Lake metalne konstrukcije P08-1
Efektivan poprečni presek
– Uticaj izbočavanja pritisnutih delova poprečnih preseka klase 4 se uvodi u proračun pomoću efektivnog poprečnog preseka;
– Efekti izbočavanja su izraženiji nego kod čeličnih konstrukcija, zbog malog modula elastičnosti;
– Oblici poprečnih preseka su složeniji nego kod čeličnih konstrukcija;
– Postupkom istiskivanja (ekstrudacije dobijaju se poprečni preseci sa podužnim ukrućenjima kojima se povećava nosivost na izbočavanje;
Koeficijent redukcije usled izbočavanja ρc
Lake metalne konstrukcije P08-2
Vrednosti koeficijenata C1 i C2
Klasifikacija materijala
Unutrašnji delovi Konzolni delovi C1 C2 C1 C2
Klasa A, bez šavova 32 220 10 24 Klasa A, sa šavovima 29 198 9 20 Klasa B, bez šavova 29 198 9 20 Klasa B, sa šavovima 25 150 8 16
Efektivni presek - izbočavanje
Lake metalne konstrukcije P08-6
Pritisak Savijanje oko y-y ose Savijanje oko z-z ose
Omekšanje ZUT (HAZ) usled zavarivanja
– Usled zavarivanja Al-legura dolazi do promena u ZUT-u koje, generalno, prouzrokuju redukciju mehaničkih svojstava osnovnog materijala;
– Uticaj zavisi od tipa Al-legure, uvodi se u proračun pomoću sledećih koeficijenata:
Lake metalne konstrukcije P08-7
Određivanje širine ZUT
– Zona u kojoj je potrebno redukovati svojstva materijala se prostire u svim pravcima od šava na dužini od bhaz.
– Umesto redukcije karakteristika materijala u Evrokodu 9 se vrši smanjenje debljine delova preseka u okviru ZUT-a.
– Kod tankih limova za granice zone uticaja toplote mogu da se usvoje prave linije, dok se u slučaju većih debljina usvajaju kao krive linije.
– Ako je rastojanje od ivice šava do ivice prepusta manje od 3bhaz treba usvojiti da se ZUT prostire čitavom dužinom prepusta.
– Širina ZUT-a zavisi od primenjenog postupka zavarivanja (MIG ili TIG) i debljine elemenata koji se zavaruju.
Lake metalne konstrukcije P08-8
Širina bhaz
Vrednosti bhaz se za MIG postupak kreću od 20 mm za tanke limove do 40 mm za limove debljine iznad 25 mm.
Lake metalne konstrukcije P08-10
Vrednosti bhaz se za TIG postupak:
Površina efektivnog preseka Aeff
– Aeff je površina koja se dobija redukcijom usled izbočavanja i/ili usled termičkih uticaja u materijalu ZUT-a.
– Površina efektivnog preseka treba da se odredi na sledeći način:
a) Kod delova preseka klasa 1, 2 i 3 koji su izloženi termičkim uticajima usled zavarivanja u zonama uticaja toplote na širini bhaz, smanjuje se debljina limova na vrednost: ρo,haz t;
b) Kod pritisnutih delova preseka klase 4 koji nisu izloženiuticaju toplote, redukovana vrednost debljine je: teff = ρs t;
c) Kod pritisnutih delova preseka klase 4 koji su izloženi uticaju toplote efektivna debljina je jednaka minimalnoj vrednosti od ρs t i ρo,haz t u delu ZUT-a, odnosno ρs t na ostalom pritisnutom delu preseka.
Lake metalne konstrukcije P08-11
Primeri efektivnih poprečnih preseka kod zavarenog I preseka
Lake metalne konstrukcije P08-13
Aeff, w = 3082 mm2 Aeff,c = 2228 mm2 Weff,haz= 314982 mm3 Usled zavarivanja Za čist pritisak Za čisto savijanje
Nosivost poprečnih preseka
– Nosivost poprečnog preseka zavisi od klase poprečnog preseka, vrste Al-legure i načina proizvodnje (ekstrudacija ili zavarivanje);
– Šir leg efekti treba da se uzmu u obzir kada su relevantni;
– Uticaj izbočavanja se uzima preko efektivne debljine;
– EC9 daje pravila za proračun nosivosti poprečnih preseka za sve slučajeve naprezanja: zatezanje, pritisak, savijanje, smicanje, torziju i interakciju različitih naprezanja;
Lake metalne konstrukcije P08-14
Opšti kriterijumi plastifikacije
EC3 preporučuje da se usvoji: C = 1,2
Lake metalne konstrukcije P08-15
Kriterijum plastifikacije u najopterećenijoj tački poprečnog preseka:
Svojstva poprečnih preseka
– Bruto površina poprečnog preseka Ag je ukupna površina preseka bez uticaja izbočavanja i toplote zavarivanja, kao i bez odbitka usled rupa za spojna sredstva.
– Neto površina poprečnog preseka Anet je površina koja se dobija kada se od bruto preseka oduzmu površine rupa za spojna sredstva i eventualni otvori.
– Površina efektivnog poprečnog preseka Aeff je površina koja se dobija redukcijom usled izbočavanja i/ili usled termičkih uticaja u materijalu ZUT-a.
