METALE KOSTRUKCIJE I MOTAŽI ASTAVCI mr.sc. Jurko Zovkić
ZADATAK : obraditi problematiku konstruiranja, proračuna, i izrade montažnih nastavaka čeličnih konstrukcijskih elemenata obuhvatiti primjere najčešće korištenih poprečnih presjeka konstrukcijskih elemenata prikazati opći prikaz načina proračuna pojedinog nastavka, te uključiti numerički primjer prikaz projektiranja i proračun montažnih nastavaka na primjeru rešetkastog čeličnog nosača proračune provesti prema EC propisima /5
OPĆEITO O MOTAŽIM ASTAVCIMA karakteristično razdvajanje konstrukcijskih elemenata (stup, greda) u visokogradnji, kod mostova pojava ograničenja: kod tehnologije izrade (duljina i širina konstrukcijskih elemenata) kod uvjeta transporta dobro poznavanje statičkih uvjeta konstrukcijskog elementa rezultira: uspješnim ormiranjem nastavka ekonomičnom potrošnjom materijala (manje vijaka, manje dimenzije vezica, itd.) 3/5
mogućnost ormiranja nastavaka na mjestu manjih statičkih utjecaja ukoliko to sama konstrukcija dopušta montažni nastavci 4/5
MOTAŽI ASTAVCI ASTAVCI STUPOVA ASTAVCI GREDIH OSAČA ASTAVCI VLAČIH ELEMEATA 5/5
ASTAVCI STUPOVA dopremanje na gradilište do duljine 0 metara uvjetovanost nosivošću dizalice nastavke možemo izvesti pomoću vijaka, zavara i čelnih ploča 6/5
rupe za spojna sredstva ne izazivaju smanjenje nosivosti normalna naprezanja se određuju s obzirom na bruto poprečni presjek broj spojnih sredstava se određuje iz uvjeta da je njihova nosivost veća od uzdužne tlačne sile koja djeluje na štap raspodjela sila na pojasnicama i hrptu pretpostavlja se proporcionalno površini proračun nastavka izvedenog vijcima sadrži dva koraka: proračun vezica proračun vijaka potreban broj vijaka na pojasnicama i hrptu određuje se prema odgovarajućoj tlačnoj sili proračun vezica pojasnica i hrpta vrši se posebno, te ukupno 7/5
proračun nastavka pomoću čelne ploče sadrži dva koraka: dimenzioniranje čelne ploče dimenzioniranje zavara čelne ploče povezuju se vijcima koji služe za pridržanje pretežno se štapovi s čelnim pločama povezuju zavarivanjem kod štapova različitih poprečnih presjeka javlja se ekscentricitet i znatan moment savijanja čelne ploče 8/5
1-1 1 e e a b a 1 p p M W W y = pot γ M0 W bt = t pot 6 M γ y M0 6 Μ γ y M0 M = P e M = a 9/5
ASTAVCI VLAČIH ELEMEATA razlikujemo dva načina proračuna nastavka vijcima: prema vlačnoj sili ( Ed ) prema površini poprečnog presjeka (statički pokriven nastavak) proračun prema vlačnoj sili ( Ed ) proračun prema stvarnim statičkim utjecajima (najnepovoljnije kombinacije opterećenja) kontrola naprezanja u pop. presjeku elementa na mjestu nastavka slabljenje presjeka (rupe za vijke, ) potreba za ojačanjem poprečnog presjeka na mjestu nastavka 10/5
raspodjela uzdužne sile na pojasnice i hrbat vrši se razmjerno njihovim površinama sila u pojasnici A = Ed, Ed A sila u hrptu Aw = Ed, w Ed A proračun nastavka pojasnice: kontrola naprezanja u oslabljenom presjeku kontrola naprezanja u vezicama proračun broja vijaka n, uk trd,, F vrd, n, uk trd,, F brd, usvaja se veči broj vijaka < Ed, t, Rd,, v < Ed, t, Rd, 11/5
proračun nastavka hrpta: identičan proračunu nastavka pojasnice nastavljanje simetričnim dvostranim vezicama uz kontrolu naprezanja nastavaka pojasnice i hrpta potrebno je provesti kontrolu naprezanja čitavog presjeka proračun prema površini poprečnog presjeka nosivost svih elemenata veze veća ili jednaka nosivosti štapa izvan nastavka proračun vezica sila koju moraju prenijeti na mjestu mjerodavnog presjeka mora biti jednaka ili veća maksimalnoj sili koju može prenijeti izvan nastavka proračun vijaka nosivost vijaka mora biti veća od nosivosti štapa 1/5
