mk i p04 oslonci.lezista
Post on 27-Jan-2016
299 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I
2011./2012.2011./2012.
Tema 3
Metalne Metalne konstrukcijekonstrukcijeII
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 2
SADRŽAJ PREDAVANJA
4. OSLONCI I LEŽIŠTA
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 3
4. OSLONCI I LEŽIŠTAVertikalne i horizontalne reakcije nosača prenose se preko oslonaca(manje reakcije), ili, preko ležišta (velike reakcije)
Osnovna funkcija oslonaca i ležišta:
da sigurno prenesu oslonačke reakcije
da obezbede pomeranja i obrtanja oslonačkog preseka u skladu sa predviđenim graničnim uslovima
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 4
4. OSLONCI I LEŽIŠTA
Najednostavniji način oslanjanja nosača je direktno oslanjanje, odnosnopolaganje nosača direktno na grede (podvlake) ili stubove
Direktno oslanjanje se primenjuje uglavnom u zgradarstvu, gde su opterećenja mirna i umerenog intenziteta
Pri direktnom oslanjanjunosača na podvlake,u oslonačkim zonamatreba predvideti ukrućenjana rebrima nosača ipodvlake radi pravilnoguvođenja sile u rebro i njegove stabilizacije
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 5
4. OSLONCI I LEŽIŠTAOslonačka ukrućenja mogu eventualno da se izostave kod nosača izrađenih od standardnih valjanih profila pod mirnim opterećenjem
Rebra valjanih profila su nešto deblja, te im je i vitkost manja
Zaobljenja na prelazu sa nožica na rebro kod valjanih profila povoljno utiču na stabilnost, jer se pomoću njih povećava zona rasprostiranja napona (leff)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 6
4. OSLONCI I LEŽIŠTAKontrola napona u rebru na mestu oslonca:
RV = vertikalna reakcija nosačatw = debljina rebra
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 7
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPrijem horizontalnih reakcija u pravcu i upravno na pravac nosača, sprečavanje preturanja nosača i prijem negativnih vertikalnih reakcija se ostvaruje zavrtnjevima (Sl. a), ako je širina nožice dovoljna za smeštanje zavrtnjeva (min. M16, d0 = 17mm)
U suprotnom, prijem horizontalnih sila je pomoću "klema-pločica" (a), kratkih ugaonih šavova (b), ili bočnim oslanjanjem preko rebra (c)
Ovakve veze su karakteristične za rožnjače i podne nosače u zgradarstvu
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 8
4. OSLONCI I LEŽIŠTADirektno oslanjanje nosača na stubove: najjednostavnije pomoćuhorizontalne čeone ploče zavarene na vrh stuba i zavrtnjeva (a)
Kontinualni nosači: ukrućenja na rebru u produžetku nožica stuba (b) –usled obrtanja preseka levo i desno od oslonca se u tim zonama javljaju koncentracije napona (neracionalno jedno ukrućenje u pravcu ose stuba)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 9
4. OSLONCI I LEŽIŠTA
Direktno oslanjanje, sa ili bez ukrućenja rebra (a, b), nije poželjno kada se obrtanja preseka levo i desno od oslonca značajno razlikuju; tada dolazi do neravnomerne raspodele napona pritiska u kontaktnoj zoni, pa rezultanta ne deluje u težištu stuba (c)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 10
4. OSLONCI I LEŽIŠTAEkscentrično naprezanje stuba se sprečava postavljanjem centrir pločeispod grede (d) koja omogućava slobodno obrtanje kontinualnog nosača i uvođenje vertikalne oslonačke reakcije tačno u težište stuba
Ukrućenja - na rebrima nosača i stuba iznad i ispod centrir ploče
Kod krajnjih oslonaca prostih i kontinualnih igreda, takođe težiti da se sile unose centrično, pomoću centrir ploča (e), ili podmetača od tvrde gume (f)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 11
4. OSLONCI I LEŽIŠTAKod oslonaca sa centrir pločom, linijski napon pritiska (σ¯), koji se javlja na kontaktu nožice sa centrir pločom, se određuje na osnovu Hercovih(Hertz) izraza za kontakt valjka (gornja površina centrir ploče je zaobljena)i ploče
Ako se nosači oslanjaju na betonske elemente, ispod donje nožicenosača treba predvideti sloj maltera (ili „eksmal”) debljine d=20-30 mm,radi ravnomerne raspodele napona
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 12
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPored kontrole napona u rebru nosača, u ovom slučaju teba proveriti inapon pritiska u betonu. Preporučuje se dužina krutog oslonca:
