Efektivan poprečni presek - grf.bg.ac.rs · normalnog napona Lake metalne konstrukcije P08-4. Efektivni presek Lake metalne konstrukcije P08-5. Efektivni presek - izbočavanje Lake

Lake metalne konstrukcije P08-1

Efektivan poprečni presek

– Uticaj izbočavanja pritisnutih delova poprečnih preseka klase 4 se uvodi u proračun pomoću efektivnog poprečnog preseka;

– Efekti izbočavanja su izraženiji nego kod čeličnih konstrukcija, zbog malog modula elastičnosti;

– Oblici poprečnih preseka su složeniji nego kod čeličnih konstrukcija;

– Postupkom istiskivanja (ekstrudacije dobijaju se poprečni preseci sa podužnim ukrućenjima kojima se povećava nosivost na izbočavanje;

Koeficijent redukcije usled izbočavanja ρc


Vrednosti koeficijenata C1 i C2

Klasifikacija materijala

Unutrašnji delovi Konzolni delovi C1 C2 C1 C2

Klasa A, bez šavova 32 220 10 24 Klasa A, sa šavovima 29 198 9 20 Klasa B, bez šavova 29 198 9 20 Klasa B, sa šavovima 25 150 8 16


Stvarni i proračunski dijagrami normalnog napona


Efektivni presek


Efektivni presek - izbočavanje


Pritisak Savijanje oko y-y ose Savijanje oko z-z ose

Omekšanje ZUT (HAZ) usled zavarivanja

– Usled zavarivanja Al-legura dolazi do promena u ZUT-u koje, generalno, prouzrokuju redukciju mehaničkih svojstava osnovnog materijala;

– Uticaj zavisi od tipa Al-legure, uvodi se u proračun pomoću sledećih koeficijenata:


Određivanje širine ZUT

– Zona u kojoj je potrebno redukovati svojstva materijala se prostire u svim pravcima od šava na dužini od bhaz.

– Umesto redukcije karakteristika materijala u Evrokodu 9 se vrši smanjenje debljine delova preseka u okviru ZUT-a.

– Kod tankih limova za granice zone uticaja toplote mogu da se usvoje prave linije, dok se u slučaju većih debljina usvajaju kao krive linije.

– Ako je rastojanje od ivice šava do ivice prepusta manje od 3bhaz treba usvojiti da se ZUT prostire čitavom dužinom prepusta.

– Širina ZUT-a zavisi od primenjenog postupka zavarivanja (MIG ili TIG) i debljine elemenata koji se zavaruju.


Širina ZUT-a (bhaz)


Širina bhaz

Vrednosti bhaz se za MIG postupak kreću od 20 mm za tanke limove do 40 mm za limove debljine iznad 25 mm.


Vrednosti bhaz se za TIG postupak:

Površina efektivnog preseka Aeff

– Aeff je površina koja se dobija redukcijom usled izbočavanja i/ili usled termičkih uticaja u materijalu ZUT-a.

– Površina efektivnog preseka treba da se odredi na sledeći način:

a) Kod delova preseka klasa 1, 2 i 3 koji su izloženi termičkim uticajima usled zavarivanja u zonama uticaja toplote na širini bhaz, smanjuje se debljina limova na vrednost: ρo,haz t;

b) Kod pritisnutih delova preseka klase 4 koji nisu izloženiuticaju toplote, redukovana vrednost debljine je: teff = ρs t;

c) Kod pritisnutih delova preseka klase 4 koji su izloženi uticaju toplote efektivna debljina je jednaka minimalnoj vrednosti od ρs t i ρo,haz t u delu ZUT-a, odnosno ρs t na ostalom pritisnutom delu preseka.


Efektivni poprečni presek


Primeri efektivnih poprečnih preseka kod zavarenog I preseka


Aeff, w = 3082 mm2 Aeff,c = 2228 mm2 Weff,haz= 314982 mm3 Usled zavarivanja Za čist pritisak Za čisto savijanje

Nosivost poprečnih preseka

– Nosivost poprečnog preseka zavisi od klase poprečnog preseka, vrste Al-legure i načina proizvodnje (ekstrudacija ili zavarivanje);

– Šir leg efekti treba da se uzmu u obzir kada su relevantni;

– Uticaj izbočavanja se uzima preko efektivne debljine;

– EC9 daje pravila za proračun nosivosti poprečnih preseka za sve slučajeve naprezanja: zatezanje, pritisak, savijanje, smicanje, torziju i interakciju različitih naprezanja;


Opšti kriterijumi plastifikacije

EC3 preporučuje da se usvoji: C = 1,2


Kriterijum plastifikacije u najopterećenijoj tački poprečnog preseka:

Svojstva poprečnih preseka

– Bruto površina poprečnog preseka Ag je ukupna površina preseka bez uticaja izbočavanja i toplote zavarivanja, kao i bez odbitka usled rupa za spojna sredstva.

– Neto površina poprečnog preseka Anet je površina koja se dobija kada se od bruto preseka oduzmu površine rupa za spojna sredstva i eventualni otvori.

– Površina efektivnog poprečnog preseka Aeff je površina koja se dobija redukcijom usled izbočavanja i/ili usled termičkih uticaja u materijalu ZUT-a.