proračun čelnih ploča čelne ploče mogu biti pune, ili prstenaste kod vlačnih štapova čelna ploča je izložena jakom savijanju a b t Radijalni moment b Ed β = = r a π b M = M = b β r t r Ed = β π 0.175 (1 ) 1.5log 0.175 (1 ) 1.5log β β M W y = W pot γ M0 M γ M0 b t b= 1 W = t pot 6 y 6 Μ γ y M0 13/5
MOTAŽI ASTAVCI OSAČA pretpostavlja se linearna raspodjela normalnih naprezanja pretpostavlja se da cjelokupnu poprečnu silu prima hrbat MOMET SAVIJAJA POPREČA SILA UZDUŽA SILA I M = M POJASICA I S I I I W M = M HRBAT w V = V POJASICA V = V HRBAT w I w S I S S A A = = A A w POJASICA HRBAT Ed w Ed I 14/5
proračun nastavka izvedenog vijcima prema reznim silama proračun obuhvaća tri koraka: kontrolu naprezanja na mjestu nastavka proračun broja vijaka proračun vezica kontrola naprezanja na mjestu nastavka: uzima se u obzir slabljenje vlačne pojasnice može se zanemariti pomicanje neutralne osi uslijed nesimetričnog slabljenja nosača proračun broja vijaka znatna razlika između proračuna broja vijaka pojasnice i hrpta moment savijanja koji prenose pojasnice zamjenjuje se ekvivalentnim spregom sila 15/5
c, F"i,M M = h' M + ri Mw t, vijci su izloženi djelovanju sila vlaka i tlaka ukoliko osim momenta savijanja djeluje i uzdužna sila, broj vijaka na pojasnici određujemo ovisno o sili u pojasnicama = ±, M, ukoliko se mjesto prekida nosača i težišta vijaka ne poklapa, uslijed poprečne sile, V, javlja se moment ekscentriciteta M' = M + M w w e I w = M + I V e 16/5
proračun sila u vijcima ovisi od odnosa visine i širine veze, tj. o vertikalnoj i horizontalnoj udaljenosti između prvog i zadnjeg vijka bm Fi,M z Fi,M hn T Fx,i,M Fy,i,M rmax a yi maxfm xi x razlikujemo dva tipa proračuna: za h n / b m, prema polarnom momentu inercije za h n / b m >, prema ekvatorijalnom momentu inercije u oba slučaja treba zadovoljiti uvjete nosivosti: F max brd, F max vrd, 17/5
PRORAČU PREMA POLAROM MOMETU IERCIJE PRORAČU PREMA EKVATORIJALOM MOMETU IERCIJE bm Fi,M Ms hn T z Fi,M Fx,i,M M'w hmax=(n-1)e T Fn,M=FM,max Fi,M F1,M h1 hi hmax=hn rmax a Fy,i,M yi maxfm xi x DJELOVAJE UZDUŽE I POPREČE SILE F V V w = F = n m n m F = M ' max max M, x w nm ri i= 1 F = M ' y x max max M, y w nm ri i= 1 VRIJEDOST SILE USLIJED DJELOVAJA MOMETA n max M M ' = m w hi h i= 1 max max F F h M ' = M ' = ϕ max w M w n m m h h max i i= 1 REZULTATA SILA = ( F + F ) + ( F + F ) max max M, x V max M, y = ( F + F ) + F max max M V 18/5
koeicijent kojim se obuhvaća broj i raspored vijaka na hrptu, ϕ m kod kontrole nosivosti vijaka potrebno je pretpostaviti njihov broj i raspored, potreban broj vijaka može se odrediti iz: 1 = + + F n m n V wuk, w l = h max n + 1 n 1 vrd, 6 M ' l w 19/5
proračun vezica proračun vezica na tlačnoj pojasnici i hrptu vrši se na osnovu bruto, a na vlačnoj pojasnici na osnovu neto površine poprečnog presjeka kod proračuna vezica na pojasnicama treba uzeti u obzir uzdužnu silu ukoliko djeluje, te uzdužne sile u pojasnicama koja nastaje uslijed djelovanja momenta savijanja: A = M / h' + za vlačnu pojasnicu t, t A A = M / h' + za tlačnu pojasnicu c, t A potrebne dimenzije vezica na hrptu mogu se odrediti iz izraza: M γ M0 W v, netto A wv, V γ y y M0 0/5
PRORAČU ASTAVKA IZVEDEOG POMOĆU ČELE PLOČE w3 w1 w3 w3 w w1 w w3 e1 e1 TIP A e1 SILA VLAKA KOJA DJELUJE A JEDA VIJAK TIP B bp bpl e1 bp bpl w3 w1 w3 w3 w w1 w w3 au GRUPA TIP 1 TIP A B t M t M F = = F = = t t 4 4 h' 7. 7. h' t M t M F = = F = = t t h' 3.6 3.6 h' POPREČA SILA KOJU PREUZIMAJU VIJCI U TLAČEOJ ZOI V F= v Fv,Rd nc = ( za tip veze A1, B1), nc = 4( za tip veze A, B) n c bp bp TIP 1 TIP 1/5
dp Q e1 n Ft e a1 t/ t/ n Ft Q DEBLJIE ČELIH PLOČA U FUKCIJI PROMJERA VIJKA TIP VEZE A1 B1 A B DEBLJIE ČELE PLOČE, d p 1.00d 1.5d 1.50d 1.70d /5
3/5
4/5
5/5