ss ≈ h / 3 +100 [mm]h = visina nosača u mm
Kontrola napona u betonu:σ = RV / ab ≤ σb,dop
a = dužina krutog osloncab = širina nožiceRV = vertikalna reakcija iσb,dop = dopušteni napon pritiska za betonu
Prijem horizontalnih sila ostvaruje se pomoću ubetoniranih ankera, a kod manjih sila pomoću posebnih tiplova za beton („FERUM” Valjevo i dr.)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 13
4. OSLONCI I LEŽIŠTALežišta
Kod oslonačkih reakcija velikog intenziteta se ne može se primeniti direktno oslanjanje nosača, već se koriste ležišta
Ležišta svojom konstrukcijom omogućavaju pravilno prenošenje oslonačkih reakcija, kao i projektovana pomeranja i obrtanjaoslonačkog preseka
Ležišta se uglavnom primenjuju u mostogradnji, ali i u zgradarstvu, uslučaju reakcija velikog intenziteta
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 14
4. OSLONCI I LEŽIŠTALežišta prema mogućnostima pomeranja:
Nepokretna - potpuno sprečavaju horizontalna pomeranja; prenose vertikalne i horizontalne reakcije u svim pravcima (najčešće u dva upravna pravca, podužni i poprečni)
Pokretna u jednom pravcu - prenose vertikalne reakcije i horizontalne reakcije upravno na pravac pomeranja (najčešće se pravac pomeranja poklapa sa podužnom osom nosača)
Pokretna u svim pravcima - prenose samo vertikalne reakcije (moguće nesmetano pomeranje u svim pravcima
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 15
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPokretna ležišta, obzirom na način funkcionisanja:
Kotrljajuća ležišta - pomeranje se ostvaruje kotrljanjem čeličnih valjaka
Klizna ležišta - pomeranje se ostvaruje klizanjem preko materijala sa izuzetno malim koeficijentom trenja (npr. teflon)
Sa stanovišta obrtanja oslonačkog preseka razlikuju se:
Linijsko prekretno ležište - omogućava obrtanje oslonačkog preseka u jednoj ravni (obrtanje oko linije)
Tačkasto prekretno ležište - omogućava obrtanje u svim pravcima (obrtanje oko tačke)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 16
4. OSLONCI I LEŽIŠTADo sredine 20. veka korišćena su isključivo čelična ležišta, a odšezdesetih godina 20. veka počinje šira primena ležišta na bazi prirodne iveštačke gume i fluorkarbonskih polimera
Čelična ležišta: svi delovi su izrađeni od čelika
Osnovni materijal: Č0371, Č0363, Č0471, Č0473, Č1430, ČL0500, i bolji
Često se delovi jednog čeličnog ležišta izvode od čelika različitog kvaliteta
Konstrukcija: livenjem, zavarivanjem, ili kombinovano
Čelična ležišta se uglavnom primenjuju u mostogradnji
Klasična čelična ležišta se izrađuju kao nepokretna i pokretna
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 17
4. OSLONCI I LEŽIŠTANepokretno čelično ležište prekretno po liniji
Konstrukcija ležišta za manje reakcije (max 5000 kN)
Ležište se sastoji od gornje prekretne i donje, fiksne ležišne ploče
Veza gornje ležišne ploče sa čeličnim nosačem i prijem horizontalnih silaje preko čeličnog cilindra (C) koji se polaže u otvor na donjoj nožici nosača
Zavrtnjevi pričvršćuju gornju ležišnu ploču i ne prenose horizontalnereakcije
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 18
4. OSLONCI I LEŽIŠTANepokretno čelično ležište prekretno po liniji
Konstrukcija ležišta za manje reakcije (max 5000 kN)
Horizontalna reakcija u pravcu nosača prenosi se sa gornje na donjuležišnu ploču preko ispusta (A) koji su sastavni deo gornje, prekretne ploče
Bočno pomeranje sprečeno je pomoću graničnika (B)
Prenos horizontalnih reakcija sa donje ležišne ploče na beton je trenjem,ili, kod većih sila, čepovima ili ispustima sa donje strane ležišne ploče
Donja ležišna ploča ima zaobljen (radijus R) istureni deo
Pozitivne vertikalne reakcije se prenose kontaktom
Eventualne negativne (zatežuće)reakcija primaju dodatni elementi
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 19
4. OSLONCI I LEŽIŠTANepokretna tačkasto prekretna ležišta
Omogućavaju svestrano obrtanje oslonca
Kontaktne površine kod tačkasto prekretnih ležišta su sferne površine
Poluprečnik zaobljenja gornje ploče, po pravilu je veći od poluprečnikadonje kalote (R2 > R1)
