KRUTE I ZGLOBNE VEZE

VEZE POD UGLOM P17 Veze u elinim konstrukcijama

Metalne konstrukcije (MTI) - P17 - Veze pod uglom 1


Sadraj predavanja

Podela veza pod uglom Zglobne veze sa eonom ploom Zglobna veza sa prikljunim limom Zglobna veza sa prikljunim ugaonicima Zglobna veza pomou stolice Momentne veze sa kontinuitet lamelom Momentne veze grede i stuba

Primeri primene veza pod uglom


Podela veza pod uglom

Veze pod uglom mogu da budu: zglobne koje prenose samo smiue sile; momentne koje su sposobne da prenose i momente

savijanja.

Momentne veze se mogu podeliti Prema krutosti na:

Krute polu-krute

Prema nosivosti na: potpuno nosive delimino nosive veze


Zglobne veze

Zgobne veze prenose normalne i smiue sile na mestu veze ali ne i momente savijanja.

Potrebno je ostvariti dovoljan kapacitet rotacije veze.

Najee se primenjuju: veze sa enom ploom veze sa priljunim limom, veze sa prikljunim ugaonicima, veze ostvarene pomou stolice.

Zglobne veze mogu biti:

izmeu grede i stuba izmeu dve grede.


Tipovi zglobnih veza pod uglom

Veza sa eonom ploom Veza sa prikljunim limom

Veza sa prikljunim ugaonicima Veza ostvarena pomou stolice


Zglobna veza sa eonom ploom


Nema ekscentriciteta (e = 0)! Zahteva se vea preciznost izrade manje tolerancije!

Zglobna veza sa eonom ploom


Elementi veze

Neophodno je da se proveri nosivost svih elemenata veze koji uestvuju u prenoenju sile VEd.

Osnovni elementi zglobne veze sa eonom ploom su: Zavrtnjevi (n = n1n2) eona ploa (hp, tp, bp) Rebro grede (tbw) avovi (a)

Svi elementi veze imaju po nekoliko vidova loma. Nosivost veze VRd jednaka je minimalnoj nosivosti od svih

vidova loma svih komponenata veze!

iRdiRdVV ,

8

1min=

=


avovi

Da bi izbeglo krto ponaanje veze neophodno je da avovi imaju veu nosivost od nosivosti rebra grede.

U sluaju obostranih ugaonih avova to se moe postii ako je zadovoljen sledei uslov:

bw

M

M

ub

ybw tff

a0

2

2


Zavrtnjevi

Zavrtnjevi su optereeni na smicanje. Uobiajena je kategorija smiueg spoja A. Tri kriterijuma u pogledu nosivosti zavrtnjeva:

nosivost zavrtnjeva na smicanje; nosivost eone ploe na pritisak po omotau rupe; nosivost oslonakog lima na pritisak po omotau rupe.

Oslonaki lim moe biti: noica stuba, rebro stuba ili rebro grede. Nosivost zavrtnjeva na smicanje (jednoseni):

RdvRd FnV ,1, 8,0=

2, / MubvRdv fAF =

n je ukupan broj zavrtnjeva (n = n1n2),

Fv,Rd nosivost zavrtnja na smicanje.


Nosivost eone ploe na pritisak po omotau rupe


Nosivost oslonakog lima na pritisak po omotau rupe

RdbRd FnV ,, 3 =


eona ploa

Dimenzije eone ploe (hp, tp i bp) treba da se odrede iz uslova: smetanja zavrtnjeva, raspoloive visine rebra grede, nesmetane rotacije i duktilnosti veze kriterijuma nosivosti:

nosivost bruto preseka na smicanje; nosivost neto preseka na smicanje; nosivost na cepanje bloka; nosivost na savijanje.

Velika debljina eone ploe dovodi do znaajne nosivosti veze na savijanje! Uobiajena je debljina oko 10 mm!


Nosivost eone ploe na smicanje

Postoje dve ravni smicanja!

