28
SREDSTVA ZA VEZE P10 –Veze u čeličnim konstrukcijama Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 1 Opšte o vezama Vrste sredstava za veze Dimenzije zavrtnjeva Označavanje zavrtnjeva Nosivost običnih zavrtnjeva Nosivost prednapregnutih visokovrednih zavrnjeva Principi konstruisanja veza sa zavrtnjevima Zavarivanje Vrste spojeva i vrste šavova Proračun ugaonih šavova Konstrukcijski detalji Kompatibilnost spojnih sredstava Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 2 Sadržaj predavanja

P10 - Sredstva za veze - grf.bg.ac.rs · Metričkinavoji površina ispitnog preseka • d nominalni prečnik zavrtnja, • d2 srednji prečnik navoja, • d3 prečnik jezgra zavrtnja,

  • Upload
    others

  • View
    14

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

SREDSTVA ZA VEZEP10 –Veze u čeličnim konstrukcijama

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 1

• Opšte o vezama

• Vrste sredstava za veze

• Dimenzije zavrtnjeva

• Označavanje zavrtnjeva

• Nosivost običnih zavrtnjeva

• Nosivost prednapregnutih visokovrednih zavrnjeva

• Principi konstruisanja veza sa zavrtnjevima

• Zavarivanje

• Vrste spojeva i vrste šavova

• Proračun ugaonih šavova

• Konstrukcijski detalji

• Kompatibilnost spojnih sredstava

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 2

Sadržaj predavanja

Opšte o vezama

• Pojedinačne konstruktivne elemente neophodno je spojiti u celinu;

• Nastavci – spojevi elemenata istih ili sličnih dimenzija;

– Montažni – pomoću zavrtnjeva

– Radionički – najčešće zavareni

• Veze – spojevi različitih elemenata konstrukcije;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 3

Vrste sredstava za veze

• Mehanička spojna sredstva

– zakivci

– zavrtnjevi

– čepovi

• Tehnološki postupci spajanja

– zavarivanje

– lepljenje

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 4

Vrste zavrtnjeva

• Prema kvalitetu materijala od koga se izvode mogu biti:

– obični zavrtnjevi

– visokovredni zavrtnjevi

• Visokovredni zavrtnjevi mogu biti:

– prednapregnuti

– neprednapregnuti

• Prema zazoru između zavrtnja i rupe razlikuju se:

– neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi,

– obrađeni (upasovani) zavrtnjevi.

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 5

Oblik i dimenzije običnih zavrtnjeva

a šestougaona glava

b telo (vrat) zavrtnja

c navrtka

d podloška

d

b

hs

ae

cd

d0

m b

l

Kod običnih zavrtnjeva podloška nije obavezna!

Zazor (d=d0-d) treba da bude:

1 mm za M12 i M14

2 mm za M16 M18 M 20 M22 i M24

3 mm za M27 i veće

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 6

Oblik i dimenzije visokovrednih zavrtnjeva

Kod zavrtnjeva klase čvrstoće 10.9 podloške su obavezne i ispod glave i ispod navrtke, dok kod klase 8.8 mora da se koristi podloška samo sa strane sa koje se vrši pritezanje (okretanje).

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 7

Podela prema tačnosti izrade

a) Obrađeni (upasovani) zavrtnjevi,

b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi

mm 3,00 ddd

Kod obrađenih zavrtnjeva nominalni (nazivni) prečnik rupe morada bude jednak prečniku zavrtnja!

Kod obrađenih zavrtnjeva nominalni prečnik tela (vrata) zavrtnjaje veći od nominalnog prečnika dela sa navojem!

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 8

Metrički navoj i površina ispitnog preseka

• d nominalni prečnik zavrtnja,

• d2 srednji prečnik navoja,

• d3 prečnik jezgra zavrtnja,

• p korak navoja koji zavisi od prečnika zavrtnja (npr. za M12 p=1,75 mm),

• t visina navoja koja zavisi od koraka navoja.