Time se postiže povećanje nosivosti tačkastog ležišta (v. Hercove izraze)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 20
4. OSLONCI I LEŽIŠTA
Pokretna čelična ležišta (najčešće): ležišta sa valjcima i pendel ležišta
Ležišta sa valjcima su linijski prekretna
Pendel ležišta mogu da budu i linijski i tačkasto prekretna
Čelična ležišta sa valjcima: pomeranje se ostvaruje kotrljanjem valjaka
Varijante: sa jednim valjkom, sa dva valjka i sa više valjaka
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 21
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPokretna čelična ležišta sa jednim valjkom
Pomeranje se ostvaruje kotrljanjem valjaka
Sastoje se od gornje i donje ležišne ploče i čeličnog valjka između njih
Obe ležišne ploče imaju vođice koje ulaze u žljeb urezan na valjku kojiodržava pravac pomeranja i prijem bočnih horizontalnih sila
Nedostatak: pri obrtanju preseka dolazi do promenepravca vertikalne reakcije, što može da dovede doiskakanja ležišta
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 22
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPokretna čelična ležišta sa dva valjka
Radi ravnomernog prenošenja sila, ovde se javlja se i srednja – sedlastaploča
Gornja i sedlasta su slične kao kod nepokretnih linijski prekretnih ležišta zamanje reakcije
Klasična čelična ležišta sa dva valjkaprimenjuju se za vertikalne reakcijeod 1000 do 5000 kN
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 23
4. OSLONCI I LEŽIŠTAPendel ležišta (klatna) - za mostovske nosače srednjih raspona
Zahtevaju veću visinu da bi se ostvarilo željeno pomeranje
Pomeranje konstrukcije na ležištu se ostvaruje okretanjem ležišta oko fiksne tačke ili ose
Mogu da budu pomerljiva u jednom pravcu i linijski prekretna (a), ilisvestrano pomerljiva i tačkasto prekretna (b)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 24
4. OSLONCI I LEŽIŠTAKontrole napona pri proračunu čeličnih ležišta:
Napon pritiska na beton u ležišnoj spojnici
Napon u gornjoj ležišnoj ploči opterećenoj na savijanje
Napon u donjoj ležišnoj ploči opterećenoj na savijanje
Napon pritiska na kontaktu izmeđudelova ležišta (Hercov napon)
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 25
4. OSLONCI I LEŽIŠTASpecifičnost proračuna čeličnih ležišta - određivanje kontaktnog pritiska između delova ležišta
Proračun napona na kontaktu sprovodi se pomoću Hercovih obrazaca
Osnovna pretpostavka: kontaktne (dodirne) su površine male u odnosu na radijus zakrivljenosti površi
U neopterećenom stanju kontakt između ploče i sfere je tačka, a između ploče i kružnog cilindra linija
Unošenjem opterećenja dolazi do deformacija, pa tačka prelazi u krug, a linija u pravougaonu traku
Kontaktni napon deluje upravno na dodirnu površinu i menja se po eliptičnom zakonu - od nule po obimu kruga/duž ivica trake, do max. vrednosti u centru kruga/duž srednje linije pravougaone trake
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 26
4. OSLONCI I LEŽIŠTAHercov proračunski model za opšti slučaj, odnosno kontakt dve sfernepovršine radijusa R1 i R2 ( R2 > R1 )
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 27
4. OSLONCI I LEŽIŠTAHercovi obrasci - dodir dve sferne površine
Prečnik kontaktnog kruga ( d˙ )
Maksimalan napon pritiska u tački ( σ˙ )
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 28
4. OSLONCI I LEŽIŠTAHercovi obrasci - kontakt sfere i ploče ( R2 →∞ ):
Prečnik kontaktnog kruga ( d˙ )
Maksimalan napon pritiska u tački ( σ˙ )
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 29
4. OSLONCI I LEŽIŠTAHercovi obrasci - kontakt dva kružna cilindra:
Širina kontaktne trake ( d˙ )
Maksimalan napon pritiska u tački ( σ˙ )
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 30
4. OSLONCI I LEŽIŠTAHercovi obrasci - kontakt kružnog cilindra i ploče(i ležišta sa centrir pločom):
Širina kontaktne trake ( d˙ )
Maksimalan napon pritiska u tački ( σ˙ )
Dr T. Vacev - Metalne konstrukcije I 31
4. OSLONCI I LEŽIŠTAU okviru standarda SRPS U.E7.131/1980 "Ležišta i zglobovi nosećih čeličnih konstrukcija", dati su dopušteni naponi za dodir u tački ili po liniji
Osnovni nedostaci čeličnih ležišta: velika visina i težina, skupa izrada i održavanje (pogotovu zbog podložnosti dejstvu naponske korozije)
top related