METALNE KONSTRUKCIJE II dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 1
Predmet br. teme Dodatne napomene objašnjenja uputstva NASLOV PODNASLOV PODNASLOV Osnovni sadržaj. Važniji pojmovi i sadržaji su štampani kao bold. Legenda dodatnih grafičkih simbola: Važno! Informativno. Praktična primena. Pozitivno. Varijante rešenja. Video prilog. Koraci u proceduri. Negativno. Analiza slučaja. Videti literaturu/tablice/propise. dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 2
Primer tipične hale sa osnovnim elementima konstrukcije i označenim statičkim pozicijama 501 Pokrivač 401 Rožnjača 402 Podužni KS 402 Poprečni KS 301 Glavni nosač 102 Fasadni Stub 201 Kranski nosač 101 Stub 102 VS za prijem sila kočenja 105 VS u kalkanu KS=krovni spreg VS=vertikalni spreg 103 Fasadna greda 001 Temelj 104 VS u podužnom zidu dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 3
DIZALICE Bitna odlika svakog industrijskog procesa je unutrašnji transport Najčešće se obavlja dizalicama: mosne, jednošinske, portalne, konzolne (sl.)... U industrijskim halama se koriste uglavnom mosne dizalice (jedna ili više) Podatke o dizalicama bitne za projektovanje kranske staze daje proizvođač dizalice: raspon mosta, sopstvena težina, nosivost, gabaritne mere dizalice, itd. dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 4
DIZALICE Osnovni konstruktivni elementi mosne dizalice Čeoni nosači Glavni nosač (most) Mačka Kuka Kranski nosač sa šinom dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 5
DIZALICE Kretanja dizalice su uzrok nastanka inercijalnih sila Glavno kretanje (most) Poprečno kretanje (mačka) Vertikalno kretanje (kuka) dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 6
DEJSTVA OD KORISNOG TERETA NA KONSTRUKCIJU HALE Put opterećenja: teret kuka užad mačka most čeoni nosači točkovi šine kranski nosači konstrukcija hale dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201.
DEJSTVA OD DIZALICA Vertikalna dejstva: sopstvena težina dizalice + korisno opt. (teret) Horizontalna dejstva: inercijalne sile ubrzanja/usporenja pokretnih delova dizalice (most, mačka) i drugih dinamičkih dejstava Reprezentativne vrednosti dejstava od dizalica su karakteristične vrednosti koje se sastoje od statičke i dinamičke komponente Dinamičke komponente usled vibracija od sila inercije/prigušenja se računaju kao statičke veličine uvećane dinamičkim faktorima: F φ,k = φ i * F k F φ,k = karakteristična vrednost dejstva dizalice φ i = dinamički faktor F k = karakteristična statička komponenta dejstva dizalice dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 8
DEJSTVA OD DIZALICA Vertikalna dejstva (promenljiva): sopstvena težina dizalice + korisno opt. Ova dejstva definiše proizvođač dizalice kao max/min pritisak po jednom točku dizalice (Q r,max, Q r,min ) koji se množi dinamičkim koeficijentom φ=1,1-1,2 dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 9
KATALOG DIZALICE - PRIMER Podaci o dimenzijama dizalice Podaci o max./min. pritiscima točkova Izvor: Zarić, Čel. konstrukcije u građevinarstvu dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 10
DEJSTVA OD DIZALICA Horizontalno dejstvo u podužnom pravcu (sila kočenja) - promenljivo: H L,i = φ 5 * K / n r Horizontalno dejstvo u poprečnom pravcu (bočni udar) - incidentno: H B,2 = 0,1 * (Q + G m ) φ 5 = 1,0-3,0; dinamički faktor zavisan od naglosti promene sila (postepeno, naglo...) K = μ * m w * Q r,min ; pogonska sila n r = 1-2; broj kranskih nosača μ = 0,2; koeficijent trenja čelik-čelik m w = broj pogonskih točkova (najčešće 2) Q r,min = min. sila po točku dizalice bez tereta (iz kataloga) Q = težina tereta G m = težina mačke (iz kataloga) dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 11
OPTEREĆENJA KRANSKOG NOSAČA (EN 1993-6) Dvoosno savijanje usled vertikalnih i bočnih horizontalnih dejstava Centrični pritisak ili zatezanje usled podužnih horizontalnih dejstava Torzija usled ekscentriciteta bočnih horizontalnih dejstava u odnosu na centar smicanja poprečnog preseka kranskog nosača Vertikalne i horizontalne smičuće sile usled vertikalnih dejstava i bočnih horizontalnih dejstava Lokalni efekti (koncentracija napona, gnječenje rebra) usled dejstva točkova dizalice na šinu i kranski nosač dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 12