Koeficijent 1,27 se uzima zbog redukcije usled interakcije savijanja i smicanja!

04

3271

2M

ypppRd

fthV

/

,,=

Nosivost neto preseka na smicanje

2,5,

3/2

M

upnetvRd

fAV

= ) ( 01, dnhtA ppnetv =

Nosivost bruto preseka na smicanje


Nosivost eone ploe na cepanje bloka

RdeffRd VV ,, 26 =


Nosivost eone ploe na savijanje


Nosivost rebra grede na smicanje

08

3

M

ybwbwpRd

fthV

/

, =

tbw debljina rebra grede;

fybw granica razvlaenja rebra grede.


Postupak za dimenzionisanje veze

Definisanje broja zavrtnjeva (n) i dimenzija eone ploe (hp, tp i bp);

Potreban broj zavrtnjeva moe da se odredi iz uslova nosivosti na smicanje (VRd,1);

Potom se oblikuje veza i definiu sva rastojanja izmeu zavrtnjeva (e1, p1, ...) i proverava nosivost na pritisak po omotau rupe (VRd,2, VRd,3) na osnovu koje se moe dobiti potrebna debljina eone ploe (tp)!

Visina eone ploe se odreuje na osnovu minimalnih rastojanja izmeu zavrtnjeva i nosivosti rebra grede na smicanje (VRd,8);

Zatim se proveravaju ostale nosivosti!


Primeri zglobnih veza sa gredom ostvarenih pomou eone ploe


Primeri zglobnih veza sa stubom ostvarenih pomou eone ploe


Veza sa prikljunim limom


Moe da se koriste za zglobne veze izmeu: grede i stuba (preko noice ili rebra stuba); izmeu dve grede.




Veza moe biti sa jednim il vie redova zavrtnjeva ako je potrebno.


Glavni elementi veze

Osnovne komponente veze ija nosivost treba da se proveri su: Zavrtnjevi, Prikljuni lim, Rebro nosaa, avovi.

Nosivost veze jednaka je najmanjoj nosivosti za sve vidove loma svih komponenata veze!

iRdiRdVV ,min

11

1==


Veza sa prikljunim limom izmeu dve grede

Ekscentricitet nepovoljno utie na naprezanje podvlake.

Moe smanjiti pravilnim konstrukcijskim oblikovanjem!

Zasecanje noice Denivelacija nosaa


Veza sa prikljunim ugaonicima


Ovakve veze predstavljaju kombinaciju zglobnih veza sa eonom ploom i veza sa prikljunim limom.

Izrada moe biti automatizovana poto nema zavarivanja! Elementi veze koji uestvuju u prenoenju optereenja su:

zavrtnjevi serije 1 (kao kod prikljunog lima); zavrtnjevi serije 2 (kao kod eone ploe); prikljuni ugaonici (jednakokraki ili raznokraki); rebro grede (kao kod prikljunog lima);



Karakteristini primeri primene veze sa prikljunim ugaonicima


Zglobna veza ostvarene pomou stolice


Primeri zglobnih veza ostvarenih pomou stolice


Momentne veze

Momentne veze spadaju u kontinualne veze koje prenose momente savijanja.

Podela momentnih veza: Momentne veze u ravni nosaa (npr. kod rotiljnog sistema

podunih i poprenif nosaa el. mostova) sa kontinuitet lamelom sa eonom ploom

Momentne veze pod uglom (npr. veze izmeu greda i stubova okvirnih nosaa, ...)

sa eonom ploom u kompletno zavarenoj izradi sa veznim ugaonicima na noicama

Razliiti poloaji i konfiguracije veza

Oko jae ose inercije 1 Jednostrana veza greda-stub 2 Dvostrana veza greda-stub 3 Nastavak grede 4 Nastavak stuba 5 Stopa stuba

Na ukrtanju sa gredom

Oko slabije ose inercije Na ukrtanju sa stubom

Momentne veze sa kontinuitet lamelom


Proraun veze sa kontinuitet lamelnom

Potrebno obezbediti prenoenje momenta savijanja (MEd) i transverzalnih sila (V1,Ed i V2,Ed);

