MK P07(11.01.11.) Veze Pod Uglom.resetke(1)

Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije

Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije2010./2011.2010./2011.Predavanje br. 7/ 11.01.11.

Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 22

SADRŽAJ PREDAVANJA

5. PRORAČUN I KONSTRUISANJE VEZA POD UGLOM

5.1 ZGLOBNE VEZE

5.2 KRUTE VEZE


ZGLOBNE VEZEZglobne veze sa priključnim ugaonicimaObrtanje oslonjenog nosača u zglobu izaziva i obrtanje vezeObrtanje veze se vrši na račun deformacije gornjeg dela ugaonika (sl. c), čupanja vrata zavrtnjeva i priključne površine, ukoliko ona nije kruta


ZGLOBNE VEZEProračun zavrtnjeva serije 1 –veza priključnih ugaonika sa rebrom nosača

m = broj kolona zavrtnjevan = broj redova zavrtnjeva


ZGLOBNE VEZEKontrola nosivosti kod širokih veza

Komponenta sile u zavrtnju usled smicanja: FV = V / (m * n)

Komponente sile u zavrtnju usled momenta ekscentriciteta:

Kontrola nosivosti najopterećenijeg zavrtnja:


ZGLOBNE VEZEKontrola nosivosti kod visokih veza (češće u primeni)Može da se zanemari vertikalna komponenta u zavrtnju usled momenta ekscentriciteta

Komponenta sile u zavrtnju usled smicanja: FV = V / (m * n)

Komponente sile u zavrtnju usled momenta ekscentriciteta:



ZGLOBNE VEZEProračun zavrtnjeva serije 2 – veza priključnog ugaonika za priključnu površinu

Primaju samo transverzalnu silu - reakciju (V), - nema ekscentriciteta

Ukupan broj zavrtnjeva serije 2 je dvostruko veći od broja zavrtnjeva serije 1 (postoje dva priključna ugaonika)Zavrtnjevi serije 2 su jednosečni

Komponenta sile u zavrtnju usled smicanja:

n = broj zavrtnjeva na jednom ugaoniku


ZGLOBNE VEZE

Zavrtnjevi serije 2 - slučaj obostranih nosača

Kontrola nosivosti zavrtnjeva na smicanje (zavrtnjevi su jednosečni):

Kontrola nosivosti zavrtnjevana pritisak po omotaču rupe:


ZGLOBNE VEZEKontrola napona u priključnim ugaonicima

Anet = neto površina poprečnog preseka priključnih ugaonika na mestu zavrtnjeva serije 1,Wnet = neto otporni momenat poprečnog preseka ugaonika


ZGLOBNE VEZEUobičajene dimenzije priključnih ugaonika


ZGLOBNE VEZEKontrola oslabljenog preseka u slučaju zasecanja nožiceKontrola napona nosača u oslabljenom preseku na najudaljenijem mestu od oslonca


ZGLOBNE VEZEGeometrijske karakteristike poprečnih preseka zasečenih nosača


ZGLOBNE VEZEKarakterističniprimeriprimene


ZGLOBNE VEZE

Zglobne veze sa čeonom pločom

Nema ekscentriciteta (e=0); Me = 0; T ≠ 0Zahteva se veća preciznost izrade – manje tolerancijeMehanizam prenošenja transverzalne sile: reakcija se iz rebra nosača unosi u čeonu ploču preko obostranih ugaonih šavova, a zatim iz čeone ploče pomoću zavrtnjeva na priključnu površinu


ZGLOBNE VEZEPrimeri zglobnih veza sa gredom ostvarenih pomoću čeone ploče


ZGLOBNE VEZEPrimeri zglobnih veza sa stubom pomoću čeone ploče


ZGLOBNE VEZEZglobne veze ostvarene pomoću stolice

Na ovaj način mogu se ostvariti veze sa gredom i veze sa stubomReakcija se prenosi direktnim kontaktomVeze rebra zavrtnjevima samo sprečavaju bočno pomeranje (preturanje)Stolica može biti u vidu L profila ili u vidu ravnog lima velike debljine


