Pobierz Model obliczeniowy węzłów spawanych kratownic z prętów o ... i więcej Publikacje w PDF z Geometria tylko na Docsity!
SN040a-PL-EU
Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów
spawanych kratownic z prętów o przekroju rurowym.
Ten dokument przedstawia procedury pozwalające na określenie nośności połączeń spawanych w kratownicach wykonanych z przekrojów rurowych lub z niektórych prętów o przekroju otwartym. Pod uwagę brane są "węzły płaskie", nieuŜebrowane.
Spis treści
- Wprowadzenie 2
- Zakres opracowania 2
- Ogólne wytyczne projektowania 4
- Parametry wpływające na nośność połączenia 6
- Zalecenia do projektowania połączeń 7
- Spoiny 10
- Pomoc projektowa 10
- Odniesienia 11
SN040a-PL-EU
1. Wprowadzenie
W kratownicach zbudowanych z prętów o przekroju rurowym, poszczególne kształtowniki łączy się ze sobą bezpośrednio w węzłach przy zastosowaniu połączeń spawanych. Wybór wielkości i rodzaju przekroju poprzecznego prętów kratownicy ma bezpośredni wpływ na koszt wytworzenia i nośność węzłów kratownicy, dlatego teŜ, waŜne jest aby projektant dokonał właściwego wyboru rodzaju zastosowanych profili oraz typu konstruowanego węzła.
2. Zakres opracowania
Zasady przedstawione w tym dokumencie odnoszą się do tych typów połączeń, które zostały ujęte w EN1993-1-8 §7. Ten dokument wyjaśnia procedurę projektową dotyczącą następujących typów połączeń:
Połączenia prętów o przekroju kołowym
Połączenia prętów o przekroju kwadratowym lub prostokątnym
Połączenia prętów o przekroju kołowym lub prostokątnym z pasem o przekroju dwuteowym
Ten dokument nie dotyczy połączeń przestrzennych. Połączenia w nim przedstawione obciąŜone są obciąŜeniem statycznym: siłami osiowymi i/lub momentami zginającymi.
Przedstawiono równieŜ informacje dotyczące wpływu głównych wymiarów połączenia na jego nośność.
2.1 Typy połączeń
Typy połączeń kształtowników o przekroju rurowym przedstawiono poniŜej:
Połączenia typu X Połączenia typu T i Y
Połączenia typu K i N z odstępem Połączenia typu K i N bez odstępu
Rys. 2.1 Typowe połączenia prętów o przekroju rurowym
SN040a-PL-EU
a) Połączenie z odstępem (mimośrodem dodatnim)
b) Połączenie z zakładem (z mimośrodem ujemnym)
Rys. 2.2 Definicja znakowania mimośrodu połączenia
Rys. 2.3 Oznaczenia wymiarów przekrojów poprzecznych
g
q p
g
Rys. 2.4 Odstęp i zakład
3. Ogólne wytyczne projektowania
3.1 Obliczenia statyczne
Kratownice są zazwyczaj projektowane jako układy o węzłach przegubowych, obciąŜone siłami skupionymi przyłoŜonymi do węzłów konstrukcji. Powoduje to, Ŝe w prętach kratownicy pojawiają się tylko siły osiowe, ściskające albo rozciągające. Na Rys. 3. pokazano sposób rozmieszczenia prętów w kratownicy w którym osie poszczególnych prętów przecinają się w jednym punkcie.
SN040a-PL-EU
Rys. 3.1 Węzły kratownicy
3.2 Mimośród połączenia
Z ekonomicznego punktu widzenia oraz biorąc pod uwagę łatwość wykonania węzłów (zazwyczaj spawanych) kratownicy, wygodnie jest stosować odstęp pomiędzy poszczególnymi prętami skratowania schodzącymi się w danym węźle (Rys. 2.2(a)). MoŜe to powodować pojawienie się mimośrodu w węźle kratownicy, co powinno być uwzględnione zgodnie z zaleceniami podanymi w 3.3.
3.3 Główne i drugorzędne momenty
ZałoŜenie Ŝe węzły kratownicy są połączeniami przegubowymi oraz, Ŝe obciąŜenie w postaci sił skupionych przyłoŜone jest do określonych węzłów kratownicy, pozwala na wyznaczenie w dość prosty sposób sił osiowych w prętach. NaleŜy jednak mieć na uwadze fakt, Ŝe następujące czynniki mogą wpłynąć na pojawienie się momentów zginających w prętach kratownicy: sztywność połączeń, obciąŜenie poprzeczne i mimośrody w połączeniach. EN1993-1-8 uwzględnia te składniki w następujący sposób:
Zakładając, Ŝe wymiary geometryczne węzła spełniają warunki podane w EN1993-1- §5.1.5(3), drugorzędne momenty zginające spowodowane sztywnością węzłów nie wpływają na nośność połączenia, przy zapewnionej odpowiedniej zdolności połączenia do deformacji.
