34
1 ISPITNA PITANJA IZ PREDMETA METALNE I DRVENE KONSTRUKCIJE deo 1 Opšti deo i spojna sredstva 1. KARAKTERISTIKE METALNIH KONSTRUKCIJA (istorijat, prednosti i nedostaci, primena) • Metalne konstrukcije u građevinarstvu se izrađuju prvenstveno od čelika (legura gvožđa i ugljenika) i, u znatno manjoj meri, od legura aluminijuma. • Težište ovog kursa je na čeličnim konstrukcijama. Čelične konstrukcije se pored građevinarstva koriste i u drugim industrijskim granama (auto industrija, brodogradnja, avio industrija...). Primena čeličnih konstrukcija u građevinarstvu: Zgradarstvo-sportske dvorane ,izložbene hale, višespratne zgrade, industrijske hale, krvovi stadiona, hangari... Mostogradnja-drumski mostovi, železnički mostovi, kombinovani mostovi, pešački mostovi... Specijalne (inženjerske) konstrukcije • Antenski stubovi, • Stubovi dalekovoda, • Industrijski dimnjaci, • Silosi, • Rezervoari, • Cevovodi, • Ofšor patforme, Kratak istorijat metalnih konstrukcija • 1735. g osvojen je postupak dobijanja sirovog gvožđa, • 1777-79. izvedena je most preko reke Severn u Engleskoj kao prva građevinska konstrukcija od sirovog gvožđa. Most je lučni raspona 30,8 m, a i danas je u upotrebi kao pešački most. Prve čelične konstrukcije • 1855. god. Henri Besemer je pronašao postupak za dobijanje čelika u kruškastim pećima (konvertorima) • 1874. god. završen je most Sent Luis preko reke Misisipi (SAD) kao prva značajna konstrukcija od čelika. Most je lučni sa rasponima preko 150 m. Pozitivne osobine (prednosti) čeličnih konstrukcija: • Visoke vrednosti mehaničkih karakteristika, • Male dimenzije i težine elemenata, • Industrijalizovana proizvodnja visok kvalitet, • Laka manipulacija, transport i montaža, • Lakše i jeftinije fundiranje, • Manja osetljivost na seizmičke uticaje, • Fleksibilnost i adaptibilnost, • Mogućnost demontaže i trajna vrednost, • Laka i jednostana sanacija i rekonstrukcija.

Osnove Metalnih i Drvenih Konstrukcija

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Osnove Metalnih i Drvenih Konstrukcija

Citation preview

  • 1ISPITNA PITANJA IZ PREDMETAMETALNE I DRVENE KONSTRUKCIJE

    deo 1Opti deo i spojna sredstva

    1. KARAKTERISTIKE METALNIH KONSTRUKCIJA (istorijat, prednosti inedostaci, primena)

    Metalne konstrukcije u graevinarstvu se izrauju prvenstveno od elika (legura gvoa i ugljenika) i, uznatno manjoj meri, od legura aluminijuma. Teite ovog kursa je na elinim konstrukcijama. eline konstrukcije se pored graevinarstva koriste i u drugim industrijskim granama (auto industrija,brodogradnja, avio industrija...).

    Primena elinih konstrukcija u graevinarstvu:Zgradarstvo-sportske dvorane ,izlobene hale, viespratne zgrade, industrijske hale, krvovi stadiona,hangari...Mostogradnja-drumski mostovi, elezniki mostovi, kombinovani mostovi, peaki mostovi...

    Specijalne (inenjerske) konstrukcije Antenski stubovi, Stubovi dalekovoda, Industrijski dimnjaci, Silosi, Rezervoari, Cevovodi, Ofor patforme,

    Kratak istorijat metalnih konstrukcija 1735. g osvojen je postupak dobijanja sirovog gvoa, 1777-79. izvedena je most preko reke Severn u Engleskoj kao prva graevinska konstrukcija od sirovoggvoa. Most je luni raspona 30,8 m, a i danas je u upotrebi kao peaki most.

    Prve eline konstrukcije 1855. god. Henri Besemer je pronaao postupak za dobijanje elika u krukastim peima (konvertorima) 1874. god. zavren je most Sent Luis preko reke Misisipi (SAD) kao prva znaajna konstrukcija odelika. Most je luni sa rasponima preko 150 m.

    Pozitivne osobine (prednosti) elinih konstrukcija: Visoke vrednosti mehanikih karakteristika, Male dimenzije i teine elemenata, Industrijalizovana proizvodnja visok kvalitet, Laka manipulacija, transport i montaa, Lake i jeftinije fundiranje, Manja osetljivost na seizmike uticaje, Fleksibilnost i adaptibilnost, Mogunost demontae i trajna vrednost, Laka i jednostana sanacija i rekonstrukcija.

  • 2Nedostaci elinih konstrukcijaOsetljivost na dejstvo korozije.Osetljivost na dejstvo poara.Potreba za kvalifikovanijom radnom snagom.

