wykład 1 sem ii
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
1/34
2015-03-12
1
KONSTRUKCJE METALOWESTUDIA STACJONARNE I STOPNIA
DR IN. EDYTA PICIORAKPOKJ 304 A1 (NAD HAL MASZYN)
Konsultacje we wtorki od 11:00 12:00
WYKAD 1
ZAKRES WYKADU 1:
1. Podzia pocze trzpieniowych.
2. Oglna charakterystyka pocze rubowych.
3. Klasyfikacja pocze rubowych.
4. Otwory na ruby i ich rozmieszczenie.
5. Formy zniszczenia poczenia.
6. Nono cznikw.
7. Kategorie pocze rubowych.
8. rubowe poczenia zakadkowe.
Poczenia na czniki mechaniczne (trzpieniowe)
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
2/34
2015-03-12
2
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWE
Dwuetapowa realizacja nonych konstrukcji stalowych
Pierwszy etap czenie elementw skadowych (ksztatownikw,blach) w tzw. elementy wysykowe- zcza warsztatowe spawane (poczenia nierozbieralne)
Dogodne warunki do wykonywania spoin o jak najmniejszej wadliwoci
Drugi etap scalenie elementw wysykowych na placu budowy
- zcza montaowe (poczenia rozbieralne)
.
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWEPodzia pocze trzpieniowych
Poczenia rozbieralne - elementy zczne mona rozdzieli bezkoniecznoci zniszczenia cznikw:
- ruby
- sworznie
.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
3/34
2015-03-12
3
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWE
- wkrty samogwintujce i samowiercce (do blach cienkich)
.
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWEPoczenia trzpieniowe do blach cienkich t < 4mm
(wg PN-EN 1993-1-3)
.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
4/34
2015-03-12
4
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWE
Poczenia nierozbieralne - rozdzielenie elementw musi bypoprzedzone zniszczeniem cznikw:- nity
- koki i gwodzie wstrzeliwane
.
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWE
Podstawowe znaczenie w nonych konstrukcjach stalowych maj:
- ruby- nity
(trudniejsze wykonawstwo i gorsze cechy wytrzymaociowe)
- sworznie(konstrukcje demontowane, obcienie prostopade do osi trzpienia)
.
Poczenia elementwo gruboci t 4mm
Nie obejmuje cznikwdo blach cienkich t < 4mm
PN-EN 1993-1-3
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
5/34
2015-03-12
5
WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWE
Zalety pocze trzpieniowych:
- niezaleno wykonawstwa od warunkw atmosferycznych i pory roku
- stosunkowo prosty i szybki monta nie wymagajcy kosztownychurzdze i dostpu energii
- moliwo wykonywania montau przez pracownikw o stosunkowoniewysokich kwalif ikacjach
- moliwo czenia elementw z rnych gatunkw stali
- moliwo czenia stali z innymi materiaami
.
WYKAD 1 GEOMETRIA RUBY.
1. eb2. Trzpie (d, l)3. Rdze (gwint b)4. Nakrtka5. Podkadka
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
6/34
2015-03-12
6
WYKAD 1 GEOMETRIA RUBY.
ruby stosowane w budownictwie - gwintem metrycznym zwykym
Fragment przekroju rednicowego przez gwint metryczny zwyky
Profil poduny gwintu jest dobrany tak aby uzyskajak najmniejsze opory tarcia podczas obracania nakrtka
WYKAD 1 NAKRTKI.
Poczenia rubowe nakrtki szecioktne:
Klasa jakoci wykonania i wytrzymaoci nakrtkipowinna by adekwatna do uytych klas rub.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
7/34
2015-03-12
7
WYKAD 1 PODKADKI. Zadanie podkadki:
1. Ochrona powoki podczas dokrcania nakrtki.2. Zmniejszenie oporw tarcia podczas dokrcania (chropowato elementu).3. Rozoenie nacisku nakrtki na wiksz powierzchni.
a) Podkadki okrge(pod nakrtki rub zwykych)
b) Podkadki okrge dokadne
(pod ruby i nakrtki rub spranych)
c) Podkadki spryste(obc. dynamiczne zapobiegaj luzowaniu nakrtek)
WYKAD 1 PODKADKI.