Momenty zginające obciąŜające węzeł, spowodowane działaniem obciąŜenia poprzecznego, powinny być brane pod uwagę podczas sprawdzania nośności połączenia. W większości przypadków obciąŜenie poprzeczne nie jest przyłoŜone do prętów skratowania więc nie powoduje powstania w nich momentów zginających. W przypadku momentów zginających pochodzących od obciąŜenia siłą poprzeczną pasa kratownicy, napręŜenia ściskające od zginania dodaje się do napręŜeń od osiowej siły ściskającej.
Mimośrody: zakładając, Ŝe wymiary geometryczne węzła spełniają warunki podane w EN1993-1-8 §5.1.5(5) uwzględnienie wpływu mimośrodu na nośność połączenia jest automatycznie uwzględniane we wzorach przedstawionych w dokumencie. NaleŜy jednak zaznaczyć, Ŝe zaleca się takie kształtowanie geometrii kratownicy, aby minimalizować wielkość mimośrodów.
Sposób uwzględnienia wpływu momentu zginającego przedstawiono w Błąd! Nie moŜna odnaleźć źródła odwołania..
SN040a-PL-EU
kąt pochylenia krzyŜulca θ redukcja wartości wzrost nośności
stosunek wytrzymałości stali pręta skratowania do wytrzymałości stali pasa (^) y 00
y 11 f t
f t redukcja wartości wzrost nośności
odstęp pomiędzy prętami skratowania g (^) redukcja wartości wzrost nośności (2)
(1) pod warunkiem, Ŝe wyboczenie ścianki bocznej rury nie jest decydujące, gdy β > 0. (2) w przypadku kratownic z pasem wykonanym z rury okrągłej
Tab. 4.3 Połączenia typu K i N (z zakładką)
Parametry połączenia Wartość parametru (^) Wpływ na nośność połączenia
stosunek wysokości (średnica) pasa do grubość ścianki pasa
b 0 (^) t 0 ord 0 t 0 redukcja wartości wzrost nośności
stosunek wysokości pręta skratowania do grubości ścianki pręta
b j (^) t j redukcja wartości wzrost nośności (1)
stosunek średnicy (wysokości)pręta skratowania do średnicy
d 1 (^) d 0 orb 1 b 0 wzrost wartości wzrost nośności (2)
kąt pochylenia krzyŜulca θ redukcja wartości wzrost nośności (3)
stosunek wytrzymałości stali pręta skratowania do wytrzymałości stali pasa (^) y 00
yjj f t
f t redukcja wartości wzrost nośności
stosunek wytrzymałości stali jednego pręta skratowania wytrzymałości stali drugiego pręta skratowania
yj j
yii f t
f t redukcja wartości wzrost nośności
wielkość “zachodzenia” prętów na siebie v O redukcja wartości wzrost nośności
(1) w przypadku prętów o przekroju kwadratowym lub prostokątnym (1) pod warunkiem, Ŝe wyboczenie ścianki bocznej rury nie jest decydujące, gdy β > 0. (3) w przypadku kratownic z pasem wykonanym z rury okrągłej
5. Zalecenia do projektowania połączeń
W tablicach przedstawionych w tym rozdziale zawarto informacje bazujące na (EN 1993-1- 8), dotyczące projektowania węzłów w kratownicach złoŜonych z prętów o przekroju rurowym i w kratownicach, w których pas wykonany jest z profilu otwartego. Jak wspomniano w Rozdziale 2.2, pod jeŜeli geometria węzłów spełnia podane kryteria, nośność na siłę osiową i moment zginający sprawdza się według odpowiednich tablic. W przeciwnym razie naleŜy uwzględnić modele zniszczenia przedstawione w EN 1993-1- §7.2.2.
SN040a-PL-EU
Nośność obliczeniowa połączenia wyraŜona jest jako wartość maksymalnej siły osiowej i/lub momentu zginającego moŜliwych do przeniesienia przez pręt skratowania. W przypadku prętów skratowania obciąŜonych tylko siłami osiowymi, następujące warunki powinny być spełnione:
N (^) i , Ed < Ni , Rd
Jakkolwiek, w przypadku interakcji momentu zginającego i siły osiowej, wzory interakcyjne przedstawione w poniŜszej tablicy powinny być stosowane. Typowym przykładem węzła obciąŜonego siłą osiową i momentem zginającym jest połączenie typu T w belce Vierendeela. ObciąŜenie w postaci momentów zginających działających w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny kratownicy, nie jest zbyt często spotykane, w przypadku ustrojów płaskich.
5.1 Węzły spawane kratownic z rur o przekroju okrągłym
Tab. 5.1 Numery tablic zawartych w EN 1993-1-8, wykorzystywanych przy określaniu nośności węzłów kratownic w których pas wykonano z rur okrągłych
Rodzaj kształtownika skratowania
Zakres wymiarów geometrycznych
Nośność ze względu na siłę osiową
Nośność ze względu na moment zginający
Wzory interakcyjne
Rura okrągła T 7.1 T 7.2 T 7.5 §7.4.
