Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ Διάλεξη 3 Κοχλιωτές...

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙΔιάλεξη 3

Κοχλιωτές συνδέσεις

Σχολή Πολιτικών ΜηχανικώνΕργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Άδεια Χρήσης

Ε.Μ.Π.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΣΙΔΗΡΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΙΔΙΑΛΕΞΗ 3

ΚΟΧΛΙΩΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ

2014

3

Ρόλος συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές

Σύνδεση μελών κατασκευής μεταξύ τουςΑσφαλής μεταφορά εντατικών μεγεθών από μέλος σε μέλος

Απαιτήσεις:ΑσφάλειαΚατασκευασιμότηταΣυνέπεια με υπολογιστικό προσομοίωμα

Ε.Μ.Π.






2014

4

Ιδιαιτερότητα συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές

Σε 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.Για το λόγο αυτό υπάρχει ειδικό μέρος του Ευρωκώδικα 3, αφιερωμένο στις συνδέσεις

Ε.Μ.Π.






2014

5

Τύποι συνδέσεων στις μεταλλικές κατασκευές

Κοχλιώσεις

κυρίως εργοταξιακή σύνδεση

Συγκολλήσεις

κυρίως εργοστασιακή σύνδεση

Εικόνα 3.2

Εικόνα 3.1

Ε.Μ.Π.






2014

6

Παραδείγματα κοχλιωτών συνδέσεων

Εικόνα 3.3

Ε.Μ.Π.






2014

7


Εικόνα 3.4

Ε.Μ.Π.






2014

8


Εικόνα 3.5

Ε.Μ.Π.






2014

9


Εικόνα 3.6

Ε.Μ.Π.






2014

10


Εικόνα 3.7

Ε.Μ.Π.






2014

11


Εικόνα 3.8

Ε.Μ.Π.






2014

12


Εικόνα 3.9

Ε.Μ.Π.






2014

13


Εικόνα 3.10

Ε.Μ.Π.






2014

14


Εικόνα 3.11

Ε.Μ.Π.






2014

15


Εικόνα 3.12

Ε.Μ.Π.






2014

16

Τύποι κοχλιών και εξαρτημάτων

Εικόνα 3.13

Ε.Μ.Π.






2014

17

Γεωμετρία κοχλία

Ε.Μ.Π.






2014

18

Διάμετροι κοχλιών

Ε.Μ.Π.






2014

19

Διάμετροι οπών

Ε.Μ.Π.






2014

20

Τύποι οπών

(α) κανονική ή υπερμεγέθης οπή(β) οπή βραχείας σχισμής

(γ) επιμήκης οπή

Ε.Μ.Π.






2014

21

Διάμετροι οπών

Ε.Μ.Π.






2014

22

Ποιότητες χάλυβα κοχλιών

Ε.Μ.Π.






2014

23


Εικόνα 3.14

Ε.Μ.Π.






2014

24

Όρια αποστάσεων κοχλιών

Ε.Μ.Π.






2014

25

Όρια αποστάσεων κοχλιών

Ε.Μ.Π.






2014

26

Γενική αρχή:

Ποιότητα του χάλυβα κοχλιών καλύτερη από την ποιότητα του χάλυβα των συνδεόμενων ελασμάτων


Ε.Μ.Π.






2014

27

Είδη έντασης κοχλιών

Ε.Μ.Π.






2014

28

Μηχανισμός λειτουργίας απλού διατεμνόμενου κοχλία

Ε.Μ.Π.






2014

29

Μηχανισμοί αστοχίας απλού διατεμνόμενου κοχλία

Διάτμηση κορμού κοχλία

Σύνθλιψη άντυγας οπής ελάσματος

Ε.Μ.Π.






2014

30

Αναπτυσσόμενες τάσεις κορμού κοχλία

Διατμητικές τάσεις:

2dA π4

ubub

fFτ 0.6 fA 3

ubF 0.6 f A

ubf3

ubfόριο θραύσης σε

εφελκυσμό όριο θραύσης σε

διάτμηση

Ε.Μ.Π.






2014

31

Αντοχή κορμού κοχλία σε διάτμηση

Ε.Μ.Π.






2014

32

Μονότμητοι κοχλίες

Εικόνα 3.15

Ε.Μ.Π.






2014

33

Δίτμητοι κοχλίες

Εικόνα 3.16

Ε.Μ.Π.






2014

34

Αντοχή κοχλία σε διάτμηση ανά επίπεδο διάτμησης κατά τον ΕΚ3

Ε.Μ.Π.






