Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ Διάλεξη 3 Κοχλιωτές συνδέσεις. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών

Transcript

1 ιδηρές ατασκευές Διάλεξη 3 οχλιωτές συνδέσεις χολή Πολιτικών ηχανικών ργαστήριο εταλλικών ατασκευών

2 Άδεια Χρήσης ο παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. ια εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 ..Π. όλος συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές ύνδεση μελών κατασκευής μεταξύ τους σφαλής μεταφορά εντατικών μεγεθών από μέλος σε μέλος παιτήσεις: σφάλεια ατασκευασιμότητα υνέπεια με υπολογιστικό προσομοίωμα Δ ΔΞ 3 Χ Δ 3

4 διαιτερότητα συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές..π. ε αντίθεση με το έγχυτο επιτόπου του έργου οπλισμένο σκυρόδεμα, που εξασφαλίζει μονολιθικότητα λόγω του τρόπου κατασκευής, στις μεταλλικές κατασκευής τόσο η μελέτη (υπολογισμοί και σχεδίαση) των συνδέσεων, όσο και η κατασκευή τους, απαιτούν ιδιαίτερο χρόνο, προσπάθεια και προσοχή. ια το λόγο αυτό υπάρχει ειδικό μέρος του υρωκώδικα 3, αφιερωμένο στις συνδέσεις Δ ΔΞ 3 Χ Δ

5 ύποι συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές..π. οχλιώσεις κυρίως εργοταξιακή σύνδεση Δ ικόνα 3. υγκολλήσεις κυρίως εργοστασιακή σύνδεση ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 5

6 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.3 ΔΞ 3 Χ Δ 6

7 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 7

8 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.5 ΔΞ 3 Χ Δ 8

9 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.6 ΔΞ 3 Χ Δ 9

10 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.7 ΔΞ 3 Χ Δ

11 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.8 ΔΞ 3 Χ Δ

12 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3.9 ΔΞ 3 Χ Δ

13 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 3

14 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ

15 Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 5

16 ύποι κοχλιών και εξαρτημάτων..π. Δ ικόνα 3.3 ΔΞ 3 Χ Δ 6

17 εωμετρία κοχλία..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 7

18 Διάμετροι κοχλιών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 8

19 Διάμετροι οπών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 9

20 ύποι οπών..π. (α) κανονική ή υπερμεγέθης οπή Δ (β) οπή βραχείας σχισμής (γ) επιμήκης οπή ΔΞ 3 Χ Δ

21 Διάμετροι οπών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ

22 Ποιότητες χάλυβα κοχλιών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ

23 Ποιότητες χάλυβα κοχλιών..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 3

24 Όρια αποστάσεων κοχλιών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ

25 Όρια αποστάσεων κοχλιών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 5

26 Ποιότητες χάλυβα κοχλιών..π. ενική αρχή: Ποιότητα του χάλυβα κοχλιών καλύτερη από την ποιότητα του χάλυβα των συνδεόμενων ελασμάτων Δ ΔΞ 3 Χ Δ 6

27 ίδη έντασης κοχλιών..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 7

28 ηχανισμός λειτουργίας απλού διατεμνόμενου κοχλία..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 8

29 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 9 ηχανισμοί αστοχίας απλού διατεμνόμενου κοχλία Διάτμηση κορμού κοχλία ύνθλιψη άντυγας οπής ελάσματος

30 ναπτυσσόμενες τάσεις κορμού κοχλία..π. Διατμητικές τάσεις: τ F f ub A 3.6 f ub f ub όριο θραύσης σε εφελκυσμό d A π όριο θραύσης σε διάτμηση f ub 3 Δ F.6 fub A ΔΞ 3 Χ Δ 3

31 ντοχή κορμού κοχλία σε διάτμηση..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 3

32 ονότμητοι κοχλίες..π. ικόνα 3.5 Δ ΔΞ 3 Χ Δ 3

33 Δίτμητοι κοχλίες..π. ικόνα 3.6 Δ ΔΞ 3 Χ Δ 33

34 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 3 ντοχή κοχλία σε διάτμηση ανά επίπεδο διάτμησης κατά τον 3

35 νεργός επιφάνεια κοχλία..π. οχλίες d (mm) νεργός επιφάνεια A s (mm ) Δ 8, ΔΞ 3 Χ Δ 35

