Krute veze sa čeonom pločom

Transcript

1 Krute veze sa čeonom pločom Metalne konstrukcije 2 P6-1 Polje primene krutih veza sa čeonom pločom Najčešće se koriste za : Veze greda sa stubovima kod okvirnih nosača; Montažne nastavke nosača; Kontinuiranje sekundarnih nosača kod roštiljnih konstrukcija; Metalne konstrukcije 2 P6-2

2 Uslovi za primenu krutih veza sa čeonom pločom Opterećenja su pretežno mirna statičkog karaktera; Nosač i čeona pločasuodčelika čija granica razvlačenja f y nije manja od 240 MPa; Nosač je izrađen od I profila koji ispunjava uslov I w /I < 0,15; Primenjuju se prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi klase čvrstoće 10.9; Svi ovi uslovi se mogu ostvariti kod konstrukcija u zgradarstvu! Metalne konstrukcije 2 P6-3 Različite zone naprezanja kod krutih veza sa čeonom pločom Metalne konstrukcije 2 P6-4

3 Potencijalni oblici loma Zona zatezanja: plastifikacija nožice grede, lom po šavovima, plastifikacija čeone ploče, plastifikacija nožice stuba, plastifikacija rebra stuba, lom po zavrtnjevima. Zona pritiska: gnječenje rebra stuba, izbočavanje rebra stuba. Zona smicanja: smicanje rebra stuba (panelni mehanizam loma). Metalne konstrukcije 2 P6-5 Deformacije elemenata veze Neukrućeno rebro stuba Ukrućeno rebro stuba Metalne konstrukcije 2 P6-6

4 Osnovni elementi krute veze sa čeonom pločom-jus Zavrtnjevi za vezu čeone ploče sapriključnom površinom; Priključna površina (npr. nožica stuba); Čeona ploča; Šavovi za vezu nosačasačeonom pločom; Metalne konstrukcije 2 P6-7 Stanardni tipovi čeonih ploča Čeone ploče sa prepustom grupa A sa 2 zavrtnja u redu A1 (uske) sa 4 zavrtnja u redu A2 (široke) Čeone ploče bez prepusta grupa B sa 2 zavrtnja u redu B1 (uske) sa 4 zavrtnja u redu B2 (široke) Metalne konstrukcije 2 P6-8

5 Oblik i dimenzije standardih čeonih ploča Metalne konstrukcije 2 P6-9 Standardna rastojanja između zavrtnjeva Ova rastojana su manja od minimalnih, propisanih za smičuće spojeve! u a 1 e 1 e 2 w 1 w 2 w 3 mm mm mm mm mm mm mm M (80) M20 10 za h<200mm (100) a M t f 1+Δ 20 za 200<h< (120) <Δ<4mm M27 30 za h>400mm (140) M (140) NAPOMENE: (1) Vrednosti u zagradama se odnose na nosače sa debljinom rebra većom od 10 mm. (2) Δ je dodatak za zaokruživanje na 5 mm. Metalne konstrukcije 2 P6-10

6 Proračun zavrtnjeva za vezu čeone ploče Zavrtnjevi u zoni zatezanja za prijem momenta savijanja M N t h h h t f h a t 2 f / 2 za grupu A za grupu B. Metalne konstrukcije 2 P6-11 Kontrola nosivosti najopterećenijeg zavrtnja u zoni zatezanja F t Ft, dop ν 3 F p F t sila zatezanja u jednom zavrtnju usled momenta savijanja Grupa Tip 1 Tip 2 A B N Ft N F t t M 4 h F t Nt 4 + 0,8 4 Nt M 7,2 7,2 4 ( ) h t M 2 h F t 2 ( 2 + 0,8 2) 3,6 3,6 h N t N t M Metalne konstrukcije 2 P6-12

