Upload
others
View
39
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Metalne konstrukcije 2 P7-1
Rešetkasti nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-2
Osnovne karakteristike
– Sastoje se od međusobno povezanih aksijalno opterećenih
štapova;
– Moment savijanja prenosi se naprezanem pojasnih štapova, a
uticaj transverzalnih sila preuzimaju štapovi ispune;
– Bolje iskorišćenje matrijala (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;
Metalne konstrukcije 2 P7-3
Primena rešetkastih nosača
– U zgradarstvu (rožnjače, krovni nosači, podni
nosači i podvlake, kranski nosači većih raspona,
spregovi i ukrućenja za prijem uticaja od vetra...)
– U mostogradnji (glavni nosači, poprečni nosači i
ukrućenja, spregovi za prijem vetra spregovi za
kočenje i bočne udare,...)
Metalne konstrukcije 2 P7-4
Rešetkasti krovni nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-5
Rešetkasti nosači u industrijskim halama
Metalne konstrukcije 2 P7-6
Rešetkasti podni nosači i podvlake
Metalne konstrukcije 2 P7-7
Rešetkasta ukručenja kod visokih zgrada
Metalne konstrukcije 2 P7-8
Rešetkasti nosači kod železničkog mosta
Metalne konstrukcije 2 P7-9
Podele rešetkastih nosača
Podela rešetkastih nosača može da se izvrši:
– prema broju pojaseva;
– prema prostornom obliku;
– prema intenzitetu opterećenja;
– prema oblikovanju čvorova.
Metalne konstrukcije 2 P7-10
Podela prema broju pojaseva
Dvopojasni;
Višepojasni (tropojasni, četvoropojasni,...)
Metalne konstrukcije 2 P7-11
Podela prema prostornom obliku
Ravanski rešetkasti nosači;
Prostorni rešetkasti nosači;
– linijski,
– površinski.
Metalne konstrukcije 2 P7-12
Podela prema intenzitetu opterećenja
Laki rešetkasti nosači;
Srednje teški rešetkasti nosači
Teški rešetkasti nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-13
Podela prema načinu oblikovanja čvorova
Rešetkasti nosači bez čvornih limova;
Reštkasti nosači sa čvornim limovima:
– u jednoj ravni (jednozidni rešetkasti nosači)
– u dve paralelne ravni (dvozidni rešetkasti nosači)
Metalne konstrukcije 2 P7-14
Osnovna 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 suviše oštri (ne
manji od 300);
6. Montažni nastavci pojasnih štapova izvode se izvan
čvorova (u neposrednoj blizini) na strani slabije
opterećenog štapa);
Metalne konstrukcije 2 P7-15
Oblici rešetkastih nosača
Oblik rešetkastog nosača zavsi od oblika pojasnih
štapova;
Po svom obliku rešetkasti nosači mogu da budu:
– Rešetkasti nosači sa paralelnim pojasom;
– Rešetkasti nosači sa gornjim pojasom u nagibu
(uglavnom prati nagib krovnih ravni)
– Rešetkasti nosači sa paraboličnim pojasom ili
pojasevima;
Metalne konstrukcije 2 P7-16
Rešetkasti nosači sa paralelnim pojasevima
Sistemna visina rešetkastih nosača (h) se kreće:
– od L/10 do L/15 za lake rešetkast nosače;
– od L/7 do L/9 za teške rešetkaste nosače;
Za kontinualne nosače mogu se usvojiti manje visine.
Rasponi (L) mogu biti:
– od 12 do 18 m za rožnjače i podne nosače,
– od 30 do 100 m pa i više (npr. u mostogradnji)
Metalne konstrukcije 2 P7-17
Oblici rešetkastih nosača sa paralelnim
pojasevima
Metalne konstrukcije 2 P7-18
Oblici ispune kod spregova
Metalne konstrukcije 2 P7-19
Rešetkasti nosači sa paralelnim pojasevima
i sekundarnom ispunom
Metalne konstrukcije 2 P7-20
Rešetkasti nosači sa gornjim pojasom u nagibu
Uglavnom se kriste kao krovni nosači, a nagibi gornjeg pojasa
prate nagib krovne ravni.