Osnovni koraci pri proraunu su: Kontrola nosivosti oslabljenog preseka, Proraun kontinuitet lamele i njene veze sa noicom nosaa

(prenoenje momenta savijanja MEd);

Proraun veze rebra nosaa (prenoenje transverzalnih sila V1,Ed i V2,Ed)

Momentne veze sa eonom ploom


Najee se koriste za : Veze greda-stub kod okvirnih nosaa; Montane nastavke nosaa; Kontinuiranje sekundarnih nosaa kod rotiljnih konstrukcija;


Momentne veze pod uglom (greda-stub)

eona ploa sa prepustom eona ploa bez prepusta

Potpuno zvarena veza Ugaonici na noicama


Osnovne karakteristike momentne veze

Na osnovu M- krive dobijaju se tri osnovne karakteristike veze: moment nosivosti Mj,Rd, rotaciona krutost Sj i kapacitet rotacije Cd.


Proraun veze sa eonom ploom

Veza se deli na tri zone naprezanja. U svakoj od zona naprezanja postoje pojedine komponente veze Nosivost odreene zone naprezanja se odreuje kao nosivost

najslabije komponente u toj zoni.


Prenoenje momenta savijanja


Komponente veze - eona ploa bez prepusta Zona pritiska:

1 Nosivost rebra stuba na izboavanje;

2 Nosivost rebra stuba na gnjeenje;

3 Nosivost noice grede na pritisak;

Zona zatezanja:

4 Nosivost rebra stuba na zatezanje;

5 Nosivost noice stuba na savijanje i zavrtnjeva na zatezanje (T-element);

6 Nosivost eone ploe na savijanje i zavrtnjeva na zatezanje (T-element);

7 Nosivost rebra grede na zatezanje;

Zona smicanja:

8 Nosivost smiueg polja rebra stuba; iRdtRdt FF ,,, min7

4=iRdcRdc FF ,,, min

3

1=

Najznaajnije osnovne

komponente veza

Komponenta

1 Smiue polje rebra stuba

2

Rebro stuba optereeno poprenim pritiskom

3

Rebro stuba optereeno poprenim zatezanjem

4 Noica stuba optereena savijanjem

5 eona ploa optereena savijanjem

6

Ugaonik na noici optereen savijanjem

Komponenta

7

Noica i rebro grede ili stuba optereeni pritiskom

8 Rebro grede optereeno zatezanjem

9

Ravan lim optereen zatezanjem ili pritiskom

10 Zavrtnjevi optereeni na zatezanje

11 Zavrtnjevi optereeni na smicanje

12

Zavrtjevi optereeni na pritisak po omotau rupe (na noici grede ili stuba, na eonoj ploi ili ugaoniku)



Proraun nosivosti veza sa eonom ploom

Na mestu veze deluju moment savijanja MEd i smiua sila VEd; Momenat savijanja MEd se deli na spreg sila: pritiska Nc,Ed i

zatezanja Nt,Ed,

z je krak sila

Silu zatezanja i pritiska prenose odgovarajue komponente veze u zoni zatezanja Ft,Rd odnosno pritiska Fc,Rd;

Smiuu silu VEd prenose zavrtnjevi;

zMNN EdEdcEdt == ,,


Ekvivalentni zategnuti T-element

Pomou ekvivalentnog zategnutog T-elementa se proraunava: Nosivost noice stuba na savijanje, Nosivost eone ploe na savijanje.

Za svaki red zavrtnjeva u zoni zatezanja se odreuje fiktivna efektivna duina i on se predstavlja jednim zamenjujuim T-elementom na osnovu ega se odreuje nosivost tog reda zavtnja.