ZAVRTANJ

p

NAVRTKA

tt/

2t/

8t/

6t/

2

60

3 2

d d d

tdttdd 4/32/28/22

tdtttdd 12/176/228/23

)30tan2/( o pt

2

32

24

dd

As

Površina ispitnog preseka (merodavna za nosivost zavrtnja na zatezanje):

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 9

Označavanje zavrtnjeva

• Oznaka treba da sadrži informacije o:

– vrsti navoja (M ili “),

– prečniku zavrtnja (d),

– dužini zavrtnja (l),

– kvalitetu materijala od koga je izrađen (klasi čvrstoće)

– standardu po kome je zavrtanj izrađen.

Mdxl...k.č – (SRPS M.B1.068)

Primer: M20x100...5.6

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 10

Značenje oznake klase čvrstoće

Broj na prvom mestu predstavlja stoti deo čvrstoće na zatezanje u MPa:

fu / 100

Broj na drugom mestu predstavlja desetostruki odnos granice razvlačenja i čvrstoće na zatezanje:

10 ( fy / fu )

Zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasama čvrstoće:

4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 i 10.9.

Klasačvrstoće

4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9

fyb (N/mm2) 240 320 300 400 480 640 900

fub (N/mm2) 400 400 500 500 600 800 1000

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 11

Prikazivanje zavrtnjeva na crtežima

Nazivni prečnik M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30

Osnovne oznake za zavrtnjeve

28

31

Obrađeni zavrtnjevi

28

31

Montažni zavrtnjevi

28

31

Montažne rupe i zavrtnjevi

28

31

Vrsta zavrtnja Zazor M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30

Zavrtnjevi bez tačnog naleganja d 1,0 mm

30

Zavrtnjevi sa tačnim naleganjem d 0,3 mm

30

Dodatne oznake

Montažni zavrtnjevi 30

Montažne i rupe i zavrtnjevi 30

Obični zavrtnjevi

Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 12

Različita naprezanja zavrtnjeva

a) smicanje

b) zatezanje

c) kombinovano naprezanje

d) konstruktivni zavrtnjevi

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 13

Kategorije spojeva sa zavrtnjevima prema EC3

• Smičući spojevi

– Kategorija A: Spojevi kod kojih se opterećenje prenosi pritiskom po omotaču rupe i smicanjem zavrtnjeva

– Kategorija B: Spojevi otporni na proklizavanje pri graničnom stanju upotrebljivosti

– Kategorija C: Spojevi otporni na proklizavanje pri graničnom stanju nosivosti

• Spojevi opterećeni na zatezanje

– Kategorija D: Spojevi sa neprednapregnutim zavrtnjevima

– Kategorija E: Spojevi sa prednapregnutim zavrtnjevima

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 14

Naprezanja zavrtnja u smičućem spoju

• Moguća su dva modela loma:

– Smicanje tela zavrtnja

– Lom usled pritiska po omotaču rupe

N dd

1/2

zavrtanjDeformisan

Stvarni

omotaèu rupePritisak po

Napon smicanja

Proraèunski

1/2

bb

-

-

b

aa

b

t0

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 15

Kontrole nosivost zavrtnjevau smičućim spojevima

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 16

Nosivost zavrtnjeva na smicanje

Kod obrađenih zavrtnjeva, pri određivanju površine A, umestoprečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!