2014

35

Ενεργός επιφάνεια κοχλία

Κοχλίες Μ12 Μ16 Μ20 Μ22 Μ24 Μ27 Μ30 Μ36

d (mm) 12 16 20 22 24 27 30 36

Ενεργός επιφάνειαAs (mm2) 84,3 157 245 303 353 459 561 817

Ε.Μ.Π.






2014

36

Άντυγα οπής

Ε.Μ.Π.






2014

37

Κατανομή τάσεων στην άντυγα της οπής

Ε.Μ.Π.






2014

38


Ε.Μ.Π.






2014

39


Ε.Μ.Π.






2014

40


πραγματική

ιδεατή

Ε.Μ.Π.






2014

41



ιδεατή

Ε.Μ.Π.






2014

42



ιδεατή

Ε.Μ.Π.






2014

43

Αντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη

Εικόνα 3.17

Ε.Μ.Π.






2014

44

Αντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη

Ε.Μ.Π.






2014

45

Αντοχή άντυγας οπής σε σύνθλιψη κατά τον ΕΚ3

Ε.Μ.Π.






2014

46

Κοχλιώσεις μεγάλου μήκους

Ε.Μ.Π.






2014

47


Ε.Μ.Π.






2014

48


Ε.Μ.Π.






2014

49


Lf

15β 1

200jL d

d

Lf0.75 β 1.00

Μειωτικός συντελεστής αντοχής σε διάτμηση κατά τον ΕΚ3:

Ε.Μ.Π.






2014

50

Αντοχή απλών διατεμνόμενων κοχλιώσεων

Κατηγορία Α

Οριακή κατάσταση αστοχίας

1.Διάτμηση κορμούFv,Ed ≤ Fv,Rd

2.Σύνθλιψη άντυγας οπών

Fv,Ed ≤ Fb,Rd

Fv,Ed

Fv,Ed

Ε.Μ.Π.






2014

51

Έλεγχος ολκιμότητας κατά ΕΑΚ

, ,b Rd v RdF F

Διάτμηση κορμού

Σύνθλιψη άντυγας

ψαθυρή μορφή αστοχίας

όλκιμη μορφή αστοχίας

Ε.Μ.Π.






2014

52

Εφελκυόμενοι κοχλίες

Δύναμη παράλληλη με τον άξονα του κοχλία

Ft,Ed

Ε.Μ.Π.






2014

53


ub st,Rd

M2

f AF = 0.9γ

Αντοχή σε εφελκυσμό κορμού

fub: όριο θραύσης χάλυβα κοχλίαΑs: ενεργός διατομή του κορμού του κοχλίαγΜ2 = 1,25

Εικόνα 3.18

Ε.Μ.Π.






2014

54


m up,Rd

M2

d t fB = 0.6πγ

dm : μέση διάμετρος της κεφαλής του κοχλία t : πάχος του ελάσματος fu: όριο θραύσης χάλυβα ελάσματοςγΜ2 = 1,25

Αντοχή σε διάτρηση ελάσματοςΕικόνα 3.19

Εικόνα 3.20

Ε.Μ.Π.






2014

55


Κατηγορία D


1. Εφελκυσμός κορμούFt,Ed ≤ Ft,Rd

2. Διάτρηση ελάσματοςFt,Ed ≤ Bp,Rd

Ft,Ed

Ε.Μ.Π.






2014

56

Κοχλιώσεις υπό διάτμηση και εφελκυσμό

V,Ed t,Ed

V,rd t,rd

t,Ed t,rd

F F+ 1, 0

F 1, 4F

F F

FV,Ed : διατμητική δύναμη που ασκείται στον κοχλίαFt,Ed : εφελκυστική δύναμη που ασκείται στον κοχλίαFV,rd : διατμητική αντοχή του κοχλίαFt,rd : εφελκυστική αντοχή του κοχλία

Ft,Ed

Fv,Ed

Ε.Μ.Π.






2014

57

Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις: Μηχανισμός λειτουργίας

Οι αναπτυσσόμενες δυνάμεις τριβής μεταξύ των ελασμάτων δεν επιτρέπουν να πραγματοποιηθεί σχετική

μετακίνηση τους

δυνάμεις τριβήςμεταξύ των ελασμάτων

εγκάρσιες δυνάμειςμεταξύ των ελασμάτων

Fv,EdFv,Ed

Ε.Μ.Π.