Ekvivalentni zategnuti T-element

U zavisnosti od geometrije T-elementa mogua su tri modela loma: Model 1: Lom

potpunom plastifikacijom lima

Model 2: Kombinovan

lom deliminom plastifikacijom lima i zatezanjem zavrtnjeva

Model 3: Lom

zatezanjem zavrtnjeva

mM

F RdplRdT,,

,,1

14

=

nmFnM

F RdtRdplRdT ++

= ,,,,, 222

= RdtRdT FF ,,,3

mM

F RdplRdT,,

,,1

212

=


Efektivna duina

Predstavlja zamenjujuu duinu ekvivalentnog zategnutog T-elementa koji ima isti plastini moment nosivosti za razmatrani model i oblik loma.

Postoje dva oblika loma: kruni i poligonalni; Efektivna duina se razlikuje za pojedinane redove zavrtnjeva i grupe

redova zavrtnjeva;

Poloaji redova zavrtnjeva

1 - krajnji red zavrtnjeva uz ukruenje 2 - krajnji red zavrtnjeva 3 - unutranji red zavrtnjeva 4 - red zavrtnjeva uz ukruenje

Redovi zavrtnjeva kod ukruene noice stuba Redovi zavrtnjeva kod eone ploe

Prepust eone ploe i deo izmeu noica grede razmatraju se kao dve posebne noice ekvivalentnog T-elementa.



Poveanje nosivosti primenom ukruenja

Primenom ukruenja na rebru stuba, u produetku noica grede poveava se nosivost sledeih komponenata veze: nosivost rebra stuba

na pritisak,

nosivost rebra stuba na zatezanje,

nosivost smiueg polja rebra stuba

nosivost ukruene noice stuba na savijanje.


Proraunski moment nosivosti veza sa eonom ploom

Nosivost odreene zone veze (zatezanja, pritiska) se odreuje kao minimalna vrednost nosivosti svih komponenata koje uestvuju u prenoenju sile;

Moment nosivosti veze jednak je proizvodu nosivosti odgovarajue zone i kraka unutranjiih sila (izmeu centra pritiska i centra zatezanja);

Postoje ogranienja: Sviredovi zavrtnjeva u zoni zatezanja ne mogu preneti veu silu nego to je zona pritiska i zona smicanja mogu prihvatiti!

( )RdfbcRdwccRdc FFF ,,,,, ;min=

( )/;;min .,, RdwpRdtRdcRd VFFF =

( )RdwbtRdeptRdfctRdwctRdt FFFFF ,,,,,,,,, ;;;min=


Krak sila i moment nosivosti Mj,Rd

zFMM RdRdjEd = ,

fbthz = 2/fbe thhz =

z je krak sila koji predstavlja rastojanje izmeu centra pritiska i centra zatezanja;

Sa prepustom Bez prepusta


Montani nastavci nosaa sa eonom ploom

Principi prorauna mogu da se primene i za montane nastavke nosaa sa eonom ploom.

Proraun je jednostavniji jer otpadaju sve komponente nosivosti koje se odnose na stub.

Nosivost zone pritiska jednaka je nosivosti noice grede na pritisak. RdfbcRdc FF ,,, =

( )RdwbtRdeptRdt FFF ,,,,, ;min=

2/fbe thhz =

Nosivost zone zatezanja je jednaka manjoj od nosivosti eone ploe na savijanje i rebra grede na zatezanje:


Preporuke za projektovanje veza sa eonom ploom

Treba izbegavati da model loma zavrtnja bude merodavan. Ovo se postie optimalnim izborom debljine eone ploe i noice stuba.

Rastojanja izmeu zavrtnjeva mogu da budu manja od minimalno propisanih za smiue spojeve; Neophodno je da se obezbedi prostor za nesmetanu ugradnju;

Preporuuje se primena ukruenja na rebru stuba, jer znaajno poveavaju nosivost i krutost veze.