7 Zavrtnjevi za prijem transverzalne sile (V) F v Fs, dop nc Pritisak se prenosi kontaktom, pa se zavrtnjevi u pritisnutoj zoni koriste za prenošenje sile smicanja! Ukoliko zavrtnjevi u pritisnutoj zoni nisu dovoljni za prijem transverzalne sile (V), onda se sila predaje i zavrtnjevima u zoni zatezanja! Oni se tada proveravaju na kombinovano naprezanje: zatezanje i smicanje! Zavrtnjevi su jednosečni; V Metalne konstrukcije 2 P6-13 Određivanje debljine lima priključne površine (nožice stuba) Tip veze Debljina nožice t A1 0,80d A2 1,00d B1 1,00d B2 1,25d A1 1,10d A2 1,40d B1 1,00d B2 1,30d Debljina nožice stuba zavisi od: tipa veze, prečnika zavrtnja i ukrućenja na rebru nosača. Debljina nožice stuba ne treba da bude manja od polovine debljine čeone ploče! Metalne konstrukcije 2 P6-14

8 Povećanje krutosti nožica stuba pomoću kontra pločica Metalne konstrukcije 2 P6-15 Proračun čeone ploče bez prepusta Metalne konstrukcije 2 P6-16

9 Proračun čeone ploče sa prepustom Metalne konstrukcije 2 P6-17 Uprošćen postupak određivanja debljine čeone ploče u funkciji prečnika zavrtnja Tip veze Debljina čeone ploče d p A1 1,00d A2 1,25d B1 1,50d B2 1,70d NAPOMENE: (1) Debljinu čeone ploče d p zaokružiti na parne milimetre. (2) Kod čeonih ploča tipa A1 i A2, ukoliko su zavarene K šavom, debljinu ploče povećati za 10 mm. (3) Sa d je označen prečnik zavrtnja. Metalne konstrukcije 2 P6-18

10 Veza čeone ploče sa zategnutom nožicom nosača Metalne konstrukcije 2 P6-19 Proračun šavova za vezu nosača sačeonom pločom Tačka 1: Tačka 2: M y n σ w, dop Wy, w V S y, w,2 V II σ w, dop I y, w 2a2 2a2 l w,2 V Tačka 3: n M I y, w y z 3 V II V S I y, w y, w,3 2a u n + VII w, dop σ σ Metalne konstrukcije 2 P6-20

11 Veze greda-stub prema EC3 Evrokod razlikuje 20 komponenata veze greda stub. Različiti tipovi veza sadrže različite komponente! Obuhvaćeni su sledeći tipovi veza: - Veze sa čeonim pločama sa prepustom, - Veze sa čeonim pločama bez prepusta, - Veze u kompletno zavarenoj izradi, - Veze sa ugaonicima na nožicama, - Stope stubova. Metalne konstrukcije 2 P6-21 Najvažnije karakteristike veze - Nosivost; - Krutost; - Kapacitet rotacije; Kod veza opterećenih na savijanje (momentne veze) ove karakeristike mogu da se odrede na osnovu M-Φ krive; Metalne konstrukcije 2 P6-22

12 M-Φ kriva M j,rd S j moment nosivosti veze rotaciona krutost Φ Cd kapacitet rotacije Metalne konstrukcije 2 P6-23 Komponenta Proračunska nosivost Reference Koeficijent krutosti Kapacitet rotacije 1 2 Smičuće polje rebra stuba Rebro stuba opterećeno poprečnim pritiskom i i Najznačajnije osnovne komponente veze 3 Rebro stuba opterećeno poprečnim zatezanjem i Nožica stuba opterećena savijanjem i Čeona ploča opterećena savijanjem Ugaonik na nožici opterećen savijanjem Metalne konstrukcije 2 P6-24

