinaniu
Tablica 1.1
Nośność węzła przy ścinaniu
Forma zniszczenia
Śruby przy ścinaniu*
Blacha czołowa przy docisku*
Element podpierający przy docisku
Blacha czołowa przy ścinaniu (przekrój brutto)
Blacha czołowa przy ścinaniu (przekrój netto)
Blacha czołowa przy ścinaniu (rozerwanie
blokowe)
Blacha czołowa przy zginaniu
Środnik belki przy ścinaniu*
VRd,1
VRd,2
VRd,3
VRd,4
VRd,5
VRd,6
VRd,7
VRd,8
* Formy zniszczenia sprawdzone w przykładzie (patrz Uwaga powyŜej)
Nośność węzła przy ścinaniu jest najmniejszą z wymienionych wyŜej
wartości.
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX033b-PL-EU
Strona
2
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Tytuł
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Blacha czołowa – szczegóły połączenia
Podstawowe dane
Układ
Styk kratownicy z pasem słupa
Słup
HEB 300 S275
Kratownica
Pas górny: 2 UPE 160
Przewiązki: UPE 80
Pas dolny: 2 UPE 140
Skratowanie: UPE 80
Rodzaj połączenia
Połączenie doczołowe, ze śrubami
niespręŜonymi
Kategoria A: Połączenie dociskowe
Blacha czołowa
bl. 10 × 200 × 260, S355
Śruby
M24, klasa 8.8
Spoiny pachwinowe
grubość a = 4 mm
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX033b-PL-EU
Strona
3
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Tytuł
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Słup HEB 300, S275
Wysokość
h
= 300 mm
Szerokość
b
= 300 mm
Grubość środnika
tw,c
= 11 mm
Grubość pasa
tf,c
= 19 mm
Promień wyokrąglenia
r
= 27 mm
Pole przekroju poprzecznego
A
= 149,1 cm2
Moment bezwładności
Iy
= 25170 mm4
Wysokość płaskiej części środnika dc
= 208 mm
Granica plastyczności
fy,c
= 275 N/mm2
Granica wytrzymałości
fu,c
= 430 N/mm2
Podpierana belka pasa górnego 2xUPE 160, S355
Wysokość
h
= 160 mm
Szerokość
b
= 70 mm
Grubość środnika
tw,b1 = 5,5 mm
Grubość pasa
tf,b1
= 9,5 mm
Promień wyokrąglenia
r
= 12 mm
Pole przekroju poprzecznego
A
= 21,7 cm2
Moment bezwładności
Iy
= 911,1 cm4
Granica plastyczności
fy,b1 = 355 N/mm2
Granica wytrzymałości
fu,b1 = 510 N/mm2
Blacha czołowa bl. 10 × 200 × 260, S355
Wysokość
hp
= 200 mm
Szerokość
bp
= 260 mm
Grubość
tp
= 10 mm
Granica plastyczności
fy,p
= 355 N/mm2
Granica wytrzymałości
fu,p
= 510 N/mm2
Dokument Ref:
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Tytuł
SX033b-PL-EU
4
Strona
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Kierunek działania obciąŜenia (1)
Liczba poziomych szeregów śrub