    2. UGLJENIK U ELIKU

    elik je legura gvoa (Fe) i ugljenika (C). Sadraj ugljenika se kree od 0,05-1,7%. Konsrukcioni elici imaju manje od 0,25% ugljenika. Sadraj ugljenika bitno utie na karakteristike elika. Atomi C su znatno manji od atoma Fe i uglavljuju se u kristalnu reetku (vie kod-reetke); U eliku se C javlja i u vidu karbida gvoa (Fe3C) cementita ili u vidu meavine Fe i cementita kojase naziva perlit;

    3. MEHANIKE KARAKTERISTIKE ELIKA

    Najvanije karakteristike za proraun konstrukcija; granica razvlaenja fy vrstoa na zatezanje fu modul elastinosti E Puasonov koefcijent izduenje pri lomu kontrakcija (ilavost) zapreminska masa

    Neke bitne konstante materijala

    E = 210000 MPa (21000 kN/cm2) = 0,3G = E/(2(1+)) = 81000 MPa (8100 kN/cm2) = 7850 kg/m3 = 1,2 10-5 1/oC

    4. ISPITIVANJE METALA NA ZATEZANJE

    Odreuju se najvanije mehanike karakeristike: granica elastinsti - fe granica razvlaenja - fy vrstoa na zatezanje - fu modul elastinosti - E izduenje pri lomu kontrakcija poprenog preska

    Uzorci (epruvete) za ispitivanje

  • 3Dijagrami za razliite elike

    Izduenje pri lomu

    Kontrakcija poprenog preseka

    Izduenje pri lomu i kontrakcija poprenog preseka supokazatelji duktilosti i ilavosti materijala!

  • 45. OZNAAVANJE ELIKA (opte, elici sa utvrenim mehanikim osobinama, elicisa utvrenim hemijskim sastavom i mehanikim osobinama)

    Oznaavanje elika je visoko standardizovano.Usvojen je Evropski sistem oznaavanja.Novi sistem za oznaavanje elika

    Slovni simbol osnovne oznake kod specifinih elikaG za liveni elikS za konstrukcioni elik (S235, S275, S355 ...)B za betonske elike (B500 ...)P za elik za opremu pod pritiskom (P265, P355 ...)E za elik za mehanike konstrukcije (E295, ...)Y za elik za prednaprezanje betona (Y1770 ...)

    Za eline konstrukcije u graevinarstvi koriste se preteno konstrukcioni elici (nelegirani,niskougljenini elici).

  • 56. VRSTE ELINIH PROIZVODA I NJIHOVA PRIMENA (vrue valjani proizvodi,limovi, hladno oblikovani proizvodi, materijal za spajanje .)Oblici osnovnih proizvoda eliana

    Proizvodi eliana se ne koriste kao gotovi proizvodi za izradu elinih konstrukcija.Oni su u stvari poluproizvodi koji se dodato prerauju (najee deformacijom).

    Prerada elika deformacijomPostupci obrade su: valjanje, kovanje, presovanje i izvlaenje.Najvie se primenjuje valjanje (90%).Valjanje moe biti u vruem stanju (vrue valjani proizvodi), hladnom stanju (hladno oblikovani proizvodi).

    Valjanje u vruem stanju Valjanje u vruem (toplom) stanju (vrue valjanje) se najee primenjuje. Poluproizvodi se zagrevaju na 1200-1300 oC testasto stanje. Zagrejani element (polufabrikat) se proputa kroz seriju valjaka (i preko 70). Postepeno se smanjujenjegova debljina. Valjci mogu da budu ravni ili profilisani. Vruim valjanjem se pobljava kvalitet elika (usitnjavaju se zrna njegove strukture). Prvom operacijom valjanja se ingoti prevode u osnovne oblike, a potom se dobijaju finalni proizvodi(limovi, profili,...).

    Standardni vrue valjani proizodiMogu da se podele na etiri grupe: tapasti proizvodi, Limovi, Profilisani nosai, uplji profili.

    LimoviPrema debljini se dele na: fine limove t < 3 mm srednje limove i 3 < t < 4,75 mm grube limove t > 4,75 mm.Prema obredi povrine dele se na:

  • 6 glatke (ravne), rebraste, bradaviaste i perforirane.

    Profilisani nosai1. U profili2. I profili sa uskim noicama: I (IPN) i IPE profili.3. I profili sa irokim noicama: HEA, HEB, HEM, HD

    Hladno oblikovani proizvodiDobijaju se: hladnim valjanjem ravne trake previjanjem ravne trake pritiskom (u posebnim alatimaDele se na: hladno oblikovane profile (otvorenog ili zatvorenog preseka) hladno oblikovane profilisane limove

    Ostali proizvodi Automatski zavareni profili; Saasti i olakani nosai; Uad i kablovi Reetkasta gazita (rost) Istegnuti metal

  • 77. OSNOVE I METODE PRORAUNA ELINIH KONSTRUKCIJA (metodadoputenih napona i metoda graninih stanja)

