Wykład 1 sem II

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)

[email protected]

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)


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

.


3/34

2015-03-12

3


- wkrty samogwintujce i samowiercce (do blach cienkich)

.

WYKAD 1 POCZENIA TRZPIENIOWEPoczenia trzpieniowe do blach cienkich t < 4mm

(wg PN-EN 1993-1-3)

.


4/34

2015-03-12

4


Poczenia nierozbieralne - rozdzielenie elementw musi bypoprzedzone zniszczeniem cznikw:- nity

- koki i gwodzie wstrzeliwane

.


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


5/34

2015-03-12

5


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


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.


7/34

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


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)


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


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


11/34

2015-03-12

11


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


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


12/34

2015-03-12

12


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.


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


13/34

2015-03-12

13


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


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


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


Podzia pocze rubowych z uwagi na:ilo czonych ze sob elementw (blach) w poczeniach zakadkowych

Poczenia jednocite

Poczenia dwucite


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


16/34

2015-03-12

16



Symbole rozstaww cznikw


17/34

2015-03-12

17


Symbole rozstaww cznikw

WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA.

Poczenia zakadkowe(dla pojedynczej ruby)

cicie trzpienia


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


Poczenia zakadkowe

cicie blachy midzyotworami na ruby na kierunku

zgodnym z kierunkiem obcienia

Rozerwanie blachy wkierunku prostopadym do

osi wytenia


19/34

2015-03-12

19

WYKAD 1 FORMY ZNISZCZENIA POCZENIA. Poczenia doczoowe

Zerwanie trzpieniaPrzecignicie przez ciankba lub nakrtki


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.


20/34

2015-03-12

20

WYKAD 1 FORMUY NONOCI.



21/34

2015-03-12

21


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.


22/34

2015-03-12

22

WYKAD 1 NONO NA DOCISK.

WYKAD 1 NONO NA ROZCIGANIE.


23/34

2015-03-12

23

WYKAD 1 NONO NA PRZECIGANIE.

WYKAD 1 NONO NA CINANIE I ROZCIGANIE.


24/34

2015-03-12

24


Tabela wg Zeszyt 1 Buildera dla rub od M12 - M36

WYKAD 1 POCZENIA CIERNE.


25/34

2015-03-12

25




26/34

2015-03-12

26


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.


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)


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)



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)


Obliczeniowe obcienie cinajce nie powinno przekraczanonoci plastycznej przekroju netto z otworami na ruby (SGN)

Fv,Ed Nnet,Rd


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


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


30/34

2015-03-12

30


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


W poczeniach zakadkowych niespranychruby nie s wytone jednakowo jeli Fj > 15d


31/34

2015-03-12

31


0,7515d 65d

1


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


32/34

2015-03-12

32

WYKAD 1 RUBOWE POCZENIA ZAKADKOWE. Nono na rozerwanie blokowe przekroju osabionego otworami



33/34

2015-03-12

33




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.

Documents

Wykład 1 sem II