2,

M

ubvRdv

AfF

kada ravan smicanja prolazi kroz deo zavrtnja sa navojem:A je površina ispitnog preseka zavrtnja As:v = 0,6 za klase čvrstoće 4.6, 5.6 i 8.8v = 0,5 za klase čvrstoće 4.8, 5.8, 6.8 i 10.9

kada ravan smicanja ne prolazi kroz deo zavrtnja sa navojem:A je površina bruto preseka zavrtnja (A=d2/4)v = 0,6 za sve klase čvrstoće

fub čvrstoća na zatezanje zavrtnja;M2 parcijalni koeficijent sigurnosti (M2=1,25);

N dd

1/2

zavrtanjDeformisan

Stvarni

omotaèu rupePritisak po

Napon smicanja

Proraèunski

1/2

bb

-

-

b

aa

b

t0

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 17

Sečnost zavrtnjeva

(m je broj ravni smicanja - sečnost zavrtnja)2

,

M

ubvRdv

AfmF

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 18

Nosivost na pritisak po omotaču rupe

2

1,

M

ubRdb

tdfkF

t debljina limad prečnik zavrtnjafu čvrstoća na zatezanjeM2 parcijalni koeficijent sigurnosti (M2 =1,25)

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 19

Nosivost grupe zavrtnjevana pritisak po omotaču rupe

• Zbog geometrije veze nosivost na pritisak po omotaču rupe nije ista za sve zavrtnjeve u spoju!

• Nosivost na pritisak po omotaču rupe mora posebno da se proveri za svaki lim koji se nalazi u smičućem spoju!

Unutrašnji zavrtnjevi Fb1 (d,1, k1,1)

Ugaoni zavrtnjevi Fb2 (d,2, k1,2)

Unutrašnji ivični zavrt. Fb3 (d,1, k1,2)

Krajnji unutrašnji zavrt. Fb4 (d,2, k1,1)

Koeficijenti k1 i b se mogu usvojiti kao minimalni za sve zavrtnjeve u spoju što je na strani sigurnosti!

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 20

Ponašanje prednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u smičućim spojevima

• Osnovni problem kod veza sa običnim zavrtnjevima je deformabilnost veze usled zazora između tela zavrtnja i rupe.

• Obični zavrtnjevi nisu pogodni za veze u dinamički opterećenimkonstrukcijama.

• Prednaprezanjem se u zavrtnjevima javlja sila zatezanja, a u kontaktnom spojunapon pritiska. Prenošenje sila se ostvaruje trenjem.

F

Trenje

a) b) c)

3dp

3d

Površina trenja

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 21

Nosivost zavrtnjeva na proklizavanje

n broj tarnih površi koeficijent trenja za tarne površiFp,C sila pritezanja zavrtnja

CpM

sRds F

nkF ,

3,

Opis ks

Zavrtnjevi u normalnim rupama 1,00

Zavrtnjevi u rupama sa većim zazorom ili kratkim ovalnim rupama -osa otvora upravna na pravac prenošenja opterećenja

0,85

Zavrtnjevi u dugim ovalnim rupama - osa otvora upravna na pravac prenošenja opterećenja

0,70

Zavrtnjevi u kratkim ovalnim rupama - osa otvora paralelna pravcuprenošenja opterećenja

0,76

Zavrtnjevi u dugim ovalnim rupama - osa otvora paralelnim pravcuprenošenja opterećenja

0,63

M3=1.25 parcijalni koeficijent sigurnostiks koeficijent koji zavisi od oblika rupe

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 22

Sila pritezanja zavrtnja

• Vrednosti sile pritezanja standardnih zavrtnja klase čvrstoće 8.8 i 10.9 Fp,C [kN] su prikazane u tabeli;

• Kontrolisano unošenje sile pritezanja (prednaprezanja) zavrtnja se ostvaruje pomoću: momentnog ključa, momentnog impulsa, indikatorske podloške, merenja ugla obrtanja...

subCp AfF 7,0,

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 23

Unošenje sile prednaprezanjauvrtanjem momentnim ključem

kdFM Cpu ,

Mu moment uvrtanja

Fp,C sila prednaprezanja

d prečik zavrtnja

k koeficijent trenja između navrtke i navoja zavrtnja (0,13-0,17)

Različiti tipovi momentnih ključeva

• Momentni kluč pri određenoj vrednosti momenta uvrtanja relaksira glavu ključa čime se ograničava moment torzije koji se zadaje navrtki.

