Označ Ozna avanje legura Serije Al-legura Serija 1XXX Serija 2XXX Serija 3XXX Serija 4XXX Serija 5XXX Serija 6XXX Serija 7XXX Serija 8XXX

Transcript

1 Označavanje Al-legura legura Aluminijumske legure su, u zavisnosti od legirajućih elemenata i stanja proizvoda, podeljene u serije. Usvojen je numerički sistem označavanja pomoću četvorocifrenih arapskih brojeva od kojih prvi definiše seriju, prema preovlađujućim legirajućim elementima; Postoji 8 serija Al-legura; legura; Lake metalne konstrukcije P07-1 Serije Al-legura Serija 1XXX : U ovoj grupi su legure koje imaju najmanje 99% čistog g aluminijuma. Serija 2XXX : Legure aluminijuma sa bakrom, magnezijumom i silicijumom (Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Si). Serija 3XXX : Legure aluminijuma sa manganom (Al-Mn). Serija 4XXX : Legure aluminijuma sa silicijumom (Al-Si). Serija 5XXX : Legure aluminijuma sa magnezijumom (Al-Mg). Serija 6XXX : Legure aluminijuma sa silicijumom i magnezijumom (Al-Si-Mg). Serija 7XXX : Legure aluminijuma sa cinkom i magnezijumom (Al-Zn-Mg). Serija 8XXX : Legure aluminijuma sa ostalim legirajućim elementima. Lake metalne konstrukcije P07-2

2 Dodatne oznake Ostali brojevi u osnovnoj oznaci (XXX) podrobnije opisuju pojedina svojstva konkretne Al-legure. Pored osnovne oznake Al-legure mogu da imaju i dodatne oznake koje opisuju stanje, odnosno način termičke obrade. Proizvod od iste legure dobijen istim osnovnim proizvodnim procesom, ima bitno različite upotrebne osobine u zavisnosti od načina termičke obrade proizvoda, odnosno stanja. Lake metalne konstrukcije P07-3 Značenje dodatnih oznaka Lake metalne konstrukcije P07-4

3 Evrokod 9: Proračun aluminijumskih konstrukcija EN : Opšta konstrukcijska pravila (General structural rules); EN : Proračun konstrukcija na dejstvo požara (Structural fire design); EN : Konstrukcije osetljive na zamor (Structures susceptible to fatigue); EN : Hladnooblikovani konstrukcioni limovi (Cold-formed structural sheeting); EN : Ljuske (Shell structures); Lake metalne konstrukcije P07-5 EN : Opšta konstrukcijska pravila Osnovni standard za proračun konstrukcija od Al-legura objavljen je god; Sadrži 8 poglavlja i 13 Aneksa na preko 200 str; P1: Opšte odredbe, db P2: Osnove proračuna, P3: Materijali, P4: Trajnost, P5: Konstrukcijska analiza, P6: Granična stanja nosivosti, P7: Granična stanja upotrebljivosti, P8: Proračun veza. Lake metalne konstrukcije P07-6

4 Aneksi Aneks A: Klase izvođenja; Aneks B: Ekvivalentni zategnuti T-element; Aneks C: Izbor materijala; Aneks D: Korozija i zaštita površina; Aneks E: Analitički modeli za vezu napon-dilatacija; ij Aneks F: Ponašanje poprečnih preseka iznad granice elastičnosti; Aneks G: Kapacitet rotacije; Aneks H: Metoda plastičnih zglobova za kontinualne nosače; Aneks I: Bočno-torziono izvijanje nosača i torziono ili torzionofleksiono izvijanje pritisnutih elemenata; Aneks J: Karakteristike poprečnih preseka; Aneks K: "Šir leg" efekti pri proračunu elemenata; Aneks L: Klasifikacija veza; Aneks M: Veze ostvarene lepljenjem; pj j Lake metalne konstrukcije P07-7 P1: Opšte odredbe Polje primene standarda; Veza sa ostalim Evrokodovima i bitnim EN standardima (EN1990, EN1991, EN1090-3: Izvođenje đ čeličnih ih i aluminijumskih konstrukcija, Deo 3: Tehnički zahtevi za aluminijumske konstrukcije); Prateći referentni standardi (osnovni materijal: hemijski sastav, a termička č aobada, obrada, mehanička č asvojstva, tehnički č uslovi isporuke; svostva materijala i dimenzije; spojna sredstva, zavarivanje,...) Osnovni pojmovi i definicije; Simboli koji se koriste u standardu; Lake metalne konstrukcije P07-8

5 Konvencije osa Lake metalne konstrukcije P07-9 P2: Osnove proračuna Osnovni principi proračuna prema metodi graničnih stanja (ULS, SLS, metoda parcijalnih koeficijenata); U velikoj meri se poziva na EN 1990: Osnove proračuna; Životni vek konstrukcije, trajnost i robusnost (faktori koji utiču na trajnost Al-konstrukcija); Proračunske vrednosti glavnih promenljivih veličina (dejstva i uticaji okruženja, svojstva materijala, geometrijski podaci); Lake metalne konstrukcije P07-10

