Metalne konstrukcije 1 P13-1
Metalne konstrukcije 1 P13-2
Osnovne pretpostavke:• zanemaruju se koncentracije napona;• zanemaruju se vlastiti (zaostali) naponi;• utjecaji u šavovima se određuju kao u osnovnom
materijalu;• dimenzije sučeonih šavova su jednake
dimenzijama osnovnog materijala (a = tmin);
Proračun varova
Proračun sučeonih varova
Metalne konstrukcije 1 P13-3
Primjena polaznih i završnih pločica
abw 2−=′l
efektivna dužina
Metalne konstrukcije 1 P13-4
Određivanje napona u sučeonim šavovima
z
z
y
yx W
MWM
AN
±±=σ- normalni napon
- smičući napon aISV
y
yxz ⋅
⋅=τ
- uporedni napon ( )2II
2II
2II
2 3 ττσσσσσ +⋅+⋅−+= ⊥⊥⊥u
Metalne konstrukcije 1 P13-5
Dopušten napon za sučeone šavove(σb,w,dop)
k koeficijent kvaliteta;σdop dopušten napon za osnovni materijal;
dopdopwb k σσ ⋅=,,
Metalne konstrukcije 1 P13-6
Koeficijent kvaliteta k
Zavisi od:• kvaliteta šava;• vrste naprezanja;• vrste čelika;
Metalne konstrukcije 1 P13-7
Vrijednosti koeficijenta k
Koeficijent k Kvalitet šava Vrsta naprezanja S235, S275 S355
Zatezanje ili savijanje 1,00 1,00 Pritisak 1,00 1,00 S - kvalitet
Smicanje 0,60 0,60 Zatezanje ili savijanje 0,80 0,80
Pritisak 1,00 1,00 I - kvalitet Smicanje 0,60 0,60
Zatezanje ili savijanje 0,72 0,65 Pritisak 1,00 0,80 II - kvalitet
Smicanje 0,55 0,50
Metalne konstrukcije 1 P13-8
Dokaz nosivosti sučeonih šavova
w, dop bx ,max, σσ ≤
w, dop bxz ,max, στ ≤
w, dop bu ,max, σσ ≤
Kontrola normalnih napona:
Kontrola smičućih napona:
Kontrola uporednih napona:
Metalne konstrukcije 1 P13-9
Izbor položaja nastavka nosača
dopy
dopSyS
W
kWM
σ
σ
⋅⋅=
=⋅⋅=
0,1
dopy
dopIyI
W
kWM
σ
σ
⋅⋅=
=⋅⋅=
8,0
dopy
dopIIyII
W
kWM
σ
σ
⋅⋅=
=⋅⋅=
65,0
Osnovni materijal S355!
Metalne konstrukcije 1 P13-10
Proračun kutnih šavova
Metalne konstrukcije 1 P13-11
Dimenzijekutnih šavova - debljina
Izbjegavati oštre kutove!
Metalne konstrukcije 1 P13-12
Efektivna dužina ugaonih šavova
aww 2−=′ llU opcem slučaju:
ww ll =′ aww −=′ ll
Metalne konstrukcije 1 P13-13
Minimalne dimenzije kutnih šavova
Minimalna Maksimalna Debljina kutnih šavova a 3 mm 0,7tmin Dužina kutnih šavova wl 6a ili 40 mm 100a
-po DIN_u
Metalne konstrukcije 1 P13-14
Komponente napona u kutnim šavovima
U mjerodavnoj ravni U ravni spoja
n normalni napon koji djeluje okomito na ravan spoja;
VII napon smicanja koji djeluje u pravcu šava;
V⊥ napon smicanja koji deluje upravno na šav;
Metalne konstrukcije 1 P13-15
Kontrola nosivosti kutnih šavova
• Uporedni napon σu je vektorski zbroj svihkomponentalnih napona u šavu!