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 24

Nosivost zavrtnjeva na zatezanje

• Zavisi od kvaliteta materijala (fub) i dimenzije zavrtnja.

• Do loma gotovo uvek dolazi u zoni navoja pa je merodavna površine ispitnog preseka (As).

2

90

M

subRdt

AfF

,

,

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 25

Vrednosti proračunskih nosivosti zavrtnjeva na smicanje su određene za jednosečne zavrtnjeve kod kojih ravan smicanja prolazi kroz deo tela bez navoja!

Proračunske nosivosti zavrtnjeva na smicanje i zatezanje

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 26

Kombinovano naprezanje neprednapregnutih zavrtnjeva

• Kod zavrtnjeva koji su istovremeno opterećeni na smicanje i zatezanje pored pojedinačnih kontrola nosivosti na smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno dejstvo smicanja i zatezanja!

0,14,1 ,

,

,

, Rdt

Edt

Rdv

Edv

F

F

F

F

Fv,Ed proračunska vrednost sile smicnanja u zavrtnju;

Ft,Ed proračunska vrednost sile zatezanja u zavrtnju;

Fv,Rd proračunska nosivost zavrtnja na smicanje;

Ft,Rd proračunska nosivost zavrtnja na zatezanje;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 27

Kombinovano naprezanjeprednapregnutih zavrtnjeva

serM

serEdtCpsserRds

FFnkF

,3

,,,,,

8,0

3

,,,

8,0

M

EdtCpsRds

FFnkF

Spojevi kategorije B: Spojevi kategorije C:

Ft,Ed proračunska vrednost sile zatezanja u zavrtnju za ULS

Ft,Ed,ser proračunska vrednost sile zatezanja u zavrtnju za SLS

Fs,Rd proračunska nosivost zavrtnja na proklizavanje pri ULS

Fs,Rd,ser proračunska nosivost zavrtnja na proklizavanje pri SLS

Fp,C sila prednaprezanja

M3=1,25 parcijalni koeficijent za ULS

M3,ser=1,10 parcijalni koeficijent za SLS

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 28

Principi konstruisanja veza sa zavrtnjevima

• Veze treba da budu simetrične;

• Na jednom delu poprečnog preseka (nožica ili rebro) se koriste zavrtnjevi istog prečnika;

• Preporučuje se da rastojanje između prvog i poslednjeg zavrtnja u pravcu delovanja sile ne bude veće od 15d (maksimum 6 zavrtnjeva u jednom redu). U suprotnom se redukuje nosivost!

• Minimalan zavrtnj je M12 (Kod tankozidnih HOP min M6);

• Pravilnim izborom prečnika zavrtnja dobija se uravnotežen odnos nosivostina smicanje i pritisak po omotaču rupe!

cm 2,05 min,0 sopt td

ts,min – najmanja debljina paketa limova sa istim pravcem dejstva sile

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 29

Principi konstruisanja veza sa zavrtnjevima

• Krajnja i ivična rastojanja, kao i međusobni razmaci zavrtnjeva treba da budu u okviru propisanih granica;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 30

• Potrebno je poštovati propisane maksimalaneprečnike rupa na nožicama stanardnih valjanih profila.

• Poželjno je poštovati propisane linije zavrtnjeva za valjane profile.

Principi konstruisanja veza sa zavrtnjevima

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 31

Cepanje (kidanje) bloka

• Cepanje (kidanje) osnovnog materijala se javlja na mestu veze ostvarene pomoću grupe zavrtnjeva, koja se nalazi uz ivicu elementa opterećenog smicanjem i/ili zatezanjem!

• Karakteristično je za zglobne veze nosača, kao i za veze zategnutih elemenata.

1 mala sila zatezanja2 velika sila smicanja3 mala sila smicanja4 velika sila zatezanja

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 32

Nosivost na cepanje bloka

Ant neto površina izložena zatezanju,

Anv neto površina izložena smicanju,

fy granica razvlačenja osnovnog materijala,

fu čvrstoća pri zatezanju, osnovnog materijala.

