zavrtnjevi
DESCRIPTION
Metalne konstrukcijeTRANSCRIPT
Osnove metalnih konstrukcija 1
Obični zavrtnjevi
Osnove metalnih konstrukcija 2
Predosti u odnosu na zakivke
• ujednačen kvalitet (industrijska proizvodnja),
• jednostavnija oprema i jeftinija radna snaga za ugradnju,
• nezavisnost u odnosu na vremenske uslove,• brža ugradnja i• manja cena.
Osnove metalnih konstrukcija 3
Oblik i dimenzije običnih zavrtnjeva
d
b
hs
ae
cd
d0m b
l
a šestougaona glavab vrat zavrtnjac navrtkad podloška
Osnove metalnih konstrukcija 4
Md ed
bs
s
s
d
d
s0,9
ih
R
1ll
30
M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 b 19,5 23 26 28 29,5 32,5 35 i 2,5 3,0 4,0 4,0 4,5 4,5 5,0 e 20,88 26,17 32,95 35,03 39,55 45,20 50,85 h 8 10 13 14 15 17 19 s 19 24 30 32 36 41 46 R 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0
Navrtka m 10 13 16 18 19 22 24
Podloška d1 14 18 22 24 26 30 33 d2 24 30 37 39 44 50 56
Osnove metalnih konstrukcija 5
Dimenzije metričkog navoja
ZAVRTANJ
p
NAVRTKAt
t/ 2
t/ 8
t/ 6
t/ 2
60
3 2d d d
d nominalni prečnik zavrtnja,d2 srednji prečnik navoja,d3 prečnik jezgra zavrtnja,p korak navoja koji zavisi od prečnika zavrtnja (npr. za M12
p=1,75 mm),t visina navoja koja zavisi od koraka navoja.
tdttdd ⋅−=⋅−⋅+= 4/32/28/22
dtttdd −=⋅+⋅−⋅+= 12/176/228/23
)30tan2/( o⋅= pt
t⋅
Osnove metalnih konstrukcija 6
Podela prema tačnosti izrademm 3,00 ≤−=∆ ddda) Obrađeni (upasovani) zavrtnjevi,
b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi mm 0,10 ≥−=∆ ddd
Zavrtanj M20 obrađen zavrtanj neobrađen zavrtanj
nominalni prečnik d = 20 mm d = 20 mm
prečnik tela zavrtnja d = 21 mm (za proračun) d = 20 mm
prečnik rupe d0 = 21 mm d0 = 21 mm
Osnove metalnih konstrukcija 7
Specifični oblici zavrtnjeva
a) zavrtnjevi sa unutrašnjom šestougaonom glavom;b) zavrtnjevi sa upuštenom glavom;c) zavrtnjevi bez navrtke;d) konusni zavrtnjevi.
Osnove metalnih konstrukcija 8
Standardne navrtke i podloške
Osnove metalnih konstrukcija 9
Specijalne podložne pločice
za I profile za U profile elastične
Osnove metalnih konstrukcija 10
Delovi kompleta zavrtnjeva i referentni standardi
Osnove metalnih konstrukcija 11
Označavanje zavrtnjevaOznaka treba da sadrži informacije o:• vrsti navoja (M ili “),• prečniku zavrtnja (d),• dužini zavrtnja (l),• kvalitetu materijala od koga je izrađen i• standardu po kome je zavrtanj izrađen.
Mdxl...k.č – (JUS M.B1.068)Primer: M20x100...5.6
Osnove metalnih konstrukcija 12
Prikazivanje zavrtnjeva na crtežima
Nazivni prečnik M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 Osnovne oznake
za zavrtnjeve 28
31
Obrađeni zavrtnjevi
28
31
Montažni zavrtnjevi
28
31
Montažne rupe
i zavrtnjevi 28
31
Osnove metalnih konstrukcija 13
Klase čvrstoće zavrnjeva
Klasa čvrstoće definiše kvalitet čelika od kog su zavrtnjevi izrađeni, odnosno njegove mehaničke karakteristike:– fu čvrstoća na zatezanje i– fy granica razvlačenja.
Klasa čvrstoće se označava sa dva broja razdvojena tačkom!