6 P3: Materijali Referentni standardi di za osnovni materijal i spojna sredstva; Dve grupe Al-legura: gnječene Al-legure (wrought aluminium alloy) i livene Al-legure (cast aluminium alloy); Mehanička svojstva za brojne Al-legure u skladu sa odgovarajućim EN (standardima); Velika varijacija mehaničkih svojstava različitih Al-legura; Više značajnih parametara za opisivanje ponašanja Al-legura nego za čelike! Uticaj temperature t na mehanička svojstva; Lake metalne konstrukcije P07-11 Gnječene Al-legure za konstrukcije Lake metalne konstrukcije P07-12

7 Livene Al-legure legure za konstrukcije Lake metalne konstrukcije P07-13 Svojstva materijala za gnječene Al-legure Mehanička svojstva materijala f 0 i f u su data posebno za tri grupe proizvoda: profilisane limove, trake i limove ekstrudirane (presovane) šipke, štapove, cevi i profile; otkivke. Pored osnovnih vrednosti mehaničkih svojstava, date su i redukovane vrednosti u ZUT-u f 0,haz f u,haz Takođe su dati i izduženje pri lomu A 50, klasa izvijanja j - A ili B (BC - buckling class) i parametar n p za Ramberg-Ozgudovu formulu); Lake metalne konstrukcije P07-14

8 Uticaj temperature na mehanička svostva Vrednosti mehaničkih svojstava važe za ekploatacione (servisne) temperature do 80ºC; U slučaju temperatura između 80ºC i 100ºC mehanička svojstva (f 0 f u f 0haz 0,haz f uhaz u,haz ) treba da se redukuju na sledeći način: X k karakteristična vrednost svojstva na temperaturi < 80ºC; T najviša servisna temperatura 80<T<100ºC; k 100 =0,1 za serije 3XXX i 5XXX i EN AW8011A; k 100 =0,2 za seriju 6XXX i EN AW7020 Za temperature preko 100 ºC treba da se redukuje i E! Lake metalne konstrukcije P07-15 Svojstva gnječenih Al-legura - limovi i trake Lake metalne konstrukcije P07-16

9 Svojstva gnječenih Al- legura - ekstrudirani profili Lake metalne konstrukcije P07-17 Konstante materijala Modul elastičnosti: E = N/mm 2 Modul smicanja: G = N/mm 2 Poasonov koeficijent: = 03 0,3 specifična masa: = 2700 kg/m 3 Koeficijent ij linearnog termičkog širenja: t =2,3x10-5 1/ºC Lake metalne konstrukcije P07-18

10 Mehanička svojstva mehaničkih spojnih sredstava Lake metalne konstrukcije P07-19 Dodatni materijal za zavarivanje Dodatni materijal za zavarivanje Al-legura (elektrode, elektrodne žice,...) može da se podeli na tri grupe, odnosno tipa. Izbor tipa dodatnog materijala zavisi od vrste (serije) Allegure koja se zavaruje i zahteva koje veza treba da ispuni. Evrokod 9 daje uputstva za izbor odgovarajućeg dodatnog materijala za konstrukcije. Lake metalne konstrukcije P07-20

11 Izbor dodatnog materijala za zavarivanje Gornji red: najbolji izbor u pogledu čvrstoće (nosivosti); Srednji red: najbolji izbor u pogledu korozije; Donji red: najbolji izbor u pogledu izbegavanja pojave prslina; Lake metalne konstrukcije P07-21 P4: Trajnost Evrokod 9 se poziva na osnovne zahteve u pogledu trajnosti ti koji su dati u EN 1990: Osnove proračuna; Na trajnost Al-konstrukcija negativno utiču korozija (u mnogo manjoj meri nego kod čelika) i zamor materijala (videti EN ); Zahtevi u pogledu trajnosti treba da budu zadovoljeni kroz primenu odgovarajuće klase izvođenja (execution classes), prema EN ; Klase izvođenja Al-konstrukcija su takođe opisane u EN Aneks A; Lake metalne konstrukcije P07-22

12 P5: Konstrukcijska analiza Sadržaj ovog dela je veoma sličan kao u EC3! Tipovi globalne analize (elastična, plastična; I reda i II reda); Kriterijumi za izbor tipa globalne analize; Početne imperfekcije (lokalne i globalne); Metode analize okvirnih nosača; metoda ekvivalentnog stuba; metoda ekvivalentnih bočnih uticaja; Lake metalne konstrukcije P07-23 Globalne i lokalne imperfekcije i ekvivalentne sile Lake metalne konstrukcije P07-24

13 Metode analize okvirnih nosača Lake metalne konstrukcije P07-25 P6: Granična stanja nosivosti - ULS Metoda proračunskih vrednosti - Metoda parcijalnih koeficijenata sigurnosti; Parcijalni koeficijenti za kontrole nosivosti poprečnog preseka i elementa na izvijanje: M1 =1,10; Parcijalni koeficijent za nosivost neto preseka na zatezanje: M2 =1,25; Parcijalni koeficijenti sigurnosti za proračun nosivosti veza (definisani u poglavlju 8); Lake metalne konstrukcije P07-26