Podkadki klinowe do stopek ksztatownikw w poczeniach elementwpaskich ze stopkami dwuteownikw i ceownikw normalnych iekonomicznych
a) dla dwuteownikw IPNb) dla dwuteownikw IPEc) dla ceownikw normalnychd) dla ceownikw ekonomicznych
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
8/34
2015-03-12
8
WYKAD 1 OZNACZENIA RUB.
Oznaczenia rub metrycznych zwykych
M + d (M 20)
symbol ruby liczba odpowiadajcametrycznej zwykej rednicy gwintu ruby w mm
W konstrukcjach stalowych stosuje si nastpujce rub:
M 5, M6, M8, M10, M12 nie powinny by stosowane w konstrukcjach
nonych
M 16, M20, M24, M30, M36, M42 stosowane w konstrukcjachnonych
WYKAD 1 KLASY DOKADNOCI WYKONANIA.
Trzy klasy dokadnoci wykonania:
Rni si sposobem obrbki i dokadnoci wykonania
powierzchni (chropowatoci) ich trzpienia
A dokadne (metoda obrbki plastycznej + toczenie)
B redniodokadne (metoda obrbki plastycznej + toczenie)
C zgrubne (metoda obrbki plastycznej)
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
9/34
2015-03-12
9
WYKAD 1 KLASY DOKADNOCI WYKONANIA.
Klasa A stosowane w wyjtkowych przypadkach gdy poczeniaz takimi rubami s pracochonne i kosztowne
1. Dokadno dopasowania d otworu do d trzpienia
0,20,3mm.
2. Dwuetapowe wykonanie otworu (wstpne wiercenie,
scalenie na budowie , rozwiercenie wszystkich elementw
do waciwej rednicy.
3. Cz nagwintowana (d) < rednicy trzpienia (unikn
uszkodzenie gwintu podczas wkadania w otwr.
4. Trzpie wchodzi z oporem dlatego wbija si go lekko
motkiem.
Klasa B podstawowa klasa w konstrukcjach nonych .Stosuje si je w poczeniach doczoowych i zakadkowych,spranych i niespranych
Klasa C stosowane do pocze tymczasowych i czenia elementwdrugorzdnych, w stykach sabo wytonych obc. statycznie
WYKAD 1 KLASY WYTRZYMAOCI.
Podzia rub i nakrtek na klasy wytrzymaociowe(w zalenoci od waciwoci mechanicznych)
Liczba. Liczba(10.9)
Setna cz wytrzymaoci
na rozciganie stali gotowych rub fub= 100x10=1000MPa
Stosunek granicy plastycznoci stali
do jej wytrzymaoci x 10
f yb/fub= 900/1000=0,9x10=9
W poczeniach niespranych przewidziane s ruby klas:4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9
W poczeniach spranych stosuje si ruby klas:8.8, 10.9
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
10/34
2015-03-12
10
WYKAD 1 KLASY WYTRZYMAOCI.
Przykad symbolu znakowania ruby i nakrtek
SB poczenia niespraneHV, SR poczenia sprane
podkadkiH poczenia sprane
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Podzia pocze rubowych z uwagi na:sposb wzajemnego usytuowania oraz wytenia cznikw:
Zakadkowe (nakadkowe) kierunek gwnej skadowej obcieniazcza jest prostopady do osi cznikw
Doczoowe kierunek gwnej skadowej obcienia zcza jestrwnolegy do osi cznikw
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
11/34
2015-03-12
11
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
W poczenia zakadkowych stosuje si: ruby, nity, sworznie.
