km w 6 pol sr docz ec3 stud

09-11-18 Konstrukcje metalowe - Wykład 6 1

Połączenia śrubowe zakładkowe cierne i doczołowe

KONSTRUKCJE METALOWE


PLAN WYKŁADU

POŁĄCZENIA ZAKŁADKOWE CIERNE

POŁĄCZENIA DOCZOŁOWE

PRZYKŁADY POŁĄCZEŃ

BIBLIOGRAFIA


POŁĄCZENIA ZAKŁADKOWE

Źródło

[5]


POŁĄCZENIA ZAKŁADKOWE

Źródło

[5]


Źródło

[1]



Obliczeniowa nośność na poślizg śrub klasy 8.8 i 10.9 jest określona wzorem:

gdzie:ks – według Tablicy 3.6, n – liczba styków ciernych,µ – współczynnik tarcia uzyskany eksperymentalnie zgodnie z odpowiednimi normami albo przyjmowany odpowiednio wg Tablicy 3.7,Fp,C – siła sprężenia,γM3 – współczynnik częściowy =1,25.


CpM

sRds FnkF ,

3, ⋅

⋅⋅=

γµ

(3.6)


Siła sprężenia śrub klasy 8.8 i 10.9 i kontrolowanym dokręceniem jest określona wzorem:

gdzie:fub – wytrzymałość materiału śruby, As - pole przekroju czynnego rdzenia śruby


subCp AfF ⋅⋅= 7,0, (3.7)



Źródło [5]



Źródło [5]


Wartości współczynnika tarcia (µ)

Źródło

[2]



Pole czynne przekroju trzpienia śruby (As)


Źródło [6]


W połączeniach ciernych, w których oprócz siły ścinającej działa dodatkowo siła rozciągająca (Ft,Ed lub Ft,Ed,ser) nośność obliczeniowa śruby na poślizg jest określona wzorami:- połączenia kategorii B:

- połączenia kategorii C:

gdzie:γM3,ser – współczynnik częściowy =1,1.

serM

serEdtCpsserRds

FFnkF

,3

,,,,,

)8,0(γ

µ ⋅−⋅⋅⋅= (3.8a)

3

,,,,

)8,0(

M

EdtCpsserRds

FFnkF

γµ ⋅−⋅⋅⋅

= (3.8b)



Siłę sprężającą w śrubie wywołuje się przez dokręcenie nakrętki kontrolowanym momentem o wartości

,1,1= ⋅ ⋅ ⋅S p CM k d Fgdzie:k = 0,18 - gdy gwint jest powleczony smarem grafitowym,k = 0,14 - gdy gwint jest powleczony pastą molibdenową,d - średnica śruby,Fp,C – siła sprężenia śruby.



Wartości sił (S0) i momentów (Ms) sprężających (k = 0,18)


Źródło [2]


Zakrętarka elektryczna

Klucz dynamometryczny

Narzędzia do sprężania połączeń śrubowych



Zalety połączeń ciernych:

- duża nośność i niezawodność,- połączenie nieodkształcalne - możliwość współpracy z innymi

systemami połączeń (np. spoinami),- połączenie odporne na zmęczenie przy długotrwałym obciążeniu

dynamicznym,- po wyczerpaniu nośności połączenia ciernego (poślizg styku) łączniki mogą pracować jak w zwykłym połączeniu zakładkowym (kategorii A),

- brak występowania zjawiska samoodkręcania się śrub,- możliwość stosowania otworów powiększonych (większa tolerancja

w połączeniach elementów konstrukcyjnych).

Wady połączeń ciernych:

- droższe łączniki - śruby wysokiej wytrzymałości,- konieczność zapewnienia odpowiedniej siły sprężającej łącznik.





blacha czołowa

łączniki(śruby)

np. spoina

Źródło [7]Źródło [2]


Klasyfikacja połączeń doczołowych:

- PROSTE - wszystkie łączniki są obciążone jednakowo- rozciąganie

- ZŁOŻONE - łączniki są obciążone różnymi siłami:- rozciąganie (różne siły w łącznikach wynikają z różnych podatności części blach czołowych),

- zginanie

- NIESPRĘŻANE - siła w łączniku jest wywołana obciążeniem zewnętrznym

- SPRĘŻANE - siła w łączniku jest wywołana zewnętrznym sprężeniem - obciążenie zewnętrzne jest przekazywane przez docisk (ściskanie) i rozprężenie (rozciąganie) blach czołowych.