021 3 MnvyMntuRdeff AfAfV ///,,

022 3 50 MnvyMntuRdeff AfAfV ///,,,

Za simetrične grupe zavrtnjeva izložene centričnom opterećenju:

Za grupe zavrtnjeva izložene ekscentričnom opterećenju:

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 33

Zavarivanje

• Zavarivanje je tehnološki postupak spajanja istih ili sličnih metala na visokim temperaturama, čime se tope osnovni i dodatni materijal idolazi do njihovog mešanja i sjedinjavanja (fizičkog i hemijskog);

• Hlađenjem ove mešavine dolazi do očvršćavanja i nastaje šav kao materijalni kontinuitet;

• Primena u građevinskim konstrukcijama:

– Izrada osnovnih elemenata konstrukcije (I, U, L-profili, sandučasti profili, kružni profili...);

– Izrada sklopova specifičnih konstrukcija (ortotropne ploče kod mostova,...);

– Izrada veza između elemenata konstrukcije; (samostalno ili u kombinaciji sa zavrtnjevima)

– Ojačanje elemenata konstrukcije (adaptacije i sanacije);

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 34

Zavarivanje vs. Zavrtnjevi

Prednosti• Materijalan kontinuitet (pravilan tok

sila);• Smanjenje ukupne težine

konstrukcije (lakše veze, mogućnstvariranja debljine elemenata);

• Brža izrada u radionici (nemabušenja);

• Nema slabljenja elemenata rupamaza spojna sredstva;

• Manja deformabilnost veza, a samimtim i konstrukcije;

• Velike mogućnosti konstrukcijskogoblikovanja;

• Vodonepropusnost spojeva• Estetski aspekt;

Nedostaci• Potrebna je kvalifikovana radna

snaga;• Kontrola kvaliteta spojeva u

radionici i na gradilištu;• Osetljivost na klimatske uslove na

gradilištu (temperatura, vetar);• Veća osetljivost na dejstvo požara;• Zavarene veze nisu montažno-

demontažne;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 35

Osnovni pojmovi

• Osnovni materijal;

• Dodatni materijal (elektroda ili žica);

• Spoj – međusobni položaj delova koji se spajaju;

• Šav – materijalizovano mesto spajanja;

• ZUT – Zona Uticaja Toplote;

• Žljeb – prostor u koji se deponuje dodatni materijal;

• Zavar

– šavovi iz jednog zavara

– šavovi iz više podužnih zavara

– šavovi izviše poprečnih zavara

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 36

Podela

• Vrste spojeva– sučeoni spojevi;

– ugaoni ili T spojevi;

– preklopni spojevi

• Vrste šavova– Sučeoni šavovi

• sa punom penetracijom;

• sa delimičnom penetracijom;

– Ugaoni šavovi;

– Šavovi u rupama;

– Čep šavovi;

– Užljebljeni šavovi;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 37

Vrste spojeva

Ugaoni spojevi

Sučeoni spojevi

Krstasti spojevi

Preklopljeni spojevi

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 38

Vrste šavova

• Sučeoni šavovi:

– Oblik i dimenzije žljebazavise od:

• vrste šava,

• postupka zavarivanja,

• položaja zavarivnja.

• Ugaoni šavovi:

– Nije potrebna posebnaobrada ivica

– Ugao između elemenata koji se spajaju treba da bude između 60º i 120º.