• Dopušteni naponi za kutne šavove σw, dop
dopwu VVn ,222 σσ ≤++= ⊥II
Vrsta osnovnog materijala Slučaj opterećenja S235 S275 S355
I 120 145 170 II 135 160 190
Metalne konstrukcije 1 P13-16
Primjena kutnih šavova
Aksijalno opterećeni elementi:• spojevi na preklop i• kutni spojevi.
Veze kod elemenata opterećenih na savijanje;
Kombinovano napregnuti elementi;
Metalne konstrukcije 1 P13-17
Proračun kutnih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
aNV
w ⋅⋅′=
2IIl
dopwu V ,II σσ ≤=
Podužni (bočni) ugaoni šavovi
Metalne konstrukcije 1 P13-18
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
Poprečni (čeoni) ugaoni šavovi
aNn
w ⋅′=l
dopwu n ,σσ ≤=
Metalne konstrukcije 1 P13-19
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
Kosi ugaoni šavovi
aNV
w ⋅⋅′⋅
=2
cosII
l
θ
aNn
w ⋅⋅′⋅
=2
sinl
θ
dopwu nV ,22
II σσ ≤+=
Metalne konstrukcije 1 P13-20
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
Poprečni i podužni ugaoni šavovi
1,2, 5,1 ww ll >I slučaj:
aNV
w ⋅⋅′=
22,2,II
l
01 =n
dopwu V ,2,II σσ ≤=
Metalne konstrukcije 1 P13-21
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
Poprečni i podužni ugaoni šavovi
II slučaj: 1,2,1, 5,15,0 www lll ≤<
3/1,2,max, www FFF +=
dopwww aF ,2,2, 2 σ⋅′⋅= l
dopwww aF ,1,1, σ⋅′⋅= l
max,wFN ≤
Kontrola nosivosti:
Metalne konstrukcije 1 P13-22
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih spojeva na preklop
Poprečni i podužni ugaoni šavovi
III slučaj:
1,2,max, 3/ www FFF +=
dopwww aF ,2,2, 2 σ⋅′⋅= l
dopwww aF ,1,1, σ⋅′⋅= l
max,wFN ≤Kontrola nosivosti:
1,2, 5,0 ww ll <
Metalne konstrukcije 1 P13-23
Proračun ugaonih šavova kod aksijalnoopterećenih elemenata u ugaonim spojevima
aNn
w ⋅⋅′=
2l
dopwu n ,σσ ≤=
Metalne konstrukcije 1 P13-24
Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje
223
62 www a
FaF
WMn
l
l
l
l
′⋅⋅⋅
=′⋅
⋅
⋅==
waFVl′⋅⋅
=2II
dopwu Vn ,2
II2 σσ ≤+=
Metalne konstrukcije 1 P13-25
Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje
dopwu Vn ,22 σσ ≤+= ⊥
ww ahF
WMn
l
l
′⋅⋅
⋅==
1
waFVl′⋅⋅
=⊥ 2
Metalne konstrukcije 1 P13-26
Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje
Tačka 1: dopwwy
y
WM
n ,,
σ≤=
Tačka 2: dopwwwy
wy
aV
aISV
V ,2,22,
2,,II 22
σ≤⋅
≈⋅
⋅=
l
Tačka 3:3
,
zIM
nwy
y ⋅=2,
3,,II 2aI
SVV
wy
wy
⋅
⋅=
dopwu Vn ,2
II2 σσ ≤+=
Metalne konstrukcije 1 P13-27
Geometrijske karakteristikeMoment inercije šavova za y-y osu:
Otporni moment šavova za y-y osu:
Statički moment šavova u tački 3:
Statički moment šavova u tački 2:
6)(
32,22
3,1,w
fwwya
thaIl
l⋅
+−⋅⋅=
)2//( 1,, ahIW wywy +=
2/)(2 1,13,, fwwy thaS −⋅⋅= l
4/22,23,,2,, wwywy aSS l⋅+=
Metalne konstrukcije 1 P13-28
Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje
aISV
Vy
y
21,max
II ⋅⋅
=
2/)(1, fffy thtbS −⋅⋅=
dopwu V ,II σσ ≤=
Metalne konstrukcije 1 P13-29
Proračun ugaonih šavova kod vezaopterećenih na savijanje
aISV
Vy
y
21,max
II ⋅⋅
=
effwbaPn
,2 ⋅⋅
=ϕ
fšp thh +=
dopwu Vn ,2
II2 σσ ≤+=
peffw hb 250, +=
Metalne konstrukcije 1 P13-30
Konstruisanje zavarenih spojeva
Lako izvođenje zavarenog spoja (spoj pristupačan, položaj zavarivanja što jednostavniji);
Primenu uobičajenih postupaka zavarivanja.