ZGLOBNE VEZEPrimeri zglobnih veza ostvarenih pomoću stolice


KRUTE VEZEKrute veze pod uglom - karakteristike

(+) Sposobne da prenesu i momente savijanja(+) Povezuju dva nosača (roštiljni sistem) ili nosač i stub (okvirni sistem) (+) Bolja preraspodela momenata savijanja i najčešće manja naprezanja(+) Primenom krutih veza ostvaruje se kontinuitet nosača što utiče na smanjenje deformacija (ugiba)

(-) Za prenos momenata savijanja potrebni su posebni konstrukcijski elementi, pa krute veze iziskuju veći utrošak čelika od zglobnih, i složeniju izradu(-) Sistemi sa krutim vezama (višestruko statički neodređenih nosači) su osetljivi na neravnomerno sleganje oslonaca


KRUTE VEZEPodela krutih veza prema načinu oblikovanja

1. Krute veze sa kontinuitet lamelom (npr. veze podužnih i poprečnih nosača kod železničkih mostova, ...)

2. Krute veze sa čeonom pločom(npr. veze između grede i stuba okvirnog nosača, ...)


KRUTE VEZE1. Krute veze sa kontinuitet lamelom


KRUTE VEZEProračun krute veze sa kontinuitet lamelom

Kod krutih veza potrebno je obezbediti prenošenje momenta savijanja (M) i transverzalnih sila (V1 i V2)

Osnovni koraci pri proračunu su:1. Kontrola napona u oslabljenom preseku2. Dimenzonisanje kontinuitet lamele i njene veze sa nožicom nosača

(prenošenje momenta savijanja M)3. Proračun veze rebra nosača (prenošenje transverzalnih sila V1 i V2)


KRUTE VEZEKontrola napona u oslabljenom preseku

Kontrola normalnih napona:

Kontrola smičućih napona:

M = moment savijanja na mestu vezeV = transverzalna sila na mestu vezeWnet = otporni moment neto presekaAw = površina rebra nosača


KRUTE VEZEDimenzionisanje kontinuitet lameleMoment savijanja se deli na spreg sila (zatezanje Nt i pritisak Nc)Gornja, zategnuta kontinuitet lamela dimenzioniše se prema neto preseku:

Potrebna debljina kontinuitet lamele:1. Obični zavrtnjevi

2. PN VVZ


KRUTE VEZEProračun veze kontinuitet lamele sa nožicom nosača

Veza se po pravilu ostvaruje pomoću zavrtnjeva (običnih ili VVZ, PN )

Potreban broj zavrtnjeva se određuje na osnovu sile zatezanja Nt:

Ff,dop = nosivost zavrtnja na smicanje (zavrtanj je po pravilu jednosečan)


KRUTE VEZEPrenošenje sile pritiska u zoni donje nožice

Može da se ostvari na više načina:

1. Kao u slučaju zategnute nožice pomoću kontiuitet lamele i zavrtnjeva; u ovom slučaju neophodno je da se predvidi otvor u rebru poprečnog (primarnog) nosača (primena u mostogradanji)

2. Direktnim kontaktom preko podmetača od ravnog lima (zgradarstvo)

3. Pomoću stolice


KRUTE VEZEPrenošenje transverzalne sile preko rebra nosača

Može da se ostvari na dva načina:

1. Pomoću priključnih ugaonika i zavrtnjeva serije 1 i serije 2 (V, Me)

2. Pomoću čeone ploče i zavrtnjeva (V)


KRUTE VEZERešenje sa priključnim ugaonicima

Zavrtnjevi serije 1:

Sila usled smicanja:

Sila usled momenta savijanja:



KRUTE VEZERešenje sa priključnim ugaonicima

Zavrtnjevi serije 2Kontrola nosivosti zavrtnjeva na smicanje (zavrtnjevi su jednosečni):

Kontrola nosivosti zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe:


KRUTE VEZEVarijanta krute veze u slučaju nosača iste visine

Obostrano zasecanje nožica;Gornja i donja lamela su istih dimenzijaZavrtnjevi za vezu poprečnog (primarnog) nosača sa kontinuitet lamelama su konstruktivnog karaktera