    Osnove prorauna elinih konstrukcijaOsnovni kriterijum je pouzdanost koja se ogleda kroz: sigurnost konstrukcija sa odgovarajuim stepenom sigurnosti mora da bude sposobna da prihvati svaoptereenja koja e se javiti tokom njenog veka (kontrola napona, stabilnosti,...); funkcionalost konstrukcija mora da omogui normalno funkcionisanje objekta shodno njegovojnameni (kontrola deformacija i vibracija); trajnost - faktori od uticaja su izbor i kvalitet materijala, kvalitet izvoakih radova, konstrukcijskooblikovanje, nivo odravanja objekta (korozija, zamor matrijala,)

    Metode prorauna

    Prema teoriji doputenih napona deterministiki pristup; zastupljen u domaim propisima;

    Prema teoriji graniih stanja poluprobabilistiki pristup; zastupljen u veini savremenih propisa (Evrokod);

    8. PRORAUN PREMA TEORIJI DOPUTENIH NAPONA

    Standardom se definiu (propisuju) odreeni sluajevi (kombinacije) optereenja i odgovarjuidoputeni naponi koji ne smeju biti prekoraeni! Kriterijum za iscrpljenje nosivosti je dostizanje granice razvlaenja (fy). Doputeni naponi se odreuju (determiniu) na osnovu jedinstvenih koeficijenata sigurnosti () kojimse deli napon na granici razvlaenja (fy). Zasniva se na Teoriji elastinosti i u pogledu prorauna uticaja u elementima konstrukcije (globalnaanaliza) i u pogledu dimenzionisanja preseka i elemenata (lokalna analiza). Pored kontrole napona obavezna je i kontrola deformacija.

    9. SLUAJEVI OPTEREENJA I sluaj optereenja osnovno optereenje (sopstvena teina, stalno optereenje, sneg, korisnooptereenje, saobraajno optereenje,...) II sluaj optereenja osnovno + dopunsko optereenje (dopunska optereenja su: vetar,temperatura, sile koenja, boni udari,...) III sluaj optereenja osnovno + dopunsko + izuzetno optereenje (izuzetna optereenja su: udarvozila, seizmiki uticaju, poar...)

  • 810. OBINI ZAVRTNJEVI (opte, oblici i vrste zavrtnjeva)

    Predosti zavrtnjeva u odnosu na zakivke

    ujednaen kvalitet (industrijska proizvodnja),jednostavnija oprema i jeftinija radna snaga za ugradnju,nezavisnost u odnosu na vremenske uslove,bra ugradnja imanja cena.

    Oblik i dimenzije obinih zavrtnjeva:

    M12,M16,M20,M22,M24,M27,M30

    Podela prema tanosti izrade:

    a)Obraeni (upasovani) zavrtnjevi,

    b) Neobraeni (neupasovani) zavrtnjevi

  • Zavrtanj M20 obraen zavrtanj neobraen zavrtanj

    nominalni prenik d = 20 mm d = 20 mmprenik tela zavrtnja d= 21 mm (za proraun) d= 20 mmprenik rupe d0= 21 mm d0= 21 mm

    Specifini oblici zavrtnjeva

    a)zavrtnjevi sa unutranjom estougaonom glavom;b)zavrtnjevi sa uputenom glavom;c)zavrtnjevi bez navrtke;d)konusni zavrtnjevi.

    11. OBINI ZAVRTNJEVI (klase vrstoe i obeleavanje u tehnikoj dokumentaciji)

    Oznaavanje zavrtnjeva

    Oznaka treba da sadri informacije o:vrsti navoja (M ili ),preniku zavrtnja (d),duini zavrtnja (l),kvalitetu materijala od koga je izraen istandardu po kome je zavrtanj izraen.

    Mdxl...k.(JUS M.B1.068)Primer:M20x100...5.6

    Prikazivanje zavrtnjeva na crt9

    eima :

  • 10

    Klase vrstoe zavrnjeva:

    Klasa vrstoe definie kvalitet elika od kog su zavrtnjevi izraeni, odnosno njegove mehanikekarakteristike:fu vrstoa na zatezanje ify granica razvlaenja.

    Klasa vrstoe se oznaava sa dva broja razdvojena takom!

    Znaenje oznake klase vrstoe

    Broj na prvommestu predstavlja stoti deo vrstoe na zatezanje u MPa:

    fu/ 100.

    Broj na drugom mestu predstavlja desetostruki odnos granice razvlaenja i vrstoe na zatezanje:

    10 ( fy/fu).

    Obini zavrtnjevi se izrauju u sledeim klasama vrstoe:4.6, 4.8, 5.6, 5.8, i 6.8.

    12. RAD VEZA SA OBINIM ZAVRTNJEVIMA

    Vrste spojeva sa zavrtnjevima:

    Smiui spojevi (SS) i smiui spojevi sa tanim naleganjem (SST) kod kojih se sila prenosi smicanjemtela zavrtnja;Zateui spojevi(ZS) kod kojih se sila prenosi zatezanjem tela zavrtnja iKombinovani spojevi(KS) istovremeno smicanje i zatezanje.

    Podela zavrtnjeva prema funkciji

    Statiki zavrtnjeviuestvuju u prenoenju sila koje deluju na mestu veze ili nastavka;

  • 11

    Konstruktivni zavrtnjeviusvajaju se iz konstruktivnih razlga, kao to su ukrupnjavanje delova,obrazovanje popreog preseka, prijanjanje razliitih elemenata...