– Dodatni materijal se deponuje u korito kojeobrazuju elementi (limovi) koji se spajaju;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 39

Ostale vrste šavova

Sučeoni šavovi sa delimičnom penetracijom

Šavovi u rupi

Čep šavovi

Užljebljeni šavovi

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 40

Obeležavanje šavova na crtežima

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 41

Postupci zavarivanja

• Prema izvoru toplotne energije dele se na: elektrotermičke,termohemijske, mehaničke i ostale

Naziv postupka zavarivanja

Skraćeno Oznaka Polje primene

t mm Materijali

Elektrolučno zavarivanje sa obloženom elektrodom

E 111 3-50 nelegirani,

niskolegirani i finozrni visokovredni čelici

Elektrolučno zavarivanje pod zaštitnim prahom

EPP 12 4-80 nelegirani i niskolegirani čelici

Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom inertnog gasa

MIG 131 4-24 nelegirani (<0,22%C) i niskolegirani (0,35%C) čelici i Al- legure

Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom aktivnog gasa

MAG 135 <30 nelegirani i niskolegirani čelici

Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom pod zaštitom inertnog

gasa

TIG 141 <12 visokolegirani čelici i Al-legure

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 42

Greške u šavovima

• Prilikom postupka izrade šavova mogu se javiti greške koje se prema svojojprirodi mogu podeliti na:

– Dimenzionalne (greške oblika);

– Strukturne (greške kompaktnosti); 1 - neispunjen žljeb2 - nadvišenje3 - neprovaren koren4 - prokapina5 - oštar prelaz6 – zarez7 – denivelacija8 – krater9 - poroznost površine10 gasne pore11 – nalepljivanje12 - greške u provarivanju korena13 - uključci troske14 - prsline

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 43

Greške u šavovima

• U zoni greški dolazi do koncentracija napona u zoni šava;

• Zbog toga je u zavisnosti od stepena značaja konstrukcije i vrste opterećenja potrebno vršiti veću ili manju kontrolu šavova:

– Vizuelna kontrola;

– Radiografska kontrola;

– Ultrazvučna kontrola;

– Magnetska kontrola;

– Penetracijska kontrola

• Dimenzionalne greške su vidljive golim okom i neke od njih se mogu korigovati;

Radiogram sučeonogV šava bez grešaka

Radiogram sučeonog V šava sa greškama

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 44

Kvalitet šavova

• Obim i vrsta kontrole šavova zavise od klase izvođenja konstrukcije (EXC1, EXC2, EXC3 i EXC4), odnosno od propisanog kvaliteta šavova

• Razlikuju se sledeći kvaliteti šavova:

– B+ (za EXC4) - najviši

– B (za EXC3)

– C (za EXC2)

– D (za EXC1) - najniži

• Svaki kvalitet šava podrazumeva određen nivo kontrole kvaliteta;

• EN 1090-2 tačno definiše procedure kontrole kvaliteta koje odgovaraju zahtevanim klasama izvođenja, odnosno kvalitetima šavova.

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 45

Proračun sučeonih šavova

• Osnovne pretpostavke:

– zanemaruju se koncentracije napona;

– zanemaruju se sopstveni (zaostali) naponi;

– uticaji u šavovima se određuju kao u osnovnom materijalu;

– dimenzije sučeonih šavova su jednake dimenzijama osnovnogmaterijala (a = tmin).

• Praktično, provera nosivosti sučeonih šavova svodi se na kontrolu nosivosti originalnog poprečnog preseka.

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 46

Proračun ugaonih šavova

• Za razliku od sučeonih, nosivost ugaonih šavova je potrebno kontolisati.

• Vrste naprezanja koje se javljaju u ugaonom šavu su: normalni napon upravan namerodavnu ravan šava;

II normalni napon paralelan osišava (zanemaruje se!)

II napon smicanja koji deluje upravcu šava

napon smicanja koji delujeupravno na šav

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 47

Debljina ugaonih šavova

• Minimalna debljina ugaonog šava je: amin = 3 mm

• Debljina ugaonog šava ne treba da bude veća od 0,7tmin.

• Kod veza šupljih profila debljina ugaonog šava može da bude jednaka debljini zida profila a= tmin.

• Debljina šava se određuje kao što je prikazano na slici ispod!

T - spoj Kosi ugaoni spoj Provaren koren

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 48

Efektivna dužina ugaonih šavova

aweff 2

weff aweff

• Krajevi šavova su neefektivni u prenošenju sile.