W poczeniach doczoowych stosuje si: ruby.
ruby Nity Sworznie
Docisk si
Rozciganie si nie zalecaneDocisk siDocisk si
Rozciganie si
SCHEMATY OBCIE CZNIKW
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Poczenia zakadkowe i doczoowe NIESPRANE (zwyke)
Zakadkowe obcienie w styku jest przekazywane przez trzpienierub (ktre s cinane i dociskane do cianek otworw).Luz midzy trzpieniami rub a otworami przemieszczanie elementw .
Doczoowe poczenia siy w styku przez rozciganie rub
Wytenie poczeniazakadkowego niespronego
Wytenie poczeniadoczoowego niespronego
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
12/34
2015-03-12
12
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Poczenia zakadkowe i doczoowe SPRANE (wprowadzonywstpny nacig rub WW).
ruby wysokiej wytrzymaoci (WW) produkowane s w klasie B i przyobrbce wirowej s dodatkowo poddawane obrbce cieplnej.Przeznaczone do pocze spranych.
ruby te dokrca si (spra) za pomoc klucza dynamometrycznego.
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Poczenia zakadkowe i doczoowe SPRANE
Zadaniem sprania ruby jest silne docinicie do siebie czonychelementw , wskutek czego siy np. w poczeniu zakadkowym sprzenoszone przez tarcie stykajcych si powierzchni tych elementw .
W celu naleytego przekazania nacisku na elementy czone pod byoraz nakrtki rub stosuje si podkadki dokadne
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
13/34
2015-03-12
13
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Poczenia cierne poczenia ze rubami sprajcymi (WW)z odpowiednio przygotowanymi powierzchniamistykw czonych elementw w celu zapewnieniawaciwego wspczynnika tarcia
Poczenie zakadkowegoniesprone
Poczenie zakadkowespronego
Wytenie poczeniazakadkowego spronego
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Poczenia pasowane poczenia ze rubami pasowanymi dokadnymiW budownictwie stosowane sporadycznie.
ruby pasowane: a) normalne, b) i c) o specjalnych trzpieniach
ruby zwyke klasy dokadnejruby pasowane: a) normalne, b) i c) o specjalnych trzpieniachMay luz w otworze: 0,1 0,2mmPracuj jak poczenia nitowe lub rubowe zwykeRni si od rub klasy A dokadnoci wykonania
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
14/34
2015-03-12
14
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH. Podzia pocze rubowych z uwagi na:
sposb projektowania
Poczenia o penej nonoci ktrych nono jest nie mniejsza odnonoci elementu czonego
Poczenia o niepenej nonoci projektowane tylko na siobliczeniow w elemencie
WYKAD 1 KLASYFIKACJA POCZE RUBOWYCH.
Podzia pocze rubowych z uwagi na:ilo czonych ze sob elementw (blach) w poczeniach zakadkowych
Poczenia jednocite
Poczenia dwucite
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
15/34
2015-03-12
15
WYKAD 1 OTWORY NA RUBY.
rednica otworu
Luzy w otworach: = d0- d = 2,03,0 mm poczenie zwyke= d0- d = 0,20,3 mm poczenie pasowane
gdzie:
d rednica ruby luz w otworach (montaowy)
Otwory owalne w poczeniach w ktrych naley zapewniwzajemny przesuwno elementw
WYKAD 1 ROZMIESZCZANIE OTWORW.
Rozmieszczanie otworw na ruby i nity w aspekcie:
technologii wykonania zcza cicie lub rozerwanie czonego elementu utrata statecznoci przez czci czone odpowiednia szczelno ze wzgldw antykorozyjnych
Odlegoci minimalne rozstawu cznikw wynikaj z: warunkw wytrzymaociowych (docisk, rozerwanie, cicie blach) zale od rednicy otworw
Odlegoci maksymalne rozstawu cznikw wynikaj z: warunkw antykorozyjnych (nie przyleganie powierzchni wilgo) utrata statecznoci zale od gruboci czci czonych
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
16/34
2015-03-12
16
WYKAD 1 ROZMIESZCZANIE OTWORW.