Blacha węzłowa T 7.1, T 7.3 T 7.3 T 7.3 §7.4.
I lub H T 7.1, T 7.4 T 7.4 T 7.4 §7.4.
Przekroje kwadratowe lub prostokątne
T 7.1, T 7.4 T 7.4 T 7.4 §7.4.
Specjalne przekroje okrągłe
T 7.1 T 7.6 -------- T 7.
SN040a-PL-EU
W płaszczyźnie: M (^) ip , 1 , Rd = 0. 5 N 1 , Rdti
Z płaszczyzny: M (^) op , 1 , Rd = 0. 5 N 1 , Rdbi
W płaszczyźnie: M (^) ip , 1 , Rd = 0. 5 hiN 1 , Rd
Z płaszczyzny: M (^) op , 1 , Rd = 0. 5 N 1 , Rdti
5.3 Węzły spawane pas kratownicy wykonany z profili
typu I lub H
Tab. 5.5 Numery tablic i paragrafów zawartych w EN1993-1-8, wykorzystywanych przy określaniu nośności węzłów kratownic w których pas wykonano z kształtowników typu I lub H
Rodzaj kształtownika skratowania
Zakres wymiarów geometrycznych
Nośność ze względu na siłę osiową
Nośność ze względu na moment zginający
Wzory interakcyjne
Rura okrągła T 7.20 T 7.21 -------------^ §7.
Rura kwadratowa lub prostokątna
T 7.20 T 7.21 T 7.22 §7.
6. Spoiny
Poszczególne pręty skratowania naleŜy spawać do pasa kratownicy ciągłą spoiną czołową, spoiną pachwinową lub kombinowaną czołowo-pachwinową. Szczegóły wykonywania spoin przedstawiono w ENV 1090-4.
Spoiny powinny być projektowane, biorąc pod uwagę zalecenia zawarte w EN 1993-1-8 §7. i to EN 1993-1-8 §4.
Nośność obliczeniowa spoiny pachwinowej nie powinna być mniejsza niŜ nośność pręta skratowania. Sprowadza się to do spełnienia warunku:
u M
2 y M γ
β γ f
f t
a (^) w
gdzie γM0 = 1,0 i γM2 = 1,25:
a / t ≥ 0,96 dla stali gatunku S275 i a / t ≥ 1,11 dla stali gatunku S
7. Pomoc projektowa
Program CIDJOINT słuŜy do obliczania i sprawdzania nośności węzłów kratownic wykonanych z rur i obciąŜonych w sposób statyczny. Program został opracowany w Comité International pour le Développement et l’Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT) i jest zgodny z metodami zawartymi w ENV1993-1-8.
Więcej informacji na www.cidect.org.
SN040a-PL-EU
8. Odniesienia
1 Hollow Sections in Structural Applications , by J. Wardenier. Comité International pour le Développement et l’Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT). This publication may be freely downloaded from www.cidect.org
2 Design of SHS welded joints , Corus Tubes. This document is freely downloadable from www.corus.com.
3 ENV1090-4 Execution of steel structures – Part 4: Supplementary rules for hollow section lattice structures.
4 ENV1993-1-1:1992 “ Eurocode 3. Design of steel structures. General rules and rules for buildings.
SN040a-PL-EU
Informacje ramowe
Tytuł Informacje uzupełniające: Model obliczeniowy węzłów spawanych kratownic z prętów o przekroju rurowym. Seria Opis** Ten dokument przedstawia procedury pozwalające na określenie nośności połączeń spawanych w kratownicach wykonanych z przekrojów rurowych lub z niektórych prętów o przekroju otwartym. Pod uwagę brane są "węzły płaskie", nieuŜebrowane. Poziom dostępu*
Ekspertyza Praktyka
Identyfikatory* (^) Nazwa pliku Format Microsoft Office Word; 13 Pages; 586kb; Kategoria* Tytuł zasobu Informacje uzupełniające Punkt widzenia InŜynier Przedmiot* Obszar zastosowania Budynki przemysłowe Data utworzenia 17/01/ Data ostatniej modyfikacji Data sprawdzenia WaŜny od
Daty
WaŜny do Język(i)* Polski Autor Francisco Rey, LABEIN Sprawdzony przez Jose A. Chica, LABEIN Zatwierdzony przez Redaktor
Kontakt
Ostatnio modyfikowany przez Słowa kluczowe*
kratownice, przekroje rurowe, SHS, CHS, RHS, przekroje poprzeczne
Zobacz teŜ Odniesienie do Eurocodu Przykład(y) obliczeniowy Komentarz Dyskusja Inne Omówienie Narodowa przydatność EU Szczególne instrukcje