• Efektivna dužina šavova se u opštem slučaju računa kao:

• Minimalna dužina šava iznosi: lw,min= max(6a, 30 mm).

• Maksimalna (proračunska) dužina šava je: lw,max=150a

• Stvarna dužina šava može biti veća!

• Efektivna površina šavova je: Aw = a leff

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 49

Proračun nosivosti ugaonih šavova

• Evrokod (SRPS EN 1993-1-8) predviđa dve metode proračuna:

– Direktna metoda: zasniva se na kontroli pojedinačnih (komponentalnih) i uporednih napona u merodavnoj ravni šava:

– Pojednostavljena metoda: zasniva se na kontroli rezultujućih sila po jedinici dužine šava; U svakoj tački duž šava rezultujuća sila po jedinici dužine Fw,Ed mora da zadovolji sledeći uslov:

2

2II

22 )(3Mw

uf

2/9,0 Muf

fu čvrstoća na zatezanje slabijeg spojenog dela;

M2 parcijalni koeficijent sigurnosti (M2 =1,25);

w korelacioni faktor (0,8-1,0);

a debljina šava.

afFF dvwRdwEdw ,,,

2,

3/

Mw

udvw

ff

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 50

Korelacioni faktor w

Standard i kvalitet čelikaKorelacioni faktor wEN 10025 EN 10210 EN 10219

S 235S 235 W

S 235 H S 235 H 0,80

S 275S 275 N/NLS 275 M/ML

S 275 HS 275 NH/NLH

S 275 HS 275 NH/NLH S 275 MH/MLH

0,85

S 355S 355 N/NLS 355 M/MLS 355 W

S 355 HS 355 NH/NLH

S 355 HS 355 NH/NLH S 355 MH/MLH

0,90

S 420 N/NLS 420 M/ML

S 420 MH/MLH 1,00

S 460 N/NLS 460 M/MLS 460 Q/QL/QL1

S 460 NH/NLHS 460 NH/NLH S 460 MH/MLH

1,00

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 51

• Debljina obostranih ugaonih šavova na aksijalno opterećenom elementu može da se odredi iz uslova da šavovi imaju veću ili jednaku nosivost od spojenog elementa:

- sila po jedinici dužine

Statički pokriveni ugaoni šavovi -zatezanje

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 52

Projektovanje zavarenih spojeva

• Opšti principi:

– Lako izvođenje (spoj pristupačan, položaj zavarivanja što jednostavniji);

– Primena uobičajenih postupaka zavarivanja;

– Šavovi sa što manjim debljinama;

– Ravnomeran tok sila;

– Pravilan izbor vrste i kvaliteta šava;

• Treba izbegavati:

– Debele limove i debele šavove;

– Nagomilavanje šavova na jednom mestu;

– Oštre prelaze i nagle diskontinitete kod dinamički opterećenih konstrukcija;

– Montažne nastavke u zavarenoj izradi;

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 53

Konstrukcijski detalji

Zasecanje rebra na mestu ukrštanja

Pravilno konstruisanje krstastih spojeva

Ne preporučuje se da debljina ugaonih šavovabude veća od polovine debljine najtanjegelementa (a<0,5tmin)!

Konstruisanje radioničkih nastavka nosača

Izbegavati nastavljanje svih elemenatau istom poprečnom preseku!

Konstruisanje s obzirom na lamelarno cepanje

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 54

Kompatibilnost različitih spojnih sredstava

• Ne mogu se sva spojna sredstva međusobno kombinovati u istoj vezi jer različita krutost spojnih sredstava onemogućava ravnomernu raspodelu sila;

• Primena različitih spojnih sredstava u istoj vezi, opravdana je uglavnom kodsanacija i kod specifičnih konstrukcijskih sistema;

Dijagrami deformabilnosti različitih spojnih sredstava Primer ortotropne ploče mosta

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P10 - Sredstva za veze 55