PARCIJALNI KOEFICIJENTI SIGURNOSTI (EN 1993-6) Otpornost elemenata i poprečnih preseka Otpornost elemenata i pop. preseka na popuštanje, uključujući lokalno izbočavanje γ M0 =1,00 Otpornost elemenata na nestabilnost određenu proverom elemenata γ M1 =1,00 Otpornost zategnutih poprečnih preseka na lom γ M2 =1,25 Otpornost spojeva Otpornost zavrtnjeva, zavarenih spojeva, naležnih ploča γ M2 = 1,25 Otpornost na proklizavanje pri GSN (kategorija C) γ M3 = 1,25 Otpornost na proklizavanje pri GSU (kategorija B) γ M3,ser =1,00 Otpornost spojeva kod rešetkastih nosača od šupljih profila γ M5 = 1,00 Prednaprezanje VVZ γ M = 1,00 dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 13
GRANIČNA STANJA UPOTREBLJIVOSTI (EN 1993-6) Granične vrednosti deformacija Horizontalni ugib kranskog nosača u visini GIŠ δ y L/600 Osni razmak kranskih šina, uključujući i uticaje temp. promena Δs 10 mm Vertikalni ugib kranskog nosača δ z L/600 δ z 25 mm Denivelacija između kranskih šina Δh s/600 Vertikalni ugib kranskog nosača jednošinske dizalice usled korisnog tereta δ pay L/600 L = raspon kranskog nosača = razmak stubova u podužnom pravcu s = osni razmak kranskih šina dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 14
KONSTRUISANJE Mosne dizalice - najčešći tip dizalica u industrijskim halama Statički sistemi kranskih staza: Prosta greda (najčešće - jednostavna analiza, izvođenje i montaža) Kontinualni nosač Gerberov nosač (retko) Konstrukciono oblikovanje: najčešće I profil (valjani ili zavaren) - pogodan za male raspone i velika opterećenja; lako izvođenje Mogući su i sandučasti i rešetkasti nosači Kranska staza je sadejstvujući sklop koji čini kranski nosač i šina dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 15
OSLONCI I UKRUĆENJA Mosne dizalice male nosivosti i raspona (Q < 10 t, L 6 m) Kranski nosač: I profil sa ojačanom gornjom nožicom radi prijema bočnih udara dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 16
OSLONCI I UKRUĆENJA Mosne dizalice velike nosivosti i raspona Kranski nosači se obavezno ukrućuju protiv savijanja oko vertikalne ose usled bočnih udara spregom za prijem bočnih udara (horizontalna rešetka ili rebrasti lim pešačke-revizione staze vezan za gornji pojas kranskog nosača Pojasevi sprega: (1) gornji pojas kranskog nosača (2) greda u podužnom zidu hale Ovaj spreg istovremeno sprečava bočno torziono izvijanje (BTI) nosača Primer: kranski nosač oslonjen na stepenasti stub dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 1
OSLONCI I UKRUĆENJA Primer: kranski nosač oslonjen na konzole montirane na stubove Rebra za ukrućenje vertikalnog lima kranskog nosača (1) i vertikalnog lima konzole (2) 1 1 2 2 2 dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 18
OSLONCI I UKRUĆENJA Preko ispuštenih čeonih ploča (sl. levo) Tangencijalno ležište (sl. desno) - moguće potpuno obrtanje preseka (najbliže idealnom zglobu) Vežba: nacrtati date detalje u 3 projekcije dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 19
NOSAČI JEDNOŠINSKIH DIZALICA* Vešaju se o krovnu konstrukciju hale potrebna dopunska statička analiza Sastoje se od mačke sa vitlom koja se kreće po donjem pojasu nosača staze (mogući su i zakrivljeni nosači staze) Javlja se globalno savijanje nosača dizalice i lokalno savijanje nožice nosača *) monorejl staze; engl.: monorail dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 20
NOSAČI JEDNOŠINSKIH DIZALICA Veze monorejl staze i krovnog nosača (a) Neposredno: obični zavrtnjevi (manja opterećenja) (b) Posredno, moguća primena VVZ (veća opterećenja) (c) Zavareni prostorni rešetkasti nosač čiji je donji pojas istovremeno nosač jednošinske dizalice dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 21
PRORAČUN KRANSKIH STAZA - PRIMENA MKE - PRIMER Linearna analiza Nelinearna analiza dr T. Vacev - Metalne konstrukcije II 2016/201. 22