Razlikuju se dva osnovna oblika:
– trougaoni rešetkasti nosači,
– trapezasti ili poligonalni rešetkasti nosači,
Metalne konstrukcije 2 P7-21
Trougaoni rešetkasti nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-22
Trapezasti – poligonalni rešetkasi nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-23
Parabolični rešetkasti nosači
Metalne konstrukcije 2 P7-24
Oblici poprečnih preseka štapova
Različiti oblici poprečnih preseka primenjuju se za:
– pojasne štapove,
– štapove ispune,
– zategnute štapove,
– pritisnute štapove.
Izbor oblika poprečnih preseka je jako veliki.
Treba voditi računa da izbor oblika pojasnih štaova i
štapova ispune bude usaglašen i u skladu sa
predviđenim načinom oblikovanja čvornog lima!
Metalne konstrukcije 2 P7-25
Uobičajeni oblici
poprečnih
preseka
Pojasni štapovi Štapovi ispune
Reš
etk
ast
i n
osa
či b
ez
čvo
rno
g l
ima
a) b)
Jed
no
zid
ni
reše
tka
sti
no
sači
c) d)
D
vo
zid
ni
reše
tka
sti
no
sači
e) f)
Metalne konstrukcije 2 P7-26
Proračun rešetkatih nosača
Prilikom proračuna uticaja u rešetkastim nosačima pretpostavlja se:
– da su veze u čvorovima idealo zglobne,
– da sile deluju isključivo u čvorovima nosača,
– da su štapovi između čvorova pravi i da su centrisani u čvoru.
Metalne konstrukcije 2 P7-27
Primarna i sekundarna naprezanja kod
rešetkastih nosača
Metalne konstrukcije 2 P7-28
Centrisanje štapova ispune
Metalne konstrukcije 2 P7-29
Određivanje dužine izvijanja pritisnutih štapova
Metalne konstrukcije 2 P7-30
Dužine izvijanja štapova rešetkastih nosača
– Posebno se analizraju pojasni štapovi i štapovi
ispune (dijagonale i vertikale), kao i izvijanje u ravni
rešetkastog nosača i izvan ravni rešetkastog nosača.
– Sistemna dužina u ravni rešetkastog nosača jednaka
je rastojanju između čvorova rešetkastog nosača, dok
je sistemna dužina izvan ravni jednaka osovinskom
rastojanju između tačaka bočnog proidržavanja.
Metalne konstrukcije 2 P7-31
Dužine izvijanja pojaseva
Generalno, dužina izvijanja pojasnog elementa u ravni i
izvan ravni jednaka je njegovoj sistemnoj dužini L (b=1)!
Za pojasne štapove od I ili H preseka, može se usvojiti da
je dužina izvijanja u ravni jednaka 0,9L (b = 0,9), a izvan
ravni jednaka je sistemnoj dužini L (b = 1)!
Za pojasne štapove od šupljih profila, dužina izvijanja u
ravni i izvan ravni jednaka je 0,9L (b = 0,9), gde je L
sistemna dužina!
Za izvijanje izvan ravni sistemna dužina jednaka je
rastojanju tačaka bočnog pridržavanja!
Metalne konstrukcije 2 P7-32Metalne konstrukcije 1 P5-32
Dužine izvijanja štapova ispune
Generalno, dužina izvijanja štapova ispune izvan ravni
jednaka je sistemnoj dužini L.
Dužina izvijanja u ravni rešetkastog nosača jednaka je
0,9L izuzev u slučaju štapova od ugaonika.
Kod rešetkastih nosača od šupljih profila kod kojih je
odnos širine pojasa (b0) i širine štapa ispune (bi) manji od
0,6, dužina izvijanja u ravni i izvan ravni je 0,75L.
Metalne konstrukcije 2 P7-33
Dužine izvijanja štapova ispune od L profila
Za štapove ispune od ugaonika (L profila), kada veza sa pojasom
poseduje određen stepen uklještenja (zavarena ili sa bar 2 zavrtnja)
ekscentricitet se može zanemariti, a ugaonik se proračunava kao
centrično pritisnut element sa ekvivalentnom relativnom vitkošću:
vveff 70350 ,,,
yyeff 70500 ,,,
zzeff 70500 ,,,
U slučaju veze sa samo jednim zavrtnjem ekscentričnost mora da
se uzme u obzir, a dužina izvijanja je jednaka sistemnoj dužini L.
