2a. ZADATAKSračunati i konstruisati montažni nastavak nosača izrađenog od vruce valjanog profila prema zadatim presečnim silama:VEd = 300 kN MEd = 1000 kNm.Za nosač usvojiti odgovarajući HEB valjani profil.Nastavak izvesti pomoću zavrtnjeva klase čvrstoće 5.6. Kategorija spoja je A.Osnovni materijal: S235Radionički crtež dati u razmeri: 1:10

MEd 1000kN m

VEd 300kN

Dimenzionisanje poprečnog preseka nosača

Predpostavlja se poprečni presek HEB 600

Geometrijske karakteristike preseka

h 600mm ϕmax 27mm A 270cm2

bf 300mm pmin 120mm Iy 171000cm4

Iz 13530cm4

It 667.2cm4

tf 30mm pmax 210mm Wely 5701cm3

Welz 902cm3

Iw 10970cm6

tw 15.5mm Wply 6425cm3

Wplz 1391cm3

r 27mmiy

Iy

A25.166 cm iz

Iz

A7.079 cm

hw h 2 tf 540 mm

Osnovni materijalS235

fy 235MPa

fu 360MPa

Parcijalni koeficijenti sigurnosti

γM0 1 γM2 1.25 γM3 1.25 γM3ser 1.1

Klasifikacija poprečnog preseka

ε235MPa

fy1

Nožicebf tw

2r

tf3.842 9 ε 9 Nožica je klase 1

h 2 tf 2r tw

31.355 72ε 72 Rebro je klase 1

Poprečni presek je klase 1

Nosivost poprečnog preseka van mesta montažnog nastavka

Savijanje

MyRd Wply

fy

γM0

MyRd 1.51 103

kN m

MEd

MyRd0.662

Smicanje

AVz A 2 bf tf tw 2r tf 110.85 cm2

VzplRd

AVz

fy

3

γM01.504 10

3 kN

VEd

VzplRd0.199

Nije potrebna kontrola interaktivnog dejstva momenta savijanja i transverzalne sile

Usvaja sa presek HEB 600

Dimenzionisanje montažnog nastavka nosača

Montažni nastavak nosača ostvaren je pomoću podvezica i zavrtnjeva:Na nožicama M27...5.6

Na rebru

tsmin 1.2

d0 5 tsmin 0.2 2.249

usvaja se M20...5.6

Preraspodela presecnih sila na elemente poprečnog preseka

Af bf tf 9 103

mm2

Aw A 2 Af 9 103

mm2

Ify 2 Afh tf

2

2

1.462 109

mm4

Iwy Iy Ify 2.48 108

mm4

MfEd MEd

Ify

Iy 855 kN m

MwEd MEd

Iwy

Iy 145 kN m

MfEd MwEd 1 103

m kN

VwEd VEd 300 kN

NftEd

MfEd

h1.425 10

3 kN NfcEd NftEd

Kontrola nosivosti oslabljenog preseka na mestu montažnog nastavka

Neto presek zategnute nožice

d0f 30mm

n1f 2

ncf 4

p2 45mm

s 80mm

Afnet min bf tf ncf tf d0f tf

1

2

i

s2

4 p2

bf tf n1f tf d0f

7.2 103

mm2

0.9 Afnet fu

γM21.866 10

3 kN <

Af fy

γM02.115 10

3 kN

Rupe u zategnutoj nožici ne mogu da se zanemare!

Afred 0.9 Afnetfu

fy

γM0

γM2 7.941 10

3 mm

2 < Af bf tf 9 10

3 mm

2

tfred

Afred

bf26.471 mm

Neto presek rebra (u zoni zatezanja)

nwt 3

d0w 22mm

Awtnet 0.5Aw nwt d0w tw 3.477 103

mm2

0.9 Awtnet fu

γM2901.238 kN <

0.5Aw fy

γM01.058 10

3 kN

0.9 Awtnet Afnet fu

γM22.767 10

3 kN >

0.5Aw Afnet fy

γM02.749 10

3 kN

Rupe u zategnutom delu rebra mogu da se zanemare!

Momenat nosivosti oslabljenog preseka

Zanemaruje se pomeranje težišta preseka i neutralne ose, usled slabljenja rupama za spojnasredstva, pri proračunu geometrijskih karakteristika oslabljenog preseka!