36 Άντυγα οπής..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 36

37 ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 37

38 ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 38

39 ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 39

40 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής πραγματική ιδεατή

41 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής πραγματική ιδεατή

42 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ ατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής πραγματική ιδεατή

43 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 3 ντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη ικόνα 3.7

44 ντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ

45 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 5 ντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη κατά τον 3

46 οχλιώσεις μεγάλου μήκους..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 6

47 οχλιώσεις μεγάλου μήκους..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 7

48 οχλιώσεις μεγάλου μήκους..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 8

49 ..Π. οχλιώσεις μεγάλου μήκους ειωτικός συντελεστής αντοχής σε διάτμηση κατά τον 3: β Lf L j 5d d.75 β. Lf Δ ΔΞ 3 Χ Δ 9

50 ντοχή απλών διατεμνόμενων κοχλιώσεων..π. F v,ed Δ F v,ed ατηγορία ριακή κατάσταση αστοχίας. Διάτμηση κορμού F v,ed F v,rd.ύνθλιψη άντυγας οπών F v,ed F b,rd ΔΞ 3 Χ Δ 5

51 Έλεγχος ολκιμότητας κατά..π. Διάτμηση κορμού F F brd, vrd, ύνθλιψη άντυγας ψαθυρή μορφή αστοχίας Δ όλκιμη μορφή αστοχίας ΔΞ 3 Χ Δ 5

52 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 5 φελκυόμενοι κοχλίες Δύναμη παράλληλη με τον άξονα του κοχλία F t,ed

53 ..Π. ντοχή σε εφελκυσμό κορμού F t,rd fuba =.9 γ φελκυόμενοι κοχλίες ικόνα 3.8 f ub : όριο θραύσης χάλυβα κοχλία s : ενεργός διατομή του κορμού του κοχλία γ =,5 ΔΞ 3 Δ Χ Δ M s 53

54 φελκυόμενοι κοχλίες..π. ντοχή σε διάτρηση ελάσματος B p,rd dm t f =.6π γ M d m : μέση διάμετρος της κεφαλής του κοχλία t : πάχος του ελάσματος f u : όριο θραύσης χάλυβα ελάσματος u ικόνα 3.9 γ =,5 Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 5

55 φελκυόμενοι κοχλίες..π. F t,ed ατηγορία D ριακή κατάσταση αστοχίας Δ. φελκυσμός κορμού F t,ed F t,rd. Διάτρηση ελάσματος F t,ed B p,rd ΔΞ 3 Χ Δ 55

56 ..Π. οχλιώσεις υπό διάτμηση και εφελκυσμό FV,Ed Ft,Ed +, F,F V,rd F t,ed t,rd F t,rd F V,Ed : διατμητική δύναμη που ασκείται στον κοχλία F t,ed : εφελκυστική δύναμη που ασκείται στον κοχλία F V,rd : διατμητική αντοχή του κοχλία F t,rd : εφελκυστική αντοχή του κοχλία F t,ed F v,ed ΔΞ 3 Δ Χ Δ 56

57 Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις: ηχανισμός λειτουργίας..π. ι αναπτυσσόμενες δυνάμεις τριβής μεταξύ των ελασμάτων δεν επιτρέπουν να πραγματοποιηθεί σχετική μετακίνηση τους Fv,Ed F v,ed εγκάρσιες δυνάμεις μεταξύ των ελασμάτων Δ δυνάμεις τριβής μεταξύ των ελασμάτων ΔΞ 3 Χ Δ 57

58 ..Π. Δ Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις k s μ F s,rd =n F γ M3 n : αριθμός των επιφανειών τριβής k s : συντελεστής σχήματος οπής (για κανονικές οπές k s =, για υπερμεγέθεις ή επιμήκεις οπές k s <) μ : συντελεστής τριβής F p,c : δύναμη προέντασης A s : ενεργός διατομή κορμού κοχλία (απομειωμένη λόγω σπειρώματος) γ 3 =, ντοχή σε ολίσθηση p, C F =,7 f A p, C ub s ΔΞ 3 Χ Δ 58