KRUTE VEZEKrute veze sa kontinuitet lamelama u zgradarstvu

a) Veze sa podmetačem u pritisnutoj zonib) Veze sa čeonim pločama


KRUTE VEZEKontinuiranje nosača različitih visina – oblikovanje pritisnute zone

Izbegavati krivljenje rebra poprečnog nosača u zoni unošenja sila pritiska

Nepravilno Pravilno


KRUTE VEZEKrute veze sa čeonom pločom


KRUTE VEZEPolje primene krutih veza sa čeonom pločom

Najčešće se koriste za :1. Veze greda sa stubovima kod okvirnih nosača2. Montažne nastavke nosača3. Kontinuiranje sekundarnih nosača kod roštiljnih konstrukcija


KRUTE VEZEUslovi za primenu krutih veza sa čeonom pločom

Opterećenja su pretežno mirna – statičkog karaktera

Nosač i čeona ploča imaju granicu razvlačenja fy ≥ 240 MPa

Nosač je izrađen od I profila koji ispunjava uslov Iw / I < 0,15

Primenjuju se PN VVZ klase čvrstoće 10.9

Svi ovi uslovi se mogu ostvariti kod konstrukcija u zgradarstvu


KRUTE VEZERazličite zone naprezanja kod krutih veza sa čeonom pločom


KRUTE VEZEOsnovni elementi krute veze sa čeonom pločom –SRPS U.E7.140/1985

Zavrtnjevi za vezu čeone ploče sa priključnom površinom

Priključna površina (npr. nožica stuba)

Čeona ploča

Šavovi za vezu nosača sa čeonom pločom


KRUTE VEZEStandardni tipovi čeonih ploča

Čeone ploče sa prepustom – grupa AA1: sa 2 zavrtnja u redu – uskeA2: sa 4 zavrtnja u redu – široke


KRUTE VEZEStandardni tipovi čeonih ploča

Čeone ploče bez prepusta – grupa BB1: sa 2 zavrtnja u redu – uskeB2: sa 4 zavrtnja u redu – široke


KRUTE VEZEStandardna rastojanja između zavrtnjeva

Ova rastojana su manja od minimalnih, propisanih za smičuće spojeve


KRUTE VEZEProračun zavrtnjeva za vezu čeone ploče

Zavrtnjevi u zoni zatezanja za prijem momenta savijanja


KRUTE VEZEKontrola nosivosti najopterećenijeg zavrtnja u zoni zatezanja

Ft = sila zatezanja u jednom zavrtnju usled momenta savijanja:


KRUTE VEZEZavrtnjevi za prijem transverzalne sile (V)

Pritisak se prenosi kontaktom, pa se zavrtnjevi u pritisnutoj zoni koriste za prenošenje sile smicanja

Ukoliko zavrtnjevi u pritisnutoj zoni nisu dovoljni za prijem transverzalne sile (V), onda se sila predaje i zavrtnjevima u zoni zatezanja

Oni se tada proveravaju na kombinovano naprezanje: zatezanje i smicanje

Zavrtnjevi su jednosečni


KRUTE VEZE

Određivanje debljine lima priključne površine (nožice stuba)

Debljina nožice stuba zavisi od: tipa veze, prečnika zavrtnja i ukrućenja na rebru nosačaDebljina nožice stuba ne treba da bude manja od 1/2 debljine čeone pločed = prečnik zavrtnja


KRUTE VEZE

Uprošćen postupak određivanja debljine čeone ploče u funkciji prečnika zavrtnja


KRUTE VEZE

Veza čeone ploče sa zategnutom nožicom nosača


PRORAČUN VEZA METODOM KONAČNIH ELEMENATANosač sa montažnim nastavkom izvedenim čeonim pločama24 M24 VVZ


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOsnovne karakteristike

Sastoje se od međusobno povezanih aksijalno opterećenih štapova koji formiraju formiraju trougaonu strukturu

Moment savijanja u rešetkastom nosaču preuzima spreg sila u pojasnim štapovimaTransverzalne sile preuzimaju štapovi ispune

(+) Bolje iskorišćenje materijala (konstantna raspodela napona)(+) Manja težina u odnosu na pune nosače(+) Mogućnost premošćavanja velikih raspona(+) Transparentnost i mogućnost provođenja instalacija

(-) Komplikovanija izrada u odnosu na pune nosače(-) Veća jedinična cena


R E Š E T K A S T I N O S A Č I

Primena rešetkastih nosača

Zgradarstvo: rožnjače, krovni nosači, podni nosači i podvlake, kranski nosači većih raspona, spregovi, ukrućenja...)