U sluaju debelih eonih ploa pri izvoenju je porebno obratiti panju na mogunost pojave dvoplatnosti.


avovi za vezu grede i eone ploe

avovi su prisutni kod veza sa eonom ploom i veza u kompletno zavarenoj izradi;

Nosivost avova ne sme da bude manja od nosivosti najslabije komponente u razmatranoj zoni naprezanja;

Uglavnom se primenjuju ugaoni avovi! Dimenzije ugaonih avova mogu da se odrede kao za statiki pokriven

nastavak prema debljini lima koji se sapaja (noica ili rebro), ili na osnovu kontrole naprezanja u avovima;


Veza greda-stub u zavarenoj izradi

fbthz =

Komponente veze koje treba proveriti su:

smiue polje rebra stuba;

pritisnuta noica grede;

popreni pritisak rebra stuba;

popreno zatezanje rebra stuba;

Po pravilu se postavljaju ukruenja na rebru stuba, pa je nosivost rebra stuba na popreni pritisak i zatezanje u tom sluaju znatno poveana (nije merodavna);

avovi treba da imaju adekvatnu nosivost!


Veze greda-stub sa ugaonicima na noicama

Zona pritiska: 1 Nosivost rebra stuba na izboavanje;

2 Nosivost rebra stuba na gnjeenje;

3 Nosivost noice grede na pritisak;

4 Nosivost kraka ugaonika na pritisak i zavrtnjeva na smicanje

Zona zatezanja: 5 Nosivost rebra stuba na zatezanje;

6 Nosivost noice stuba na savijanje i zavrtnjeva na zatezanje (T-element);

7 Nosivost ugaonika na savijanje i zavrtnjeva na zatezanje (T-element);

8 Nosivost kraka ugaonika na zatezanje i zavrtnjeva na smicanje

Zona smicanja: 9 Nosivost smiueg polja rebra stuba;

ahhz +=

Veze pod uglomSadraj predavanjaPrimeri primene veza pod uglomPodela veza pod uglomZglobne vezeTipovi zglobnih veza pod uglomZglobna veza sa eonom ploomZglobna veza sa eonom ploomElementi vezeSlide Number 10avoviZavrtnjeviNosivost eone ploena pritisak po omotau rupeNosivost oslonakog limana pritisak po omotau rupeeona ploaNosivost eone ploe na smicanjeNosivost eone ploe na cepanje blokaNosivost eone ploe na savijanjeNosivost rebra grede na smicanjePostupak za dimenzionisanje vezePrimeri zglobnih veza sa gredomostvarenih pomou eone ploePrimeri zglobnih veza sa stubomostvarenih pomou eone ploeVeza sa prikljunim limomVeza sa prikljunim limomVeza sa prikljunim limomVeza sa prikljunim limomGlavni elementi vezeVeza sa prikljunim limom izmeu dve gredeVeza sa prikljunim ugaonicimaVeza sa prikljunim ugaonicimaVeza sa prikljunim ugaonicimaKarakteristini primeri primene veze sa prikljunim ugaonicimaZglobna veza ostvarene pomou stoliceZglobna veza ostvarene pomou stolicePrimeri zglobnih vezaostvarenih pomou stoliceMomentne vezeRazliiti poloaji i konfiguracije vezaMomentne veze sa kontinuitet lamelomMomentne veze sa kontinuitet lamelomProraun veze sa kontinuitet lamelnomMomentne veze sa eonom ploomMomentne veze pod uglom (greda-stub)Osnovne karakteristike momentne vezeProraun veze sa eonom ploomPrenoenje momenta savijanjaKomponente veze - eona ploa bez prepustaNajznaajnije osnovne komponente vezaProraun nosivosti veza sa eonom ploomEkvivalentni zategnuti T-elementEkvivalentni zategnuti T-elementEfektivna duinaPoloaji redova zavrtnjevaPoveanje nosivosti primenom ukruenjaProraunski moment nosivosti veza sa eonom ploomKrak sila i moment nosivosti Mj,RdMontani nastavci nosaa sa eonom ploomPreporuke za projektovanje vezasa eonom ploomavovi za vezu grede i eone ploeVeza greda-stub u zavarenoj izradiVeze greda-stub sa ugaonicima na noicama

Documents

KRUTE I ZGLOBNE VEZE