  • 12

    13. NOSIVOST ZAVRTNJEVA NA SMICANJE

    Nosivost zavrtnjeva na smicanje:

    m- senost zavrtnja,Av,1 - povrina poprenog preseka tela zavrtnja,tdop - doputen napon smicanja id - prenik zavrtnja.

    Kod obraenih zavrtnjeva umesto prenika zavrtnja (d) treba uzeti prenik rupe (d0)!

    14. NOSIVOST ZAVRTNJEVA NA PRITISAK PO OMOTAU RUPE

    Nosivost zavrtnjeva na pritisak po omotau rupe:

    minb - minimalna povrina kontakta izmeu tela zavrtnja i omotaa rupe;d - prenik tela zavrtnja;mint - minimalna debljina limova koji su optereeni u istom pravcu;b, - dopdoputen napon pritiska po omotau rupe.Kod obraenih zavrtnjeva umesto prenika zavrtnja (d) treba uzeti prenik rupe (d0)!

  • 15. NOSIVOST ZAVRTNJEVA NA ZATEZANJE

    Nosivost zavrtnjeva na zatezanjeZavisi od:kvaliteta materijala ipovrine ispitnog preseka (As)

    Doputena sila zatezanja:

    As - povrina ispitnog preseka zavrtnja,t - dopdoputen napon zatezanja za zavrtnjeve.

    Nosivost obraenih i neobraenih zavrtnjeva na zatezanje je ista!

    16. KOMBINOVANO NAPREZANJE (ZATEZANJE I SMICANJE) OBINIHZAVRTNJEVA

    Zavrtnjevi koji su istovremeno optereeni na smicanje i zatezanje.Pored pojedinanih kontrola nosivostina smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno dejstvo smicanja i zatezanja!

    Kontrole naprezanja:

    Smicanje :

    Zatezanje :

    KombinovanoNaprezanje :13

  • 14

    17. SLABLJENJE KONSTRUKCIONIH ELEMENATA RUPAMA ZASPOJNA SREDSTVA

    Kod zategnutih elemenata uzima se u obzir slabljenje rupama za zavrtnjeve

  • 18. VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI (opte, oblik i dimenzije)

    Visokovredni zavrtnjeviOsnovni problem kod veza sa obinim zavrtnjevima je zazor izmeu tela zavrtnja i rupe.Obini zavrtnjevi nisu pogodni za veze u dinamikim konstrukcijama.Deformacije veza sa obinim zavrtnjevima su reativno velike zbog ponitenja zazora i izduenjatela zavrtnja.

    Karakteristike visokovrednih zavrtnjevaVisok kvaliet osnovnog materijala (granica razvlaenja od 640 do 1080 MPa);Mogunost prednaprezanja;Drugaije ponaanje veza sa prednapregnutim visokovrednim zavrtnjevima;Mogunost primene kod dinamiki op ereenih konstrukcija.Neto sporija ugradnja.

    Prednosti visokovrednih u odnosu naVea nosivost,Manja deformabilnost veze,Manja naprezanja u osnovnom materSpreeno je nekontrolisano odvrtanje

    Nedostatcineto vea cena,posebna obrada tarnih povrina,kontrola kvaliteta na gradiltu,

    Kratak istorijatPoetak primene u SAD-u 1948 (zamPrvi propisi iz ove oblasti 1951.U Evropi prva primena 1952.Kod nas 1964 na HE erdap.Proklizavanje!

    Oblik i dimenzije visokovrednih zavrtnjeva

    Osnovne dimenzije standardnihvisokovrednih zavrtnjeva :

    Oznaka dimenzijeM12,M16,M20,M22,M24M27,M30.t15

    obine zavrtnjeve

    ijalu na mestu neto preseka (prenoenje sile putem trenja),navrtke.

    ena dotrajalih zakivaka na mostovima),

  • 16

    19. VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI (klase vrstoe i obeleavanje u tehnikojdokumentaciji)

    Obeleavanje visokovrednih zavrtnjeva:

    Klase vrstoe:

  • 17

    20. PONAANJE VEZA SA PREDNAPREGNUTIM VISOKOVREDNIMZAVRTNJEVIMA (smiui spojevi)

    Ponaanje prednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u smiuim spojevimaPrednaprezanjem se u zavrtnjevima javlja sila zatezanja, a u kontaktnom spoju naponpritiska;Sila trenja izmeu limova zavisi od napona pritiska i hrapavosti (trenja) kontktnih povri;Prenoenje sila se ostvaruje trenjem;Koncentracija napona u neto preseku je manja nego kod veza sa neprednapregnutmzavtnjevima;

    Tok sila kod prednapregnutih zavrtnjeva:

    Proklizavanje:

    Kada je sila u zavrtnju manja od sile trenja koja se angauje u spoju, nema reltivnih pomeranjaizmeu limova, a sile se prenose trenjem;Nakon dostizanja sile trenja dolazi do naglog pomeranja (proklizavanje) izmeu elemenata(ponitava se zazor);Proklizavanjem ne dolazi do iscrpljenja nosivosti zavrtnja, ve on poinje da radikao obianzavrtanj na smicanje i pritisak omotaa rupe.Granino stanje nosivosti prednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva se dostie smicanjem telazavrtnja ili gnjeenjem omotaa rupeProklizavanjem dolazi do znaajnih deformacija koje je poeljno izbei (koncentracije napona,zamor materijala);Proklizavanje se moe tretirati kao granino stanje upotrebljivosti;

  • Evrokod 3 razlikuje dve kategorije spojeva (veza):B otporne na proklizavanje pri GSU (SLS)C otporne na proklizavanje pri GSN (ULS)

    21. PRORAUN NOSIVOSTI VISOKOVREDNIH ZAVRTNJEVA USMIUIM SPOJEVIMA

    Potrebno je proveriti:

    nosivost na proklizavanje, pri graninom stanju upotrebljivosti;nosivost na smicanje i pritisak po omotau rupe, pri graninom stanju nosivosti;Prema naim propisima ne dozvoljava se proklizavanje pri eksploatacionom optereenju (konceptdoputenih napona)!

    Nosivost prednapregnutih zavrtnjeva na proklizavanje Fs,dop:

    m - broj tarnih ravni (kao senost kod obinih zavrtnjeva),Fp - sila predn prezanja, - koeficijent2 - koeficijent

    Neophodne ko

    V1 - maksimalFs,dop - nosivoFb,dop - nosiv

    Neophodne kospojevima::a18

    trenja,sigurnosti.

    ntrole nosivosti kod prednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u tarnim spojevima::

    na sila u jednom zavrtnju,st na proklizavanje,

    ost na pritisak po omotau rupe.

    ntrole nosivosti kod neprednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u smiuim

  • 19

    V1 - maksimalna sila u jednom zavrtnju,Fv,dop - nosivost zavrtnja na smicanje,Fb,dop - nosivost na pritisak po omotau rupe.

    Nosivost obraenih prednapregnutih zavrtnjeva u tarnom spoju Fvs,dop::

    Fv,dop - nosivost obraenog zavrtnja na smicanje i pritisak po omotau rupe;Fs,dop - nosivost zavrtnja na proklizavanje;

    22. PRORAUN NOSIVOSTI VISOKOVREDNIH ZAVRTNJEVA NAZATEZANJE

    Kontrola nosivosti: Nt,1< Ft,dopNt,1 - sila zatezanja u posmatranom zavrtnju.

    Proraun nosivosti neprednapregnutihVVZ na zatezanje:

    23. PRORAUN NOSIVOSTI PREDNAPREGNUTIH VISOKOVREDNIHZAVRTNJEVA U KOMBINOVANIM SPOJEVIMA

  • Proraun nosivosti prednapregntih visokovrednih zavrtnjevma u kombinovanim spojevima

    Neobraeni VVZ:

    Obr

    Pra

    VeMimosVeslu

    Vez

    SavPor

    Opt20

    aeni VVZ:

    24. KONSTRUISANJE VEZA SA ZAVRTNJEVIMA I ZAKIVCIMA (optapravila, odreivanje prenika spojnog sredstva, raspored zakivaka i zavrtnjevau vezi)

    vila za konstruisanje veza sa zavrtnjevima i zakivcma:

    ze i nastavci treba da budu simetrini!nimalan broj zavrtnjeva (zakivaka) sa jedne strane spoja je 2 u zgradarstvu, a 3 utogradnji.ze na preklop sa 1 zakivkom nisu dozvoljene, a veze sa 1 zavrtnjom se koriste samo u izuzetnimajevima;

    e na preklop sa jednim zavrtnjem

    ijanje spojnog sredstva (zavrtnja)!ed smicanja i savijanja u zavrtnju se javlja i zatezanje!

    imalan prenik zavrtnja:

  • 21

    Pravilnim izborom prenika zavrtnja dobija se uravnoteen odnos nosivosti na smicanje i pritisakpo omotau rupe!

    ts,min minimalna debljina jednog od elemenata koji se spajaju

    Raspored zavrtnjeva u vezi oznake:

    e - rastojenje izmeu susednih zavrtnjeva;e1 - rastojanje izmeu zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja sile;e2 - rastojanje izmeu zavrtnja i ivice lima upravno na pravac delovanja sile

  • 22

    25. ZAVARIVANJE (opti pojmovi i definicije)

    ta je zavarivanje?