Metalne konstrukcije 2 P7-34
Proračun i konstruisanje čvorova
Proračun i oblikovanje detalja čvorova zavisi od:
– tipa rešetkastog nosača (sa čvornim limom ili bez
njega),
– oblika poprečnih preseka pojasnih štapova i štapova
ispune;
– broja čvornih limova (kod čvorova sa čvornim limom);
– vrste spojnih sredstava (zavrtnjevi ili zavarivanje);
Metalne konstrukcije 2 P7-35
Rešetkasti nosači sa čvornim limom
Čvorni limovi se oblikuju tako da:
– imaju minimalne dimenzije i
– da im je oblik jednostavan za izradu (po
mogućstvu da imaju dve paralelne ivice).
Do loma čvornog lima može da dođe lokalno u zoni
unošenja sila iz štapova ispune, ili globalno po čitavoj
visini čvornog lima, na mestu teorijskog čvora
Metalne konstrukcije 2 P7-36
Lokalna naprezanja u čvornim limovima
0
Mydy
eff
EdEdEd ff
bt
F
A
F /,
302 tgbb vveff
dy
eff
Ed
net
EdEd f
ndbt
F
A
F,
)( 0
U određenim slučajevima
treba proveriti i cepanje
bloka!
RdeffEd VF ,,1
Metalne konstrukcije 2 P7-37
Veza čvornog lima sa pojasnim štapovima
U savremenim čeličnim konstrukcijama prekidanje pojasnih štapova u
čvoru nije uobičajeno, a veza čvornog lima sa pojasnim štapovima se,
po pravilu, ostvaruje zavarivanjem!
1- n-n OOOR max
Kada se pojas prekida u čvoru Kada se pojasni štap ne prekida
nOR max
Metalne konstrukcije 2 P7-38
Određivanje rezultante štapova ispune
Kada se težište veze (šavova) čvornog lima sa pojasnom ne poklapa
sa težištem pojasa, treba uzeti u obzir i moment ekscentriciteta pri
proračunu veze (šavova)!
Metalne konstrukcije 2 P7-39
Primer proračuna veze u čvoru rešetkastog nosača
duwn
w
n fa
D
A
D,
,
4 22
1
2
1II
111
II2 a
D
A
D n
w
n ,
6 2 2
111 /, a
eD
W
eD n
w
nw
2II
a
O
A
O
w
6 2
2 2 /
/
a
hO
W
M
w
M
eff
Fa
F
2
duwu f , )(3 22II
2
duwu f , )(3 22II
2
2/w
2/w
FMw
2
90M
uf
,
2
90M
uf
,
2Mw
uduw
ff
b,
Metalne konstrukcije 2 P7-40
Ekscentrično vezivanje štapova ispune
Kod jako oštrih uglova između pojasnih štapova i štapova ispune,
ekscentričnim povezivanjem štapova ispune znatno se smanjuju
dimenzije čvornih limova!
Mp=R e = R h/2
Uticaj ekscentriciteta veze
Uticaji ekscentriciteta mogu da
se zanemare kod zategnutog
pojasa i štapova ispune.
Takođe mogu da se zanemare i
u slučaju proračuna veze kada
je zadovoljen uslov:
Tip elementa
Uzrok nastanka momenta savijanja
Sekundarni uticaji Poprečno
opterećenje Ekscentričnost
Pritisnuti pojas
Ne ako je
prethodni uslov
zadovoljen
Da
Da
Zategnuti pojas Ne
Elementi ispune Ne
Veza Ne ako je prethodni
uslov zadovoljen
Metalne konstrukcije 2 P7-42
Oblikovanje čvorova kod dvozidnih
rešetkastih nosača
Metalne konstrukcije 2 P7-43
Čvor mostovskog glavnog rešetkastog nosača
Metalne konstrukcije 2 P7-44
Pančevački most
Metalne konstrukcije 2 P7-45
Mala Rijeka
Metalne konstrukcije 2 P7-46
Akaši Kaikio
Metalne konstrukcije 2 P7-47
Rešetkasti nosači bez čvornog lima
Laki rešetkasti nosači!
Metalne konstrukcije 2 P7-48
Veze bez čvornog lima kod srednje teških
rešetkastih nosača
Metalne konstrukcije 2 P7-49
Rešetkasti nosači od šupljih profila
Spadaju u rešetkaste nosače bez čvornog lima;
Veze u čvorovima se ostvaruju direktim zavarivanjem;
Prednosti u odnosu na klasične rešetkaste nosače:
– manja težina,
– jeftinija antikoroziona zaštita (manji odnos O/A)
– povoljniji aerodinamički oblik u odnosu na otvorene preseke;
– velike mogućnosti konstrukcijskog i arhitektonskog oblikovanja.