Źródło

[5]


Źródło [1]

Połączenia śrubowe doczołowe - mechanizmy zniszczenia



Nośność śruby na rozciąganie:

2

2,

M

subRdt

AfkFγ

⋅⋅=

gdzie:k2 =0,63 dla śrub z łbem wpuszczanym,k2 =0,9 w innych przypadkach,fub – wytrzymałość materiału śruby,As – pole przekroju czynnego trzpienia śruby,γM2 – współczynnik częściowy =1,25.



Nośność śruby na przeciągnięcie łba lub nakrętki:

2,

6,0

M

upmRdp

ftdB

γπ ⋅⋅⋅⋅

=

gdzie:dm – średnia z średnic wpisanej i opisanej na łbie śruby lub nakrętce (przyjmuje się mniejszą wartość średniej),tp – grubość blachy pod łbem lub nakrętką śruby,fu – wytrzymałość materiału blachy,γM2 – współczynnik częściowy =1,25.



Źródło [1]

Połączenia śrubowe doczołowe - mechanizmy zniszczenia(EFEKT DŹWIGNI)

Efekt dźwigni występuje gdy blacha czołowa lub jej segment jest usztywniona tylko wzdłuż jednej krawędzi - w wyniku odkształcenia blachy czołowej wzrasta siła rozciągająca w śrubie.



oś pasa ściskanego (oś obrotu połączenia)

Źródło [1]


Połączenia doczołowe zginane:


Połączenia doczołowe zginane:

Źródło [2]




Źródło [5]


Warunek nośności węzła przy zginaniu momentem Mj,Ed :


1,

, ≤Rdj

Edj

MM

(6.23)

Obliczeniowa nośność przy zginaniu Mj,Rd węzła belki ze słupem z połączeniem na blachy i śruby:

∑ ⋅=r

RdtrrRdj FhM ,, (6.25)

gdzie:Ftr,Rd – efektywna obliczeniowa nośność śrub szeregu r przy rozciąganiu,hr – odległość od śrub szeregu r do środka ściskania,r – numer szeregu śrub.


Przy wyznaczaniu nośności śrub Ftr,Rd dodatkowo należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:- nośność środnika słupa przy rozciąganiu (p. 6.3.6.4),- nośność pasa słupa przy zginaniu (p. 6.2.6.4),- nośność blachy czołowej przy zginaniu (p. 6.2.6.5),- nośność środnika belki przy rozciąganiu (p. 6.2.6.8).



Źródło [5]




Model zastępczego króćca teowego:

Źródło [5]




Źródło

[5]




Źródło [5]



Źródło

[5]



Blachy wzmacniające:


Przy jednoczesnym obciążeniu śruby siłami rozciągającymi Ft,Edi poprzeczną Fv,Ed należy sprawdzić warunek:

W przypadku połączenia doczołowego belki ze słupem można zastosowaćpodkładkę przyspawaną do słupa przejmującą obciążenie od siły poprzeczne.

podkładka(stołeczek)

Źródło [2]


14,1 ,

,

,

, ≤⋅

+Rdt

Edt

Rdv

Edv

FF

FF


Źródło [2]

Fazy pracy połączenia doczołowego sprężonego:


Źródło [1]


POŁĄCZENIA TRZPIENIOWE

Przykłady połączeń:

Źródło [7]

Źródło [2]




Źródło [7]

Źródło [2]




Źródło [7]

Źródło [2]




Źródło [7]


BIBLIOGRAFIA

1. Rykaluk K. „Konstrukcje stalowe. Podstawy i elementy” DWE, Wrocław 20012. Łubiński M., Filipowicz A., Żółtowski W. „Konstrukcje metalowe. Część I”

Wydawnictwo Arkady, Warszawa 2006 3. Żmuda J. „Podstawy projektowania konstrukcji metalowych” Wydawnictwo Arkady,

Warszawa 19974. Biegus A. „Stalowe budynki halowe” Wydawnictwa Arkady Warszawa 2007.5. PN-EN 1993-1-8:2006 „Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych.

Cześć 1-8: Projektowanie węzłów”6. Bogucki W., Żyburtowicz M. „Tablice do projektowania konstrukcji metalowych”

Wydawnictwo Arkady, Warszawa 20077. Materiały dydaktyczne ESDEP

km w 6 pol sr docz ec3 stud

Documents