    Tehnoloki postupak spajanja istih ili slinih metala; Na visokim temperaturama tope se osnovni i dodatni materijal, dolazi do njihovog meanja isjedinjavanja (fizikog i hemijskog); Hlaenjem ove meavine dolazi do ovravanja i nastaje av kao materijalni kontinuitet; Zavarivanjem nastaje kontinualan spoj;

    Primena zavarivanja u graevinskim konstrukcijama

    Izrada osnovnih elemenata konstrukcije (I, U, Lprofili, sanduasti profili, kruni profili...); Izrada sklopova specifinih konstrukcija (ortotropne ploe kod mostova,...); Izrada veza izmeu elemenata konstrukcije; (samostalno ili u kombinaciji sa zavrtnjevima) Ojaanje elemenata konstrukcije (adaptacije i sanacije);

    26. ZAVARIVANJE (prednosti i nedostatci)Prednosti zavarivanja

    1. Materijalan kontinuitet (pravilan tok sila);

  • 23

    2. Smanjenje ukupne teine konstrukcije (lake veze, mogunst variranja debljine elemenata);3. Bra izrada u radionici (nema buenja);4. Nema slabljenja elemenata rupama za spojna sredstva;5. Manja deformabilnost veza, a samim tim i konstrukcije;6. Velike mogunosti konstrukcijskog oblikovanja;7. Vodonepropusnost spojeva8. Estetski aspekt;

    Nedostatci

    Kvalifikovana radna snaga; Kontrola kvaliteta spojeva u radionici i na gradilitu; Osetljivost na klimatske uslove na gradilitu (temperatura, vetar); Vea osetljivost na dejstvo poara; Zavarene veze nisu montano-demontane;

    27. ZAVARIVANJE (osnovni pojmovi u zavarivanju)Osnovni pojmovi Osnovni materijal; Dodatni materijal (elektroda ili ica); Spoj meusobni poloaj delova koji se spajaju; av materijalizovano mesto spajanja; ZUT Zona Uticaja Toplote; ljeb prostor u koji se deponuje dodatni materijal; Zavar

  • 24

    a) avovi iz jednog zavarab) avovi iz vie podunih zavarac) avovi izvie poprenih zavara

    Zavarljivost

    Zavarljivost je sposobnost metala da se moe spajati zavarivanjem; Operativna zavarljivost mogunost ostvarenja materijalnog kontnuiteta; Metalurka zavarljivost dobijanje ava zahtevanog kvaliteta Konstruktivna zavarljivost sposobnost ava da se pod optereenjem ponaa kao osnovnimaterijal;

    Osnovni principi pri projektovanju

    Veze i nastavci jednostavni za izvoenje (pre svega izvodljivi!); Izbegavati teke poloaje zavarivanja (manja efikasnost, loiji kvalitet); Racionalan izbor kontrole kvaliteta zavarenih spojeva;

    28. ZAVARIVANJE (vrste spojeva i avova)

    Vrste spojeva:

    sueoni spojevi; ugaoni ili T spojevi; preklopni spojevi

    Vrste avova

    Sueoni avovi sa punom penetracijom; Sueoni avovi sa deliminom penetracijom; Ugaoni avovi; avovi u rupama; ep avovi; Uljebljeni avovi;

    29. SUEONI AVOVI SA PUNOM PENETRACIJOM (opte, osnovni elementi ava,vrste sueonih avova, oblici ljebova)

    Elementi koji se spajaju lee u istoj ravni;

    ~ovo su elementi sa istom i razlicitom debljinomzavareni

  • 25

    Vrste sueonih avova I avovi bez obrade ivica, t =1-5 mm, V i 1/2V avovi t = 5-15 mm, X avovi dvostruki V avovi, t = 12-35 mm, K avovi ugaoni spojevi, t >10 mm, U avovi posebna obrada, t >25 mm, J avovi ugaoni spojevi, t >15 mm.

    30. UGAONI AVOVI (opte, osnovni elementi ava, isprekidani avovi)

    Elementi koji se spajaju su pod uglom razliitim od 180.

  • U

    M

    OMMMM

    3

    O

    326

    gaoni avovi

    Nije potreba posebna obrada ivica;Primenjuju se za ugaone i preklopne spojeve;Dodatni materijal se deponuje u korito koje obrazuju elementi (limovi) koji se spajaju;Tok sila je drugaiji nego kod sueonih avova;Drugaiji postupak prorauna;Mogu biti kontinualni ili isprekidani;

    inimalne i maksimalne dimenzije ugaonih avova:

    snovne dimenzije su debljina (a) i duina (l) ava.inimalna debljina ava je amin = 3 mmaksimalna debljina ava je amax= 0,7tmin (izuzetno, kod upljih profila, amax= tmin);aksimalna duina ava je lmax=100a.inimalna duina ava je lmin= 6a ili 40 mm.

    1. DODATNI MATERIJALI ZA ZAVARIVANJE (opte, oblone elektrode, elektrodneice)

    Dodatni materijal je metal koji se topi, mea sa rastopljenim osnovnim materijalom i ispunjavaljeb ava;Moe da bude u vidu: obloene electrode ili elektrodne ice;Mora da poseduje odgovarujue mehanike i metalurke karakteristike;

    bloene electrode

    Sastoje se od metalnog jezgra (1) i obloge ili plata (2);Prenik jezgra (d) zavisi od debljine ava i moe biti 2 2,5 3,2 4 ili 5 mm, a duina (l) je 200, 300,50 ili 450 mm;Na jednom kraju elektrode nema obloge kako bi se uspostavilo strujno kolo;

  • 27

    Zahevi koje treba da ispunjava obloena elektroda:

    Lako uspostavljanje elektrinog luka Lako ponovo uspostavljanje luka pri njegovom prekidu, Ravnomerno topljenje jezgra i obloge u toku zavarivanja, Dobro ispunjenje ljeba i formiranje ava, Dobro uvarivanje osnovnog materijala, Dobijanje ava odreenog kvaliteta bez greaka, Zavarivanje u svim poloajima, Visoka produktivnost zavarivanja, Lako odvajanje troske sa ohlaenog ava, Lako skladitenje na suvom mestu bez promene osobina

    Uloga obloge u procesu zavarivanja

    Vri jonizaciju gasa u lektrinom luku kao bi se obezbedila stabilnost elektrinog luka (K, Ca, Ba,Li...); Stvara zatitnu atmosferu oko luka i rastopa; Stvara trosku preko rastopa; Dovodi legirajue elemente u rastop koji slue za dezoksidaciju i denitratizaciju (Mn, Al, Si, ...);

    Elektrodne ice Kontinualne, metalne elektrode za poluautomatsko i automatsko zavarivanje; Mogu da budu: punjene ili pune; Punjene elektrodne ice se sastoje od metalnog cilindra i jezgra od metalnog i mineraog praha;

    Punjene elektrodne ice

    Metalni cilindar se izrauje od hladno valjnih traka koje se povijaju i ispunjavaju prahom;Prah ima istu ulogu kao i obloga kod obloenih elektroda;Izrauju se u dimenzijama d = 1,2 1,6 2,4 3,2 4 i 5 mm;

  • 28

    Pune elektrodne ice Izrauju se od hladno vuenih ili hladno valjanih ica punog poprenog preseka; Primenju se za zavarivanje MIG, MAG ili EPP postupkom; Presvlae se tankim slojem bakra radi antikorozione zatite;

    32. GREKE U AVOVIMA (vrste greaka, uzroci nastanka greaka u avovima)

    Greke se prema svojoj prirodi mogu podeliti na:

    Dimenzionalne greke ili greke oblika; Strukturne greke ili greke kompaktnosti;

    Dimenzionalne greke u avovima:Nedovoljno ispunjavanje ljeba (1),Preveliko nadvienje ava (2),Neprovaren koren ava(3)Prokapine na mestu korena ava (4),Otar prelaz izmeu ava i osnovnog materijala (5),Zarez naivici ava (6), Denivelacija elemenata u ljebu (7),Krateri na poetku i kraju ava (8) i Rupiavostpovrine ava (9).

    Strukturne greke u avovimaGasne pore (10a),Rasuti mehuri (10b), Mehuri u lancu (10c), Nalepljivanje (11), Grekeprovarivanja korena (12), Ukljuci troske (13), Podune i poprene prsline (14).

    Greke predstavljaju materijalni diskontinuitet; Dolazi do koncentracija napona u zoni ava; Nisu sve greke istog znaaja, odnosno iste opasnosti; Stepen rizika zavisi od: vrste greke, naina naprezanja i karaktera optereenja; Dimenzionalne greke su vidljive golim okom i neke od njih se mogu korigovati;

  • 29

    Klasifikacija greaka prema Meunarodnom institutu za zavarivanje:

    100 Prsline;200 Poroznost i druge upljine;300 Razliiti ukljuci;400 Greke nalepljivanja i neprovaren koren;500 Greke oblika;600 Ostale greke;

    33. KONTROLA KVALITETA ZAVARENIH SPOJEVA

    Obim i vrsta kontrole avova zavise od: naina, karaktera i intenziteta naprezanja, kao i odznaaja spoja u konstrukciji i vanosti same konstrukcije; Treba izabrati optimalan nivo kontrole kvaliteta avova imajui u vidu tehnike i ekonomskepokazatelje;

    Vrste kontrole kvaliteta avova:

    Vizuelna kontrola - vre je kvalifikovana lica;mogu se otkriti samo dimenzionalne greke;koristese pomona sredstva - abloni;

    Radiografska kontrola - materijali u zavisnosti od svoje gustine i debljine, apsorbuju razliitukoliinu rendgenskih ili gama zraka koji kroz njih prolaze;ukoliko zrak prolazi kroz poru iliprslinu on semanje apsorbuje, pa izaziva jae eksponiranje foto-emulzije;ta mesta su na radiogramu tamnija odostalih"zdravih" delova ava;pored rendgenskih zraka koriste se i izotopi koji emituju gama zrake(iridijum, kobalt i cezijum);postupak radiografske kontrole se primenjuje i u radionici i nagradilitu;za terenske uslove bolji su ureaji na bazi izotopa (laki su i ne koriste el.struju);postupak je izuzetno precizan i koristi se za veoma vane spojeve ikonstrukcije;radiografski snimak (radiogram) trajni document o kvalitetu zavarenog spoja;koristise kod elinih i konstrukcija od Al legura;za vee debljine (vie od 50mm) koriste se izotopi, a za Alrendgenski zraci;