Lake metalne konstrukcije P08-16
Neto poprečni presek Anet
– Kod smaktnutog rasporeda rupa, odbitak za rupe treba da se usvoji kao: Σt d - Σt bs gde je bs manja vrednost od: s2/(4p) i 0,65s;
– U slučaju primera sa smaknutim rasporedom rupa, neto površina preseka se određuje na sledeći način:
Lake metalne konstrukcije P08-17
Nosivost poprečnih preseka na zatezanje
Nosivost poprečnog preseka na zatezanje Nt,Rd jednaka je manjoj vrednosti od No,Rd i Nu,Rd:
plastična nosivost bruto preseka
granična nosivost neto preseka
granična nosivost preseka usled uticaja ZUT
Lake metalne konstrukcije P08-18
Nosivost poprečnih preseka na pritisak
Nosivost poprečnog preseka na pritisak Nc,Rd jednaka je manjoj vrednosti od Nu,Rd i Nc,Rd:
granična nosivost preseka sa otvorima ili neispunjenim rupama
plastična nosivost efektivnog preseka
Lake metalne konstrukcije P08-19
Nosivost poprečnih preseka na savijanje
Wnet elastični otporni moment neto poprečnog preseka uzimajući u obzir rupe i slabljenje usled ZUT-a, ako postoji;
Wel elastični otporni moment bruto poprečnog preseka;α koeficijent oblika preseka
Nosivost poprečnog preseka na savijanje MRd (moment nosivosti) jednaka je manjoj vrednosti od Mu,Rd i Mc,Rd:
granična nosivost neto preseka
moment nosivosti preseka bez slabljenja
Lake metalne konstrukcije P08-20
Nosivost poprečnih preseka na smicanje
Za poprečne preseke kod kojih je hw/tw< 39ε nosivost poprečnog preseka na smicanje VRd jednaka je:
Av je površina smicanja koja za preseke sa rebrom treba da se odredi kao:
Lake metalne konstrukcije P08-22
Kod vitkih rebara kod kojih je hw/tw > 39ε nosivost preseka na smicanje treba da se odredi uzimajući uticaj izbočavanja smicanjem!
Nosivost poprečnih preseka na torziju
Nosivost poprečnog preseka na torziju TRd jednaka je:
WT,pl je torzioni otporni moment za St.Venanovu torziju.
U slučaju složene torzije:
Lake metalne konstrukcije P08-23
Kombinovana naprezanja poprečnih preseka
EC9 daje pravila za sledeće slučajeve naprezanja:– smicanje i torzija (VEd + TEd);– smicanje i savijanje (VEd + MEd);– savijanje i aksijalna sila (MEd + NEd);– savijanje, smicanje i aksijalna sila (MEd+VEd+NEd).
Lake metalne konstrukcije P08-24
Smicanje i savijanje
Ako je VEd > 0,5VRd potrebno je da se uzme u obzir uticaj smicanja na smanjenje momenta nosivosti!
Kod preseka klase 1 i 2 dokaz nosivosti se vrši pomoću redukovanog momenta plastične nosivosti MV,Rd.
Pri određivanju momenta nosivosti koristi se redukovana granica razvlačenja fo,V na delu preseka koji prihvata smicanje (na rebru):
Za I i H preseke klase 1 i 2 sa simetričnim nožicama, redukovani moment plastične nosivosti MV,Rd može da se odredi na osnovu izraza:
Lake metalne konstrukcije P08-26
1≤RdV
Ed
MM
,
Savijanje i aksijalna sila
Kod obostrano simetričnih otvorenih poprečnih presekaoba sledeća uslova moraju da budu zadovoljena:
Lake metalne konstrukcije P08-27
η0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ η0 ≤ 2
ξ0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ ξ0 ≤ 1,56
γ0 =1 ili alternativno ali 1 ≤ γ0 ≤ 1,56
ω0=1 za poprečne preseke bez lokalnih šavova!
Vrednosti koeficijenta ω0 za slučaj lokalnog zavarivanja
Kada se uticaj lokalnog zavarivanja prostire u podužnom pravcu na dužini ne većoj od najmanje širine elementa, za graničan napon treba da se usvoji redukovana čvrstoća, , pa je:
Kada se uticaj lokalnog zavarivanja prostire u podužnom pravcu na dužini većoj od najmanje širine elementa, za graničan napon treba da se usvoji , pa je:
Lake metalne konstrukcije P08-28
Monosimetrični I preseci
Lake metalne konstrukcije P08-29
Interaktivne formule date za obostrano simetrične poprečne preseke mogu da se koriste i za monosimetrične poprečne preseke, uz sledeće korekcije:
Ako momenat savijanja i aksijalna sila daju napon istog znaka u široj nožici.
Ako momenat savijanja i aksijalna sila daju napon istog znaka u užoj nožici.
Šuplji i puni poprečni preseci
Lake metalne konstrukcije P08-30
gde je ψ =1,3 za šuplje profile i ψ =2,0 za pune profile.
Alternativno može da se usvoji da je: ψ =αyαz , ali 1≤ ψ ≤ 1,3 za šuplje profile, odnosno 1≤ ψ ≤ 2 za pune profile.
Savijanje, smicanje i aksijalna sila
Kada na poprečni presek istovremeno deluju moment savijanja, aksijalna sila i smičuća sila (VEd>0,5VRd) proračun nosivosti poprečnog preseka se sprovodi sa redukovanim naponom na delu površine smicanja:
redukovana granica razvlačenja
Lake metalne konstrukcije P08-31