14 Klase poprečnih preseka Klasa 1 Preseci koji imaju dovoljan kapacitet rotacije da formiraju plastični zglob koji omogućava upotrebu globalne plastične analize bez redukcije nosivosti. Klasa 2 Poprečni preseci koji mogu da dostignu plastični moment nosivosti, ali imaju ograničeni kapacitet rotacije usled lokalnog izbočavanja, koji nije dovoljan za globalnu plastičnu analizu Klasa 3 Poprečni preseci kod kojih je dostignuta granica razvlačenja samo u krajnjim vlaknima, ali je dalja plastifikacija onemogućena usled lokalnog izbočavanja. Može se razviti samo elastični moment nosivosti. Klasa 4 Poprečni preseci kod kojih se usled lokalnog izbočavanja ne može dostići granica razvlačenja f 0,2 ni u najudaljenijem vlaknu preseka. Do izbočavanja dolazi pre nego što se plastifikuje najopterećenije vlakno u poprečnom preseku. Lake metalne konstrukcije P07-27 Lake metalne konstrukcije P07-28

15 Klasifikacija poprečnih preseka Klasa se određuje za sve pritisnute delove poprečnog preseka; Klasa dela preseka zavisi od njegove vitkosti (odnos širina/debljina), načina naprezanja, uslova oslanjanja, vrste Al-legure; Za klasu poprečnog preseka se usvaja klasa njegovog najnepovoljnijeg pritisnutog dela (najviša klasa); Lake metalne konstrukcije P07-29 Definicija različitih delova poprečnog preseka Lake metalne konstrukcije P07-30

16 Koeficijent vitkosti za neukrućene delove poprečnog preseka Lake metalne konstrukcije P07-31 Koeficijent A za unutrašnje delove preseka i konzolne delove preseka sa maksimalnim naponom pritiska u oslonjenoj ivici (uklješetenju) B - za konzolne delove preseka sa maksimalnim naponom pritiska na slobodnoj ivici (prepustu) Lake metalne konstrukcije P07-32

17 Modeli loma ukrućenih delova preseka Model 1 Ukrućeni deo preseka se izbočava zajedno sa ukrućenjem - distorziono i izvijanje ij j (a); Model 2 Izbočavanje ukrućenog polja i ukrućenja je nezavisno, a veza ukrućenja sa presekom je prava (b). Model 3 Predstavlja kombinaciju prva dva modela (c). Superponiraju se uticaji lokalnog izbočavanja ravnog (neukrućenog) dela (d) i čitave ukrućene zone (e). Lake metalne konstrukcije P07-33 Koeficijent vitkosti za ukrućene delove poprečnog preseka Za uobičajena standardna ukrućenja (koja su iste debljine kao i element koji ukrućuju) i konstantan napon pritiska, koeficijent vitkosti može da se odredi na osnovu izraza za neukrućene delove preseka = ηb/t gde se koeficijent η određuje na osnovu dijagrama ili izraza, u zavisnosti od tipa i broja ukrućenja. Lake metalne konstrukcije P07-34

18 Koeficijent ij za poprečne preseke sa standardnim ukrućenjima opterećene konstantnim naponom pritiska Lake metalne konstrukcije P07-35 Koeficijent za poprečne preseke sa nestandardnim ukrućenjima opterećene konstantnim naponom pritiska Nestandardna jednostruka ukrućenja mogu da se zamene ekvivalentnim standardnim ukrućenjem u vidu prevoja ili rebra debljine t. Vrednost visine prevoja ili rebra c treba da se odredi tako da ekvivalentno ukrućenja ima isti moment inercije oko srednje ravni ravnog dela preseka kao razmatrano nestandardno ukrućenje! Koeficijent ij se onda određuje đ kao kod standardnih d ukrućenja! Lake metalne konstrukcije P07-36

19 Koeficijent vitkosti za kompleksna ukrućenja Za konstantan napon pritiska i ukrućenja složenog, kompleksnog preseka koeficijent vitkosti treba da se odredi na osnovu izraza: cr0 elastičan kritičan napon za neukrućeni deo, smatrajući da je zglobno oslonjen na ivicama; cr elastičan kritičan napon za ukrućeni deo, smatrajući daje zglobno oslonjen na ivicama; Na sličan način može da se odredi i koeficijent za slučaj promenljivog napona pritiska, samo se tada vrednosti cr0 i cr određuju za ivicu preseka koja je izložena najvećem naponu pritiska! Lake metalne konstrukcije P07-37 Određivanje klase pritisnutog dela poprečnog preseka Lake metalne konstrukcije P07-38

20 Granične vrednosti koeficijenta vitkosti Kod delova poprečnog preska opterećenih savijanjem (promenljiv dijagram normalnog napona), kod kojih je razmatrani deo preseka manje opterećen od najopterećenijeg vlakna poprečnog preseka, može da se koristi modifikovana vrednost koeficijenta : z 1 rastojanje od težišta preseka do najopterećenijeg vlakna preseka, z 2 rastojanje od težišta preseka do najopterećenijeg vlakna razmatranog dela preseka, Vrednosti z 1 i z 2 se određuju iterativno, za efektivan poprečni presek. Lake metalne konstrukcije P07-39