    Ultrazvuna kontrola - zasniva se na injenici da je brzina prostiranja ultrazvunih talasa krozodreenu sredinu konstantna (elik v = 5850 m/s; Al v = 6300 m/s);svaki diskontinuitet (pora,ukljuak,...) izaziva poremeaj promena brzine i intenziteta talasa, primenjuju se ultrazvunitalasi visoke frekvencije 0,5 - 15 MHz;primenjuju se dve ultrazvune metode:

    1. Metoda prozvuavanja;2. Eho metoda

    Magnetska kontrola;

    Penetracijska kontrola;

    Razlikuju se tri kvaliteta sueonih avova:

    S ili specijal (B) I kvalitet (C) II kvalitet (D)

  • Za svaki kvalitet ava zahteva se odreen stepen kontrole kvaliteta!

    avovi S-kvaliteta moraju da zadovolje sledee uslove: da su vizuelno ujednaenog kvaliteta, jedri, bez naprslina, da nemaju greaka na poetku i kraju ava, da su eventualna nadvienja i zarezi obrueni i to u pravcu toka sila, da je koren ava dobro oien i ponovo zavaren, da je radiografska kontrola izvrena na itavoj duini ava (100%).

    avovi I-kvaliteta nije potrebno da se obruse eventualna nadvienja, radiografska kontrola na 50% duine ava.avovi II-kvaliteta ne zahteva se primen

    34. PRORAUN N

    Osnovne pretpostavk zanemaruju se konc zanemaruju se sopst uticaji u avovima se dimenzije sueonih Primena polaznih i za

    Odreivanje napona u

    - normalni napon

    - smiui napon

    - uporedni napon30

    a radiografske kontrole.

    OSIVOSTI ZAVARENIH SPOJEVA (proraun sueonih avova)

    e:entracije napona;veni (zaostali) naponi;odreuju kao u osnovnom materijalu;

    avova su jednake dimenzijama osnovnog materijala (a=tmin);vrnih ploica:

    sueonim avovima:

  • Doputen napon za sueone avove (sb,w,dop)

    k - koeficijent kvaliteta;sdop - doputen napon za osnovni materijal;

    Koeficijent kvaliteta k zavisi od: kvaliteta ava; vrste napezanja; vrste elika;

    Dokaz nasivosti sueonih avova:

    35. PRORAUN NOSIVOSTI ZAVARENIH SPOJEVA (proraun ugaonih avova)

    Komponente napona u ugaonim avovima:

    - n normalni napon koji deluje upravno na ravan s-VII napon smicanja koji deluje u pravcu ava;-V ~ napon smicanja koji deluje upravno na av;31

    poja;

  • 32

    Kontrola nosivosti ugaonih avova:

    Uporedni napon su je vektorski zbir svih komponentalnih napona u avu! Doputeni naponi za ugaone avove sw,dop

    Primena ugaonih avova

    Aksijalno optereeni elementi: spojevi na preklop i ugaoni spojevi.Veze kod elemenata optereenih na savijanje;Kombinovano napregnuti elementi;

    Proraun ugaonih avova kod aksijalno optereenih spojeva na preklop,poduni (boni) ugaoniavovi:

    Proraun ugaonih avova kod aksijalno optereenih spojeva na preklop. Popreni (eoni) ugaoniavovi

    Proraun ugaonih avova kod aksijalno optereenih spojeva na preklop - kosi ugaoni avovi:

  • 33

    Proraun ugaonih avova kod aksijalno optereenih elemenata u ugaonim spojevima:

    36. KONSTRUISANJE ZAVARENIH SPOJEVA

    Lako izvoenje zavarenog spoja (spoj pristupaan,poloaj zavarivanja to jednostavniji); Primenuuobiajenih postupaka zavarivanja. Izvoenje avova sa to manjim dimenzijama. Pravilan izborvrste i kvaliteta ava. Ravnomeran tok sila. Male deformacije usled zavarivanja; Prihvatljivevrednost sopstvenih napona.

    Treba izbegavati: Debele limove i debele avove; Nagomilavanje avova na jednom mestu; Otre prelaze i naglediskontinitete kod dinamiki optereenih konstrukcija; Montane nastavke u zavarenoj izradi; Teke poloaje zavarivanja; Komplikovane detalje;

    37. KOMPATIBILNOST RAZLIITIH SPOJNIH SREDSTAVA U VEZI

    Ne mogu se sva spojna sredstva meusobno kombinovati u istoj vezi; Razliita krutost spojnih sredstava onemoguava ravnomernu raspodelu sila; Primena razliitih spojnih sredstava u istoj vezi, uglavnom kod sanacija i kod specifinihkonstrukcijskih sistema;

    Ne mogu se kombinovati

  • 34

    1. Zakivci i obini (neupasovani) zavrtnjevi,2. Neupasovani zavrtnjevi i prednapregnuti visokovredni zavtrnjevi,3. Neupasovani zavrtnjevi i zavarivanje,4. Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi i obini (neupasovani) zavrtnjevi sa zazorom veim od0,3 mm,5. Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi i zavarivanje kod dinamiki optereenih konstrukcija,osim kod elemenata optereenih na savijanje (nosaa).6. Sueoni i ugaoni avovi kod dinamikog optereenja.