n1 = 2
Odległość od brzegu blachy do osi śrub pierwszego szeregu el
Podziałka między śrubami
= 65 mm
pl = 70 mm
Kierunek prostopadły do kierunku działania obciąŜenia (2)
Liczba pionowych rzędów śrub
n2
=2
Odległość od brzegu blachy do osi śrub pierwszego rzędu e2
= 50 mm
Odległość od brzegu słupa do osi śrub pierwszego rzędu
e2,c
= 70 mm
Podziałka
p3
= 160 mm
Śruby M24, 8.8
Całkowita liczba śrub ( n = n1 × n2 )
n
=4
Pole przekroju czynnego
As
= 353 mm2
Średnica trzpienia
d
= 24 mm
Średnica otworu na śrubę
do
= 26 mm
Średnica podkładki
dw
= 48 mm
Granica plastyczności
fyb
= 640 N/mm2
Granica wytrzymałości
fub
= 800 N/mm2
a
= 4 mm
Spoiny
Grubość spoiny
Współczynniki częściowe
γM0
= 1,0
γM2
= 1,25 (przy ścinaniu w SGN)
γM,u
= 1,1 (w przypadku nośności na działanie sił podłuŜnych w SGN)
Obliczeniowa siła poprzeczna (w SGN)
VEd
= 176 kN
Uwaga: VEd jest całkowitą siłą poprzeczną.
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
Tytuł
SX033b-PL-EU
Strona
5
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Dot. Eurokodu
1
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
WYMAGANIA CIĄGLIWOŚCI
Elementem podpierającym jest pas słupa, zatem połączenie powinno spełniać
następujące warunki:
tp ≤
d
2,8
f ub
f y, p
SN014
albo
tf, c ≤
d
2,8
f ub
f y,c
d
2,8
f ub
24 800
=
= 12,86 mm
f y, p 2,8 355
t p = 10 mm
PoniewaŜ t p < 12,86 mm , więc warunki ciągliwości są spełnione.
2
PROJEKTOWANIE SPOINY
Element podpierany wykonany jest z gatunku stali S355, więc wymagania są
następujące:
SN014
a ≥ 0,45t w, b1
0,45 × 5,5 = 2,5 mm
a = 4 mm
PoniewaŜ a > 2,5 mm, więc warunek jest spełniony.
3
NOŚNOŚĆ WĘZŁA PRZY ŚCINANIU
Nośność na ścinanie
VRd,1
= 0 ,8nFv, Rd
SN014
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX033b-PL-EU
Strona
6
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Tytuł
Dot. Eurokodu
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
Nośność pojedynczej śruby na ścinanie Fv,Rd jest określona jako:
Fv,Rd
=
α v f ub A
γ M2
PN-EN19931-8 Tablica
3.4
gdzie:
γM2
= 1,25 w przypadku nośności na ścinanie
αv
= 0,6 w przypadku śrub klasy 8.8
A
= As = 353 mm2
∴ Fv, Rd =
0,6 × 800 × 353
× 10 − 3 = 135,55 kN
1,25
∴ VRd,1 = 0,8 × 4 × 135,55 = 434 kN
Blacha czołowa przy docisku
VRd,2
= nFb, Rd
SN014
Nośność na docisk pojedynczej śruby Fb,Rd jest określona jako:
Fb, Rd =
k1α b f u, p d t p
PN-EN19931-8 Tablica
3.4
γ M2
gdzie:
αb
 e
= min  1 ;
 3d o