WYKAD 1 ROZMIESZCZANIE OTWORW.
Symbole rozstaww cznikw
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
17/34
2015-03-12
17
WYKAD 1 ROZMIESZCZANIE OTWORW.
Symbole rozstaww cznikw
WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA.
Poczenia zakadkowe(dla pojedynczej ruby)
cicie trzpienia
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
18/34
2015-03-12
18
WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA. Poczenia zakadkowe
Uplastycznienie blachyw wyniku docisku
trzpienia ruby do cianki
Docisk trzpienia ruby do cianki
cicie blachy midzy otworemi brzegiem blachy
WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA.
Poczenia zakadkowe
cicie blachy midzyotworami na ruby na kierunku
zgodnym z kierunkiem obcienia
Rozerwanie blachy wkierunku prostopadym do
osi wytenia
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
19/34
2015-03-12
19
WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA. Poczenia doczoowe
Zerwanie trzpieniaPrzecignicie przez ciankba lub nakrtki
WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA.
Zasada projektowania pocze:
Unikanie tak dalece jak to moliwe, ustrojw konstrukcyjnych,ktre mog ulec zniszczeniu bez uprzedniego ostrzeenia
[PN-EN 1990/2(5)]
Zaleca si przewidywa cigliw form zniszczenia wystpujc wwyniku plastycznych odksztace czci czonych,
przy wykluczeniu form zniszczenia nagych takich jak cicie lubrozerwanie trzpieni cznikw.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
20/34
2015-03-12
20
WYKAD 1 FORMUY NONOCI.
WYKAD 1 FORMUY NONOCI.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
21/34
2015-03-12
21
WYKAD 1 FORMUY NONOCI.
WYKAD 1 NONO NA CINANIE.
Nono na cinanie gdy paszczyzna cinania nie przechodzi przez
cz gwintowan.
Nono na cinanie gdy paszczyzna cinania przechodzi przez cz
gwintowan.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
22/34
2015-03-12
22
WYKAD 1 NONO NA DOCISK.
WYKAD 1 NONO NA ROZCIGANIE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
23/34
2015-03-12
23
WYKAD 1 NONO NA PRZECIGANIE.
WYKAD 1 NONO NA CINANIE I ROZCIGANIE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
24/34
2015-03-12
24
WYKAD 1 FORMUY NONOCI.
Tabela wg Zeszyt 1 Buildera dla rub od M12 - M36
WYKAD 1 POCZENIA CIERNE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
25/34
2015-03-12
25
WYKAD 1 POCZENIA CIERNE.
WYKAD 1 POCZENIA CIERNE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
26/34
2015-03-12
26
WYKAD 1 POCZENIA CIERNE.
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH.
FV.Ed , (FV.Ed.ser) warto obliczeniowa siy cinajcejprzypadajca na jedn rub w SGN,
(warto charakterystyczna w SGU).
FV.Ed nono obliczeniowa ruby na cicie.
Fb.Rd nono obliczeniowa ruby na docisk do cianki otworu.
FS.Ed , (FS.Ed.ser) nono ruby sprajcej na tarcie w SGN (w SGU).
Nnet.Rd nono plastyczna przekroju netto z otworami na ruby.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
27/34
2015-03-12
27
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH. Poczenia zakadkowe
Wg PN-EN 1993-1-8 rubowe poczenia zakadkowe naley projektowastosownie do jednej z trzech poniszych kategorii
Poczenie zakadkowe kategorii A
Obliczeniowe obcienie cinajce nie powinno przekraczanonoci cznika na docisk i cinanie (SGN)
Fv,Ed min (Fb,Rd , Fv,Rd)
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH.