Izrađuju se od:
– šupljih profila kružnog poprečnog preseka (CHS);
– šupljih profila kvadratnog ili pravougaonog preseka (RHS).
Proračun veza prema poglavlju 7 SRPS EN 1993-1-8.
Metalne konstrukcije 2 P7-50
Čvorovi rešetkastih nosača od šupljih profila
Kružni - CHS
Pravougaoni - RHS
Metalne konstrukcije 2 P7-51
Definicije razmaka i preklopa i njihova
ograničenja
21 ttg
%% 25 100 p
qov
Metalne konstrukcije 2 P7-52
Polje primene poglavlja 7 EN 1993-1-8
Pravila za proračun veza rešetkastih nosača od šupljih profila data u
Evrokudu 3 važe za:
– vrućevaljane (SRPS EN 10210) i hladnooblikovane (SRPS EN
10219) šuplje profile izređene od čelika sa granicom razvlačenja
ne većom od 460 MPa; Kada je granica razvlačenja veća od 355
MPa, proračunske nosivosti treba redukovati množenjem sa 0,9
(10%).
– šuplje profile sa debljinom zida t ne manjom od 2,5 mm;
– pojasne štapove sa debljinom zida t0 ne većom od 25 mm;
– rešetkaste nosače sa uglom između pojasa i elemenata ispune ne
manjim od 30º ( 30º);
– pritisnute štapove klase 1 ili 2, za slučaj čistog savijanja;
Obuhvaćeni su različiti tipovi ravanskih i prostornih čvorova!
Metalne konstrukcije 2 P7-53
Tipovi ravanskih veza u čvorovima
Metalne konstrukcije 2 P7-54
Tipovi prostornih čvorova
Metalne konstrukcije 2 P7-55
Geometrijski parametri dimenzija
poprečnih preseka od šupljih profila
Metalne konstrukcije 2 P7-56
Tipovi loma veza elemenata od šupljih profila
a) Lom plastifikacijom površine pojasa ili njegovog čitavog poprečnog
preseka plastični lom površine pojasa ili plastični lom poprečnog preseka
pojasa;
b) Lom bočnih zidova pojasa ili lom rebra pojasa usled plastifikacije,
gnječenja ili nestabilnosti (ulubljenje ili izbočavanje bočnih zidova
pojasa ili rebra pojasa) ispod pritisnutog elementa ispune;
c) Lom smicanjem pojasa;
d) Lom usled kidanja (proboja) smicanjem zida šupljeg profila pojasa
(pojava prsline koja dovodi do odvajanja elementa ispune od pojasa);
e) Lom elemenata ispune sa redukovanom efektivnom širinom (prsline u
šavovima ili u elementima ispune);
f) Lom izbočavanjem elemenata ispune ili šupljeg profila pojasnog
elementa na mestu veze.
Metalne konstrukcije 2 P7-57
Tipovi loma
kod CHS
Metalne konstrukcije 2 P7-58
Tipovi loma
kod RHS
Metalne konstrukcije 2 P7-59
Rešetkasti nosači od šupljih profila
kružnog poprečnog preseka (CHS)
Metalne konstrukcije 2 P7-60
Proračunske nosivosti
za različite tipove veza
elemenata od CHS
Metalne konstrukcije 2 P7-61
Rešetkasti nosači od šupljuh profila kvadratnog
i pravougaonog poprečnog preseka (RHS)
Znatno jednostavniji i jeftiniji proces izrade u odnosu na CHS;
Ravno sečenje, nema posebne obrade krajeva štapova ispune;
Štapovi ispuni mogu da budu i kružnog poprečnog preseka CHS;
Postoji mogućnost ojačanja veze za razliku od CHS;
Nešto lošiji aerodinamički oblik u odnosu na CHS;
Metalne konstrukcije 2 P7-62
Opseg važenja za veze elemenata od RHS
Metalne konstrukcije 2 P7-63
Proračunske nosivosti
za različite tipove veza
elemenata od RHS
Metalne konstrukcije 2 P7-64
Načini ojačanja veza - RHS
Metalne konstrukcije 2 P7-65
Radionički nastavci kod rešetkastih nosača
od šupljih profila
Metalne konstrukcije 2 P7-66
Položaj montažnih nastavaka
Metalne konstrukcije 2 P7-67
Oblikovanje i modeliranje montažnih
nastavak sa čeonom pločom
Metalne konstrukcije 2 P7-68
Montažni nastavci pomoću podvezica