Osnove metalnih konstrukcija 14
Značenje oznake klase čvrstoćeBroj na prvom mestu predstavlja stoti deo čvrstoće na zatezanje u MPa:fu / 100.
Broj na drugom mestu predstavlja desetostruki odnos granice razvlačenja i čvrstoće na zatezanje: 10 ( fy / fu ).
Obični zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasama čvrstoće:4.6 4.8 5.6 5.8 i 6.8.
Osnove metalnih konstrukcija 15
Klasa čvrstoće
Granica razvlačenja fy [MPa]
Čvrstoća na zatezanje uf [MPa]
Izduženje δ5 [%]
4.6 240 400 22 5.6 300 500 20 6.8 480 600 8
Osnove metalnih konstrukcija 16
Smičući spojevi
Osnove metalnih konstrukcija 17
Ponašanje zavrtnjeva u smičućim spojevima
N dd
1/2
zavrtanjDeformisan
Stvarniomotaèu rupePritisak po
Napon smicanja
Proraèunski
1/2
bb
-
-
b
aa
b
t 0
Osnove metalnih konstrukcija 18
Deformacije kod smičućih spojeva
Savijanje zavrtnjeva Gnječenje osnovnog materijala
Manji zazor (∆d=d0 - d) ⇒ manje deformacije!
Osnove metalnih konstrukcija 19
F-δ dijagrami
Osnove metalnih konstrukcija 20
Vrste spojeva
• Smičući spojevi (SS) i smičući spojevi sa tačnim naleganjem (SST) kod kojih se sila prenosi smicanjem tela zavrtnja;
• Zatežući spojevi (ZS) kod kojih se sila prenosi zatezanjem tela zavrtnja i
• Kombinovani spojevi (KS) istovremeno smicanje i zatezanje.
Osnove metalnih konstrukcija 21
Podela zavrtnjeva prema funkciji
• Statički zavrtnjevi – učestvuju u prenošenju sila koje deluju na mestu veze ili nastavka;
• Konstruktivni zavrtnjevi – usvajaju se iz konstruktivnih razlga, kao što su ukrupnjavanje delova, obrazovanje poprečog preseka, prijanjanje različitih elemenata...
Osnove metalnih konstrukcija 22
Različita naprezanja zavrtnjeva
a) smicanje
b) zatezanje
c) kombinovano naprezanje
d) konstruktivni zavrtnjevi
Osnove metalnih konstrukcija 23
Poračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima
Vidovi loma su kao kod smičućih spojeva sa zakivcima:• Lom smicanjem tela zakivka,• Lom gnječenjem omotača rupe,• Lom neto preseka i• Lom cepanjem lima.
Osnove metalnih konstrukcija 24
Lom neto preseka Lom smicanjem zavrtnjeva
Lom cepanjem limaLom gnje~enjem omota~a rupe
e1 1e
Osnove metalnih konstrukcija 25
Lom smicanjem zavrtnjeva
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1 2 3 δ [mm]
F [kN]
Osnove metalnih konstrukcija 26
Lom cepanjem lima
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
δ [mm]
F [kN]
Osnove metalnih konstrukcija 27
Lom neto preseka
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 10 20 30 40 50 60 70 80
δ [mm]
F [kN]
Osnove metalnih konstrukcija 28
Nosivost zavrtnjeva u smičućim spojevima
{ }bvdopv FFF ,min, =
vF nosivost zavrtnja na smicanje
bF nosivost zavrtnja na pritisak po omotaču rupe
Osnove metalnih konstrukcija 29
Nosivost zavrtnjeva na smicanje
dopvvdmAmF τπτ ⋅
⋅⋅=⋅⋅=
4
2
dop1,
m sečnost zavrtnja,Av,1 površina poprečnog preseka tela zavrtnja,τdop dopušten napon smicanja id prečnik zavrtnja.
Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!
Osnove metalnih konstrukcija 30
Sečnost zavrtnjeva
Osnove metalnih konstrukcija 31
Nosivost zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe
dopbb dtF ,min σ⋅⋅= ∑minΣt minimalna debljina limova koji su
opterećeni u istom pravcu,d prečnik tela zavrtnja,σb,dop dopušten napon pritiska po
omotaču rupe.
Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!
Osnove metalnih konstrukcija 32
Određivanje minimalne debljine
∑2
1minmintt
t =
+
=∑2
31minmint
ttt
Osnove metalnih konstrukcija 33
Dopušteni naponi za neobrađene zavrtnjeve
I slučaj opterećenja II slučaj opterećenja Vrsta čelika od kojeg su izrađeni elementi koji se spajaju Vrsta
napona Č0361 Č0362 Č0363
Č0451 Č0452 Č0453
Č0561 Č0562 Č0563
Č0361 Č0362 Č0363
Č0451 Č0452 Č0453
Č0561 Č0562 Č0563
Idopσ⋅7,1 II
dopσ⋅7,1 dopb ,σ Pritisak po omo-taču rupe
270 315 410 305 350 450
Klase čvrstoće zavrtnjeva 4.6 5.6 6.8 8.8 4.6 5.6 6.8 8.8
dopτ uf⋅28,0 uf⋅315,0
Smicanje 112 140 168 224 126 157 189 252
dopt ,σ uf⋅275,0 uf⋅312,0
Zatezanje 110 137 165 220 125 156 188 250
Osnove metalnih konstrukcija 34
Dopušteni naponi za obrađene zavrtnjeve
I slučaj opterećenja II slučaj opterećenja za spajanje delova od čelika Vrsta
napona Č0361 Č0362 Č0363
Č0451 Č0452 Č0453
Č0561 Č0562 Č0563
Č0361 Č0362 Č0363
Č0451 Č0452 Č0453
Č0561 Č0562 Č0563
Idopσ⋅0,2 II
dopσ⋅0,2 dopb ,σ Pritisak po omotaču
rupe 320 370 480 360 410 530
Klase čvrstoće zavrtnjeva 4.6 5.6 6.8 8.8 4.6 5.6 6.8 8.8
uf⋅35,0 uf⋅40,0 dopτ Smicanje 140 175 210 280 160 200 240 320
uf⋅275,0 uf⋅312,0 dopt ,σ Zatezanje 110 137 165 220 125 156 188 250
Dopušteni naponi nisu isti za obrađene i neobrađene zavrtnjeve, mada su izrađeni od materijala istog kvaliteta!
Osnove metalnih konstrukcija 35
Nosivost zavrtnjeva na zatezanje
Zavisi od:• kvaliteta materijala i• površine ispitnog preseka (As)
232
24
+
=ddAs
π
ZAVRTANJ
p
NAVRTKA
tt/
2t/
8t/
6t/
2
60
3 2d d
d2 srednji prečnik navoja,d3 prečnik jezgra zavrtnja.
d
Osnove metalnih konstrukcija 36
Ispitivanje zavrtnjeva na zatezanje
Osnove metalnih konstrukcija 37
Dopuštena sila zatezanja
t,dopsdopt AF σ⋅=,
As površina ispitnog preseka zavrtnja,
σt,dop dopušten napon zatezanja za zavrtnjeve.
Zavrtanj M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M33
As [cm2] 0,84 1,57 2,45 3,03 3,53 4,59 5,61 6,74
Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva na zatezanje je ista!
Osnove metalnih konstrukcija 38
Kombinovano naprezanje zavrtnjeva
Zavrtnjevi koji su istovremeno opterećeni na smicanje i zatezanje.Pored pojedinačnih kontrola nosivosti na smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno dejstvo smicanja i zatezanja!
Osnove metalnih konstrukcija 39
Kontrole naprezanja
dopvFV ,1 ≤Smicanje:
doptt FN ,1, ≤Zatezanje:
12
,
1,
2
,
1 ≤
+
dopt
t
dopv FN
FVKombinovano
naprezanje:
V1 maksimalna smičuća sila u zavrtnju,
Nt,1 maksijalna sila zatezanja u zavrtnju.
Osnove metalnih konstrukcija 40
Redukcija nosivosti kod dugačkih veza
vredv FF ⋅= β,
dd
⋅⋅−
−=200
151 lβKoeficijent redukcije:
1 ≤ β ≤ 0,75