Poczenie zakadkowe kategorii B
Warto charakterystyczna obcienia cinajcego nie powinna bywiksza od nonoci obliczeniowej poczenia na polizg (SGU)
Fv,Ed.ser Fs,Rd.ser
Obliczeniowe obcienie cinajce nie powinno przekraczanonoci cznika na docisk i cinanie (SGN)
Fv,Ed min (Fb,Rd , Fv,Rd)
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
28/34
2015-03-12
28
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH. Poczenie zakadkowe kategorii C
Warto obliczeniowego obcienia cinajcego nie powinna bywiksza od nonoci obliczeniowej na polizg ruby (SGN)
Fv,Ed Fs,RdObliczeniowe obcienie cinajce nie powinno przekraczanonoci cznika na docisk i cicie (SGN)
Fv,Ed min (Fb,Rd , Fv,Rd)
Obliczeniowe obcienie cinajce nie powinno przekraczanonoci plastycznej przekroju netto z otworami na ruby (SGN)
Fv,Ed Nnet,Rd
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH.
Poczenia doczoowe
Obliczeniowa sia rozcigajca nie powinna by wiksza odnonoci obliczeniowej ruby na zerwanie trzpienia (SGN)
Ft.Ed Ft.Rd
Obliczeniowa sia rozcigajca nie powinna by wiksza odnonoci obliczeniowej ruby na przecignicie ba lub nakrtki(SGN)
Ft.Ed Bp.Rd
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
29/34
2015-03-12
29
WYKAD 1 KATEGORIE POCZE RUBOWYCH. Poczenia doczoowe
Obliczeniowa sia rozcigajca nie powinna by wiksza odnonoci obliczeniowej ruby na zerwanie trzpienia (SGN)
Ft.Ed Ft.Rd
Obliczeniowa sia rozcigajca nie powinna by wiksza odnonoci obliczeniowej ruby na przecignicie ba lub nakrtki(SGN)
Ft.Ed Bp.Rd
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
Nono n cznikw = n Fb,Rd jeli Fv,Rd kadego cznika Fb,Rd
Jeli warunek jest nie speniony
Nono n cznikw = n min nonoci obliczeniowej cznika w grupie
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
30/34
2015-03-12
30
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
Naley stosowa podkadki pod bem i nakrtk
ruba jest nie tylko cinana i dociskana, ale rwnie jej trzpie jest zginany
W zwizku z tym naley zredukowa nonoci ruby
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
W poczeniach zakadkowych niespranychruby nie s wytone jednakowo jeli Fj > 15d
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
31/34
2015-03-12
31
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
0,7515d 65d
1
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
Przy poczeniach zakadkowych elementw:rozciganych, zginanych i cinanych
Wyczerpanie nonoci przekroju osabionego otworami
Nastpuje w wyniku jednoczesnegocicia przekroju netto Anv oraz rozerwania przekroju netto Ant
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
32/34
2015-03-12
32
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE. Nono na rozerwanie blokowe przekroju osabionego otworami
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
33/34
2015-03-12
33
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE.
-
7/24/2019 Wykad 1 sem II
34/34
2015-03-12
WYKAD 1 LITERATURA DO WYKADU 1
1. Eurokody.2. Zeszyty Edukacyjny Buildera. Zeszyt 1. Podstawy
projektowania konstrukcji. Oddziaywanie na konstrukcje.Projektowanie konstrukcji stlowych.
3. M. Giejowski, J. Ziko: Budownictwo oglne. Tom 5. Stalowekonstrukcje budynkw projektowanie wedug eurokodw zprzykadami oblicze.
4. K. Rykaluk: Konstrukcje stalowe. Podstawy i elementy.5. M. ubiski i inni: Konstrukcje metalowe. Cz I.6. A. Biegus: Projektowanie konstrukcji stalowych wg Eurokodu 3.
Cz. 4 Poczenia rubowe. Materiay dydaktyczne.