p1 1
− ;
3d o 4

f ub
; 1,0 

f u, p

e1
65
=
= 0,83
3d o 3 × 26
p1 1
70
1
− =
− = 0,65
3d o 4 3 × 26 4
f ub 800
=
= 1,57
f u, p 510
∴ αb
= min (0,83 ; 0,65 ; 1,57 ; 1,0 ) = 0,65
ARKUSZ OBLICZENIOWY
Dokument Ref:
SX033b-PL-EU
Strona
7
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Tytuł
Dot. Eurokodu
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006


e
= min  2 ,8 2 − 1,7 ; 2 ,5 
 do

k1
2,8
Wykonał
e2
2,8 × 50
− 1,7 =
− 1,7 = 3,68
do
26
∴ k1
= min (3,68 ; 2,5) = 2,5
∴ Fb, Rd
=
∴ VRd,2
= 4 × 159,12 = 636 kN
2,5 × 0,65 × 510 × 24 ×10
× 10 − 3 = 159,12 kN
1,25
Środnik pasa przy ścinaniu (w przypadku dwu ceowników)
PoniewaŜ blacha czołowa jest wyŜsza od ceownika, do obliczeń przyjęto
wymiar h zamiast hp.
f y,b1
VRd,8
= 2 × Av
VRd,8
= 2 × 0,9 × 160 × 5,5 ×
3 γ M0
= 2 × 0,9 h t w,b1
f y,b1
3 γ M0
355
× 10 −3 = 325 kN
3 × 1,0
SN014
ARKUSZ OBLICZENIOWY
SX033b-PL-EU
Dokument Ref:
Tytuł
Strona
8
z
7
Przykład: Oparcie kratownicy
Dot. Eurokodu
4
Wykonał
Edurne Núñez
Data
marzec 2006
Sprawdził
Jose A Chica
Data
kwiecień 2006
PODSUMOWANIE
PoniŜsza tablica podaje podsumowanie nośności określonych dla
poszczególnych form zniszczenia. Obliczenia wartości podanych w polach
zacieniowanych nie zostały przedstawione w przykładzie. Wartość
decydującą o nośności połączenia przy ścinaniu (tj. najmniejszą) podano
wytłuszczoną czcionką.
Forma zniszczenia
Nośność węzła przy
ścinaniu
Śruby przy ścinaniu
VRd,1
434 kN
Blacha czołowa przy docisku
VRd,2
636 kN
Element podpierający przy docisku
VRd,3
1020 kN
Blacha czołowa przy ścinaniu (przekrój
brutto)
VRd,4
646 kN
Blacha czołowa przy ścinaniu (przekrój
netto)
VRd,5
697 kN
Blacha czołowa przy ścinaniu
(rozerwanie blokowe)
VRd,6
544 kN
Blacha czołowa przy zginaniu
VRd,7
Nie dot.
Środnik pasa przy ścinaniu (dwa
ceowniki)
VRd,8
325 kN
Wymagania ciągliwości są spełnione (patrz rozdział 1).
Wymiar spoiny jest odpowiedni (patrz rozdział 2).
Przykład: Oparcie kratownicy
SX033b-EN-EU
Protokół jakości
TYTUŁ ZASOBU
Przykład: Oparcie kratownicy
Odniesienie
ORYGINAŁ DOKUMENTU
Imię i nazwisko
Instytucja
Data
Stworzony przez
Edurne Núñez
Labein
03/2006
Zawartość techniczna sprawdzona
przez
Jose A Chica
Labein
04/2006
1. Wielka Brytania
G W Owens
SCI
23/5/06
2. Francja
A Bureau
CTICM
23/5/06
3. Szwecja
B Uppfeldt
SBI
23/5/06
4. Niemcy
C Müller
RWTH
23/5/06
5. Hiszpania
J Chica
Labein
23/5/06
G W Owens
SCI
12/9/06
Zawartość redakcyjna sprawdzona
przez
Zawartość techniczna zaaprobowana
przez:
Zasób zatwierdzony przez
Koordynatora Technicznego
Poprawka 1, 17/5/07
Zmodyfikowano wartość VRd,8
Strona 9
Przykład: Oparcie kratownicy
SX033b-EN-EU
Informacje ramowe
Tytuł*
Przykład: Oparcie kratownicy
Seria
Opis*
Przykład przedstawia metodę obliczania nośności przy ścinaniu połączenia doczołowego
kratownicy dachowej z pasem słupa. Pas dźwigara jest taki sam, jak pokazano w przykładzie
SX017. W połączeniu zastosowano śruby niespręŜone. Połączenie jest kategorii A:
połączenie typu dociskowego.
Poziom
dostępu*
Umiejętności
specjalistyczne
Specjalista
Identyfikator*
Nazwa pliku
D:\ACCESS_STEEL_PL\SX\31-40\SX033b-PL-EU.doc
Format
Kategoria*
Microsoft Office Word; 10 stron; 1385kb;
Typ zasobu
Przykład obliczeniowy
Punkt widzenia
InŜynier
Temat*
Obszar stosowania
Budynki jednokondygnacyjne
Daty
Data utworzenia
28/06/2006
Data ostatniej
modyfikacji
Data sprawdzenia
WaŜny od
WaŜny do
Język(i)*
Kontakt
Polski
Autor
Edurne Núñez, Labein
Sprawdził
Jose A Chica, Labein
Zatwierdził
Redaktor
Ostatnia modyfikacja
Słowa
kluczowe*
Blacha czołowa, nośność przy ścinaniu, kratownica, spawanie, śruby
Zobacz teŜ
Odniesienie do
Eurokodu
EN 1993-1-1 : 2005; EN 1993-1-8 : 2005
Przykład(y)
obliczeniowy
SX012
Komentarz
Dyskusja
Sprawozdanie
Inne
SN014
Przydatność krajowa
EU
Instrukcje
szczególne
Strona 10