59 ..Π. Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις όνον ποιότητες 8.8 και.9 δύναμη προέντασης στο εργοτάξιο επιβάλλεται είτε με δυναμόκλειδο ή με μέτρηση της περιστροφής του κοχλία (πιο δύσκολο αλλά ασφαλέστερο) συντελεστής τριβής μ εξαρτάται από την επεξεργασία των επιφανειών (βαφή, αμμοβολή κλπ.) τον υρωκώδικα 3 προδιαγράφονται κατηγορίες επεξεργασίας,, B, C, D, με συντελεστές τριβής μ από, ως,5 ΔΞ 3 Δ Χ Δ 59

60 ..Π. Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις υντελεστής σχήματος οπής Δ ΔΞ 3 Χ Δ 6

61 ..Π. Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις υντελεστής τριβής Δ ΔΞ 3 Χ Δ 6

62 ..Π. Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις νοχές οπών Δ ΔΞ 3 Χ Δ 6

63 Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις..π. ατηγορία Β οχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθηση στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας Δ ατηγορία C οχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθηση στην οριακή κατάσταση αστοχίας ΔΞ 3 Χ Δ 63

64 ντοχή προεντεταμένων διατεμνόμενων κοχλιώσεων..π. ατηγορία Β οχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθηση στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας ριακή κατάσταση λειτουργικότητας. λίσθηση ελασμάτων F v,ed,ser F s,rd,ser ριακή κατάσταση αστοχίας. Διάτμηση κορμού Δ F v,ed F v,rd 3. ύνθλιψη άντυγας οπών F v,ed F b,rd ΔΞ 3 Χ Δ 6

65 ντοχή προεντεταμένων διατεμνόμενων κοχλιώσεων..π. ατηγορία C οχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθηση στην οριακή κατάσταση αστοχίας ριακή κατάσταση αστοχίας. λίσθηση ελασμάτων F v,ed F s,rd Δ. ύνθλιψη άντυγας οπών F v,ed F b,rd ΔΞ 3 Χ Δ 65

66 Προεντεταμένες κοχλιώσεις υπό εφελκυσμό και διάτμηση..π. ια συνδέσεις κατηγορίας Β: F = s,rd,ser k n μ F -,8 F s p,c t,ed,ser γ M3 ια συνδέσεις κατηγορίας C: F = s,rd ΔΞ 3 Δ Χ Δ k n μ F -,8 F s p,c t,ed γ M3 66

67 φελκυόμενα ελάσματα συνδεόμενα με προεντεταμένες κοχλιώσεις..π. ια απλές κοχλιώσεις : A f, 9 A f N t,rd = min N pl,rd;n u,rd = min ; γm γm y net u ια προεντεταμένες κοχλιώσεις : Δ A net N t,rd = γ m f y ΔΞ 3 Χ Δ 67

68 Πείροι..Π. ρθρωτή σύνδεση: Δ ΔΞ 3 Χ Δ 68

69 Παραδείγματα πείρων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 69

70 Παραδείγματα πείρων..π. Δ ικόνα 3. ΔΞ 3 Χ Δ 7

71 εωμετρία και απλό στατικό προσομοίωμα πείρου..π. έμνουσα δύναμη F Sd V Sd = Δ αμπτική ροπή FSd M Sd = b + c +a 8 ΔΞ 3 Χ Δ 7

72 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 7 εωμετρικοί περιορισμοί πείρων ύπος A : Δεδομένο πάχος t

73 ..Π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 73 εωμετρικοί περιορισμοί πείρων ύπος Β : Δεδομένη γεωμετρία

74 Έλεγχοι αντοχής πείρων..π. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 7

75 ..Π. ικόνες 3. ως 3.: ατάλογος αναφορών εικόνων λικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. ε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος προβείτε σε επικοινωνία με τη ονάδα λοποίησης νοικτών καδημαϊκών αθημάτων. Δ ΔΞ 3 Χ Δ 75

76 Χρηματοδότηση ο παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. ο έργο «νοικτά καδημαϊκά αθήματα..π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. ο έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του πιχειρησιακού Προγράμματος «κπαίδευση και Δια Βίου άθηση» και συγχρηματοδοτείται από την υρωπαϊκή Ένωση (υρωπαϊκό οινωνικό αμείο) και από εθνικούς πόρους.