13 Komponenta Proračunska nosivost Reference Koeficijent krutosti Kapacitet rotacije 7 8 Nožica i rebro grede ili stuba opterećeni pritiskom Rebro grede opterećeno zatezanjem *) *) Najznačajnije osnovne komponente veze (nastavak) 9 Ravan lim opterećen zatezanjem ili pritiskom zatezanje - EN pritisak - EN *) 10 Zavrtnjevi opterećeni na zatezanje Sa nožicom stuba: Sa čeonom pločom: Sa ugaonikom: Zavrtnjevi opterećeni na smicanje Zavrtjevi opterećeni na pritisak po omotaču rupe 12 (na nožici grede ili stuba, na čeonoj ploči ili ugaoniku) *) Nema raspoloživih informacija u ovom delu *) Metalne konstrukcije 2 P6-25 Moment nosivosti veze greda-stub - Nosivost određene zone veze (zatezanja, pritiska i smicanja) se određuje kao minimalna vrednost nosivosti svih komponenata koje učestvuju u prenošenju sila; - Moment nosivosti veze jednak je proizvodu nosivosti odgovarajuće zone i kraka unutrašnjiih sila (između centra pritiska i zatezanja); - Postoje određena ograničenja u pogledu nosivosti pojedinih zona nosivosti veze; Metalne konstrukcije 2 P6-26

14 (a) Zavareni spoj Tip spoja Centar pritiska Krak sila Raspodela sila (b) Spoj sa ugaonicima na nožicama U sredini debljine pritisnute nožice U sredini debljine kraka ugaonika na pritisnutoj nožici z h - tfb h visina grede, tfb debljia nožice grede. Rastojanje od centra pritiska do težišta reda zavrtnjeva u zoni zatezanja Moment nosivosti (uprošćen proračun) M j, Rd z F Rd (c) Čeona ploča bez prepusta i jednim aktivnim redom zavrtnjeva u zoni zatezanja (d) Čeona ploča sa prepustom i dva aktivna reda zavrtnjeva u zoni zatezanja U sredini debljine pritisnute nožice U sredini debljine pritisnute nožice Rastojanje od centra pritiska do težišta reda zavrtnjeva u zoni zatezanja Na strani sigurnosti može se usvojiti da je z jednako rastojanju od centra pritiska do tačke na sredini rastojanja između ova dva reda zavrtnjeva Moment nosivosti (za više redova zavrtnjeva) M j, Rd hr Ftr, Rd r (e) Druge čeone ploče sa prepustom i dva ili više redova zavrtnjeva u zoni zatezanja U sredini debljine pritisnute nožice Približna vrednost može da se odredi kao rastojanje od centra pritiska do tačke na sredini rastojanja između dva najudaljenija reda zavrtnjeva u zoni zatezanja. Tačnije vrednosti mogu da se odrede ako se usvoji da je krak sila z jednak ekvivalentnom kraku sila zeq koji se određuje primenom metode koja je data u Metalne konstrukcije 2 P6-27 Ekvivalentni T-element Obuhvata se nosivost sledećih komponenata veze: - Nosivost nožice stuba na savijanje i nosivost zavrtnjeva na zatezanje; - Nosivost čeone ploče na savijanje i nosivost zavrtnjeva na zatezanje; Metalne konstrukcije 2 P6-28

15 Modeli loma T-elementa Obuhvaćena su tri potencijalna vida loma: - Lom potpunom plastifikacijom nožice T-elementa; - Lom zatezanjem zavrtnjeva; - Kombinovan lom delimičnom plastifikacijom nožice T-elementa i zatezanjem zavrtnjeva; Za nosivost T-elementa se usvaja minimalna vrednost! Metalne konstrukcije 2 P6-29 T-element Metalne konstrukcije 2 P6-30

16 Lom potpunom plastifikacijom nožice T- elementa Karakterističan je za nožice stuba ili čeone ploče male debljine! Metalne konstrukcije 2 P6-31 Kombinovan lom delimičnom plastifikacijom nožice T-elementa i zatezanjem zavrtnjeva Karakterističan je za nožice stuba ili čeone ploče srednje debljine! Metalne konstrukcije 2 P6-32

17 Lom zatezanjem zavrtnjeva Karakterističan je za nožice stuba ili čeone ploče velike debljine! Metalne konstrukcije 2 P6-33