Mostogradnja (glavni nosači, poprečni nosači i ukrućenja, spregovi za prijem vetra, spregovi za kočenje i bočne udare...)



Rešetkasti krovni nosači



Rešetkasti nosači u industrijskim halama



Rešetkasta ukrućenjakod visokih zgrada


R E Š E T K A S T I N O S A Č IRešetkasti nosači kod železničkih mostova


R E Š E T K A S T I N O S A Č IPodele rešetkastih nosača

1. Prema broju pojaseva

2. Prema prostornom obliku

3. Prema intenzitetu opterećenja

4. Prema oblikovanju čvorova


R E Š E T K A S T I N O S A Č IPodela prema broju pojaseva

Dvopojasni (a)Višepojasni: tropojasni (b), četvoropojasni (c)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IPodela prema prostornom obliku

Ravanski rešetkasti nosači (a)

Prostorni rešetkasti nosačilinijski (b)površinski (c)

(a) (b) (c)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IPodela prema intenzitetu opterećenja

Laki rešetkasti nosači (a)Srednje teški rešetkasti nosači (b)Teški rešetkasti nosači (c)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IPodela prema načinu oblikovanja čvorova

Rešetkasti nosači bez čvornih limova (a)Reštkasti nosači sa čvornim limovima:

u jednoj ravni – jednozidni rešetkasti nosači (b)u dve paralelne ravni - dvozidni rešetkasti nosači (c)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOsnovna pravila za konstruisanje

1. Opterećenje treba da deluje u čvorovima

2. Dužina pritisnutih štapova treba da bude što manja

3. Štapovi treba da budu pravi između čvorova

4. Sistemne linije štapova treba da se seku u čvoru (centrisani štapovi)

5 .Uglovi štapova ispune ne treba da budu isuviše oštri (ne manji od 30°)

6.Montažni nastavci pojasnih štapova izvode se izvan čvorova (u neposrednoj blizini) na strani slabije opterećenog štapa)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOblici rešetkastih nosača

Oblik rešetkastog nosača zavisi od oblika pojasnih štapova

Po svom obliku rešetkasti nosači mogu da budu:Sa paralelnim pojasevimaSa gornjim pojasom u nagibu (uglavnom prati nagib krovnih ravni)Sa paraboličnim pojasom ili pojasevima


R E Š E T K A S T I N O S A Č IRešetkasti nosači sa paralelnim pojasevima

Sistemna visina rešetkastih nosača (h) se kreće:od L/10 do L/15 za lake rešetkaste nosačeod L/7 do L/9 za teške rešetkaste nosače

Za kontinualne nosače mogu se usvojiti manje visine

Rasponi:L = 12...18 m za rožnjače i podne nosačeL = 30...100... m (npr. u mostogradnji)


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOblici rešetkastih nosača sa paralelnim pojasevima

h = L/7 – L/15


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOblici ispune kod spregova


R E Š E T K A S T I N O S A Č IRešetkasti nosači sa paralelnim pojasevima i sekundarnom ispunom


R E Š E T K A S T I N O S A Č IRešetkasti nosači sa gornjim pojasom u nagibu

Uglavnom za krovne nosače; nagib gornjeg pojasa prati nagib krova

Dva osnovna oblika:trougaoni rešetkasti nosačitrapezasti ili poligonalni rešetkasti nosači


R E Š E T K A S T I N O S A Č ITrougaonirešetkastinosači


R E Š E T K A S T I N O S A Č ITrapezasti – poligonalni rešetkasi nosači


R E Š E T K A S T I N O S A Č IRešetkasti krovni nosači sa lanternom


R E Š E T K A S T I N O S A Č IParabolični rešetkasti nosači


R E Š E T K A S T I N O S A Č IOblici poprečnih preseka štapova

Različiti oblici poprečnih preseka primenjuju se za:pojasne štapoveštapove ispunezategnute štapovepritisnute štapove

Veliki izbor oblika poprečnih preseka

Izbor oblika štapova pojasa i ispune treba da bude u skladu sa predviđenim oblikovanjem čvornog lima


REŠETKASTI NOSAČI

Uobičajeni oblicipoprečnih preseka

Documents

MK P07(11.01.11.) Veze Pod Uglom.resetke(1)