Wplred Afred

hw

2

tfred

2

Af

hw

2

tf

2

tw

hw2

4 5.944 10

3 cm

3

MunetRd Wplred

fy

γM0 MunetRd 1.397 10

5 kN cm

MEd

MunetRd0.716

Proračun broja zavrtnjeva na nožicama profila

M27 5.6

d 27mm d0 30mm

Ab d2 π

4 572.555 mm

2

As 459mm2

fyb 300N

mm2

fub 500N

mm2

Nosivost pojedinačnog zavrtnja na smicanje

m 1

αv 0.6

F1vRd mαv fub As

γM2 110.16 kN

Nosivost pojedinačnih zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe

krajnje rastojanje

e1 60mm

ivično rastojanje

e2 45mm

međurastojanje

p1 160mm

međurastojanje

p2 120mm

k1 min 1.4p2

d0 1.7 2.8

e2

d0 1.7 2.5

2.5

αb minfub

fu1

p1

3 d0

1

4

e1

3 d0

0.667

F1bRd

k1 αb fu d tf

γM2388.8 kN

Nosivost zavrtnjeva u smičućem spoju kategorije A

FRd min F1vRd F1bRd 110.16 kN

nf

NftEd

FRd12.936

Redukcija nosivosti kod dugačkih veza

Razmak između krajnjih spojnih sredstava u veziLj 480mm > 15 d 405 mm

βLf 1Lj 15 d

200 d 0.986

FRd βLf FRd 108.63 kN

nf

NftEd

FRd13.118

Usvaja se 14 M27...5.6 u smaknutom rasporedu za nastavak nožica!

Proračun broja zavrtnjeva na rebru profila

M20 5.6

d 20mm d0 22mm

Ab d2 π

4 314.159 mm

2

As 245mm2

fyb 300N

mm2

fub 500N

mm2

Nosivost pojedinačnog zavrtnja na smicanje

m 2

αv 0.6

F1vRd mαv fub As

γM2 117.6 kN

Nosivost pojedinačnih zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe

Rebro

krajnje rastojanje

e1 105mm

ivično rastojanje

e2 40mm

međurastojanje

p1 65mm

međurastojanje

p2 65mm

tw 15.5 mm

k1 min 1.4p2

d0 1.7 2.8

e2

d0 1.7 2.5

2.436

αb minfub

fu1

p1

3 d0

1

4

e1

3 d0

0.735

F1b1Rd

k1 αb fu d tw

γM2159.843 kN

Podvezice na rebru

krajnje rastojanje

e1 45mm

ivično rastojanje

e2 40mm

međurastojanje

p1 65mm

međurastojanje

p2 65mm

twp 12mm

k1 min 1.4p2

d0 1.7 2.8

e2

d0 1.7 2.5

2.436

αb minfub

fu1

p1

3 d0

1

4

e1

3 d0

0.682

F1b2Rd

k1 αb fu d 2twp

γM2229.638 kN

F1bRd min F1b1Rd F1b2Rd 159.843 kN

Nosivost zavrtnjeva u smičućem spoju kategorije A

FRd min F1vRd F1bRd 117.6 kN

hmax 390mm

bmax 130mm

hmax

bmax3 > 2 Veza je visoka (proračun prema ekvatorijalnom momentu inercije)!

Predpostavlja se ekscentricitet veze

e 105mm

Predpostavlja se:

n1 7

n2 3

n n1 n2 21

Ukupan momenat savijanja u rebru

MweEd MwEd VEd e 1.765 104

kN cm

Sila u zavrtnju usled transverzalne sile

FV

VEd

n14.286 kN

Sila u zavrtnju usled momenta savijanja

FMmax MweEd6

n2 n1 n1 1 p1 96.978 kN

Rezultujuća sila u najopterećenijem zavrtnju

FRmaxEd FV2

FMmax2

98.025 kN < FRd 117.6 kN

Usvaja se 21 M20...5.6 za nastavak nožica

Proračun podvezica na nožicama

Zatenuta nožica

Predpostavlja se jednostrana podvezica dimenzija

bpft 300mm

tpft 30mm

Apft bpft tpft 9 103

mm2

Apftnet bpft n1f d0f tpft 7.2 103

mm2

NpftnetRd min0.9 Apftnet fu

γM2

Apft fy

γM0

1.866 103

kN

NftEd

NpftnetRd0.764

Pritisnuta nožica

Predpostavlja se jednostrana podvezica dimenzija

bpfc 300mm

tpfc 25mm

Apfc bpfc tpfc 7.5 103

mm2

NpfcRd

Apfc fy

γM01.763 10

3 kN

NfcEd

NpfcRd0.809

Proračun podvezica na rebru

Predpostavljaju se obostrane podvezice dimenzija

hpw 480mm

tpw 12mm

Za proračun geometrijskih karakteristika preseka podvezice, uzeto je da je podvezica na rebruklase 3!

Apw 2hpw tpw 1.152 104

mm2

VpwRd

Apw

fy

3

γM01.563 10

3 kN

VEd

VpwRd0.192

Wpw

hpw2

tpw

39.216 10

5 mm

3

MpwRd

Wpw fy

γM02.166 10

4 kN cm

MwEd

MpwRd0.67