Neto poprečni presek Anet

– Kod smaktnutog rasporeda rupa, odbitak za rupe treba da se usvoji kao: Σt d - Σt bs gde je bs manja vrednost od: s2/(4p) i 0,65s;

– U slučaju primera sa smaknutim rasporedom rupa, neto površina preseka se određuje na sledeći način:


Nosivost poprečnih preseka na zatezanje

Nosivost poprečnog preseka na zatezanje Nt,Rd jednaka je manjoj vrednosti od No,Rd i Nu,Rd:

plastična nosivost bruto preseka

granična nosivost neto preseka

granična nosivost preseka usled uticaja ZUT


Nosivost poprečnih preseka na pritisak

Nosivost poprečnog preseka na pritisak Nc,Rd jednaka je manjoj vrednosti od Nu,Rd i Nc,Rd:

granična nosivost preseka sa otvorima ili neispunjenim rupama

plastična nosivost efektivnog preseka


Nosivost poprečnih preseka na savijanje

Wnet elastični otporni moment neto poprečnog preseka uzimajući u obzir rupe i slabljenje usled ZUT-a, ako postoji;

Wel elastični otporni moment bruto poprečnog preseka;α koeficijent oblika preseka

Nosivost poprečnog preseka na savijanje MRd (moment nosivosti) jednaka je manjoj vrednosti od Mu,Rd i Mc,Rd:

granična nosivost neto preseka

moment nosivosti preseka bez slabljenja


Koeficijent oblika preseka α


Nosivost poprečnih preseka na smicanje

Za poprečne preseke kod kojih je hw/tw< 39ε nosivost poprečnog preseka na smicanje VRd jednaka je:

Av je površina smicanja koja za preseke sa rebrom treba da se odredi kao:


Kod vitkih rebara kod kojih je hw/tw > 39ε nosivost preseka na smicanje treba da se odredi uzimajući uticaj izbočavanja smicanjem!

Nosivost poprečnih preseka na torziju

Nosivost poprečnog preseka na torziju TRd jednaka je:

WT,pl je torzioni otporni moment za St.Venanovu torziju.

U slučaju složene torzije:


Kombinovana naprezanja poprečnih preseka

EC9 daje pravila za sledeće slučajeve naprezanja:– smicanje i torzija (VEd + TEd);– smicanje i savijanje (VEd + MEd);– savijanje i aksijalna sila (MEd + NEd);– savijanje, smicanje i aksijalna sila (MEd+VEd+NEd).


Smicanje i torzija

– I i H profili

– U profili

– Šuplji profili


Smicanje i savijanje

Ako je VEd > 0,5VRd potrebno je da se uzme u obzir uticaj smicanja na smanjenje momenta nosivosti!

Kod preseka klase 1 i 2 dokaz nosivosti se vrši pomoću redukovanog momenta plastične nosivosti MV,Rd.

Pri određivanju momenta nosivosti koristi se redukovana granica razvlačenja fo,V na delu preseka koji prihvata smicanje (na rebru):

Za I i H preseke klase 1 i 2 sa simetričnim nožicama, redukovani moment plastične nosivosti MV,Rd može da se odredi na osnovu izraza:


1≤RdV

Ed

MM

,

Savijanje i aksijalna sila

Kod obostrano simetričnih otvorenih poprečnih presekaoba sledeća uslova moraju da budu zadovoljena:


η0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ η0 ≤ 2

ξ0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ ξ0 ≤ 1,56

γ0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ γ0 ≤ 1,56

ω0=1 za poprečne preseke bez lokalnih šavova!

Vrednosti koeficijenta ω0 za slučaj lokalnog zavarivanja

Kada se uticaj lokalnog zavarivanja prostire u podužnom pravcu na dužini ne većoj od najmanje širine elementa, za graničan napon treba da se usvoji redukovana čvrstoća, , pa je:

Kada se uticaj lokalnog zavarivanja prostire u podužnom pravcu na dužini većoj od najmanje širine elementa, za graničan napon treba da se usvoji , pa je:


Monosimetrični I preseci


Interaktivne formule date za obostrano simetrične poprečne preseke mogu da se koriste i za monosimetrične poprečne preseke, uz sledeće korekcije:

Ako momenat savijanja i aksijalna sila daju napon istog znaka u široj nožici.

Ako momenat savijanja i aksijalna sila daju napon istog znaka u užoj nožici.

Šuplji i puni poprečni preseci


gde je ψ =1,3 za šuplje profile i ψ =2,0 za pune profile.

Alternativno može da se usvoji da je: ψ =αyαz , ali 1≤ ψ ≤ 1,3 za šuplje profile, odnosno 1≤ ψ ≤ 2 za pune profile.

Savijanje, smicanje i aksijalna sila

Kada na poprečni presek istovremeno deluju moment savijanja, aksijalna sila i smičuća sila (VEd>0,5VRd) proračun nosivosti poprečnog preseka se sprovodi sa redukovanim naponom na delu površine smicanja:

redukovana granica razvlačenja


Documents

Efektivan poprečni presek - grf.bg.ac.rs · normalnog napona Lake metalne konstrukcije P08-4. Efektivni presek Lake metalne konstrukcije P08-5. Efektivni presek - izbočavanje Lake