Izvođenje šavova sa što manjim dimenzijama.
Pravilan izbor vrste i kvaliteta šava.
Ravnomeran tok sila.
Male deformacije usled zavarivanja;
Prihvatljive vrednost sopstvenih napona.
Metalne konstrukcije 1 P13-31
Treba izbegavati
• Debele limove i debele šavove;• Nagomilavanje šavova na jednom mestu;• Oštre prelaze i nagle diskontinitete kod dinamički
opterećenih konstrukcija;• Montažne nastavke u zavarenoj izradi;• Teške položaje zavarivanja;• Komplikovane detalje;
Metalne konstrukcije 1 P13-32
Konstruisanje ukrućenja
Debljina lima t (mm) h f g n 4-8 >20 10 >5 >40 8-12 >25 10 >10 >50
12-16 >30 15 >10 >55 16-26 >40 20 >15 >60 26-40 >50 25 >20 >80 40-90 >60 30 >25 >100
Metalne konstrukcije 1 P13-33
Zasecanja rebra na mestu ukrštanja
Debljina lima t (mm) l i r <10 40 20 20
10-25 50 25 20 >25 60 30 20
Metalne konstrukcije 1 P13-34
Pravilno konstruisanje krstastih spojeva
Ne preporučuje se da debljina ugaonih šavova bude većaod polovine debljine najtanjeg elementa (a<0,5tmin)!
Metalne konstrukcije 1 P13-35
Oblikovanje dodatne veze dodatne lamele
Metalne konstrukcije 1 P13-36
Oblikovanje sučeonog spoja limovarazličite debljine
Metalne konstrukcije 1 P13-37
Konstruisanje nastavka nosača
Izbegavati nastavljanje svih elemenata u istompoprečnom preseku!
Metalne konstrukcije 1 P13-38
Izbegavanje nagomilavanja šavova
Metalne konstrukcije 1 P13-39
Konstruisanje s obzirom na lamelarno cepanje
Metalne konstrukcije 1 P13-40
Kompatibilnost različitih spojnih sredstava
• Ne mogu se sva spojna sredstva međusobnokombinovati u istoj vezi;
• Različita krutost spojnih sredstava onemogućavaravnomernu raspodelu sila;
• Primena različitih spojnih sredstava u istoj vezi, uglavnom kod sanacija i kod specifičnihkonstrukcijskih sistema;
Metalne konstrukcije 1 P13-41
Dijagrami deformabilnosti (krutosti) različitih spojnih sredstava
Metalne konstrukcije 1 P13-42
Ne mogu se kombinirati
1. Zakivci i obični (neupasovani) vijci,
2. Neupasovani vijci i prednapregnuti visokovredni vijci,
3. Neupasovani vijci i zavarivanje,
4. Prednapregnuti visokovrijedni vijci i obični (neupasovani) vijci sa zazorom većim od 0,3 mm,
5. Prednapregnuti visokovrijedni vijci i zavarivanje kod dinamički opterećenih konstrukcija, osim kod elemenata opterećenih na savijanje (nosača).
6. Sučeoni i kutni varovi kod dinamičkog opterećenja.
Metalne konstrukcije 1 P13-43
Primer ortotropne ploče
Recommended