2014

58

Προεντεταμένες διατεμνόμενες κοχλιώσεις

ss,Rd p,C

M3

k μ F = n Fγ

n : αριθμός των επιφανειών τριβήςks : συντελεστής σχήματος οπής (για κανονικές οπές ks=1, για υπερμεγέθεις ή επιμήκεις οπές ks<1)μ : συντελεστής τριβής Fp,C : δύναμη προέντασηςAs : ενεργός διατομή κορμού κοχλία (απομειωμένη λόγω σπειρώματος)γΜ3 = 1,10

Αντοχή σε ολίσθηση

p,C ub sF = 0, 7 f A

Ε.Μ.Π.






2014

59


• Μόνον ποιότητες 8.8 και 10.9

• Η δύναμη προέντασης στο εργοτάξιο επιβάλλεται είτε με δυναμόκλειδο ή με μέτρηση της περιστροφής του κοχλία (πιο δύσκολο αλλά ασφαλέστερο)

• Ο συντελεστής τριβής μ εξαρτάται από την επεξεργασία των επιφανειών (βαφή, αμμοβολή κλπ.)

• Στον Ευρωκώδικα 3 προδιαγράφονται 4 κατηγορίες επεξεργασίας, Α, B, C, D, με συντελεστές τριβής μ από 0,2 ως 0,5

Ε.Μ.Π.






2014

60


Συντελεστής σχήματος οπής

Ε.Μ.Π.






2014

61


Συντελεστής τριβής

Ε.Μ.Π.






2014

62


Ανοχές οπών

Ε.Μ.Π.






2014

63


Κατηγορία ΒΚοχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθηση

στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας

Κατηγορία CΚοχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθησηστην οριακή κατάσταση αστοχίας

Ε.Μ.Π.






2014

64

Αντοχή προεντεταμένων διατεμνόμενωνκοχλιώσεων

Κατηγορία Β

Κοχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθησηστην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας

Οριακή κατάσταση λειτουργικότητας

1.Ολίσθηση ελασμάτωνFv,Ed,ser ≤ Fs,Rd,ser


2. Διάτμηση κορμούFv,Ed ≤ Fv,Rd

3. Σύνθλιψη άντυγας οπώνFv,Ed ≤ Fb,Rd

Ε.Μ.Π.






2014

65

Αντοχή προεντεταμένων διατεμνόμενωνκοχλιώσεων

Κατηγορία CΚοχλιώσεις ανθεκτικές σε ολίσθησηστην οριακή κατάσταση αστοχίας


1. Ολίσθηση ελασμάτωνFv,Ed ≤ Fs,Rd

2. Σύνθλιψη άντυγας οπών

Fv,Ed ≤ Fb,Rd

Ε.Μ.Π.






2014

66

Προεντεταμένες κοχλιώσεις υπό εφελκυσμό και διάτμηση

s p,C t,Ed,sers,Rd,ser

M3

k n μ F - 0, 8 FF =

γ

Για συνδέσεις κατηγορίας Β:

Για συνδέσεις κατηγορίας C:

s p,C t,Eds,Rd

M3

k n μ F - 0, 8 FF =

γ

Ε.Μ.Π.






2014

67

Εφελκυόμενα ελάσματα συνδεόμενα με προεντεταμένες κοχλιώσεις

Για απλές κοχλιώσεις :

y net ut,Rd pl,Rd u,Rd

m0 m2

A f 0, 90 A fN = min N ;N = min ;γ γ

Για προεντεταμένες κοχλιώσεις :

net yt,Rd

m0

A fN =

γ

Ε.Μ.Π.






2014

68

Πείροι

Αρθρωτή σύνδεση:

Ε.Μ.Π.






2014

69

Παραδείγματα πείρων

Εικόνα 3.21

Ε.Μ.Π.






2014

70

Παραδείγματα πείρων

Εικόνα 3.22

Ε.Μ.Π.






2014

71

Γεωμετρία και απλό στατικό προσομοίωμα πείρου

Τέμνουσα δύναμη

SdSd

FM = b + 4c + 2a8

Καμπτική ροπή

SdSd

FV =2

Ε.Μ.Π.






2014

72

Γεωμετρικοί περιορισμοί πείρων

Τύπος A : Δεδομένο πάχος t

Ε.Μ.Π.






2014

73

Γεωμετρικοί περιορισμοί πείρων

Τύπος Β : Δεδομένη γεωμετρία

Ε.Μ.Π.






2014

74

Έλεγχοι αντοχής πείρων

Ε.Μ.Π.






2014

75

Κατάλογος αναφορών εικόνων

Εικόνες 3.1 ως 3.22:

Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχοςτου κύριου δικαιώματος προβείτε σε επικοινωνία με τη Μονάδα ΥλοποίησηςΑνοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων.

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ Διάλεξη 3 Κοχλιωτές...

Documents