Tērauda konstrukciju savienojumi un to aprēķina...
Transcript of Tērauda konstrukciju savienojumi un to aprēķina...
Tērauda konstrukciju savienojumi un to aprēķina principi
Skrūvētu un metinātu savienojumu projektēšana
Tipveida savienojumu projektēšana
Semināra 3. daļa
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
1
Savienojumi
LVS EN 1993-1-8:2005/AC:2009
3. Eirokodekss. Tērauda konstrukciju projektēšana. 1-8. daļa: Savienojumu
projektēšana
2
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Nesošo rāmju un savienojumu klasifikācija
• Pagrieziena stingums Elastīgā globālā analīze (elastic)
• Stiprība Stingi-plastiskā analīze
(rigid-plastic)
• Pagrieziena stingums
• Stiprība Elastīgi – plastiskā
analīze(elastic plastic) 3
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Nesošo rāmju un savienojumu klasifikācija
4
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
5
Savienojumu klasifikācija
Nesošo rāmju un savienojumu klasifikācija
Nesošais rāmis (elastīgā globālā analīze) Savienojums
Stings (continuous) Iespīlējums (rigid)
Daļēji - stings (semi- continuous) Daļēji - stings (semi – rigid)
Rāmis ar locīklām (simple) Nomināla locīkla (nominally pinned)
Izvilkums no EN 1993-1-8 tab. 5.1
1 – stings mezgls 2 – daļēji stings 3 – nomināla locīkla
6
Grafiks no “Design of Structural Connections to Eurocode 3 – Frequently Asked Questions”
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Komponenšu metode
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
7
Metodes pamatlicējs : Zoetemeijer P. (DELFT Universitāte)
Komponenšu metode
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
8
Komponenšu metode
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
9
Metodes pamatlicējs : Zoetemeijer P. (DELFT Universitāte)
Attēls no Prof. František Wald prezentācijas Helsinku tehnoloģijas universitātē “DESIGN OF STRUCTURAL CONNECTIONS TO EUROCODE” 2007. g.
Kolonnas – sijas savienojuma stingums
E – elastības modulis z- plecs m- stinguma attiecība (1)
k – stinguma koeficents
Skrūvju šķērsdeformācijas un
pagarinājums
Kolonnu plauktiņu deformācija
Kolonnu sieniņas un citu mezglu elementu
deformācijas 10
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Tērauda konstrukciju savienojumi un to aprēķina principi
Skrūvētu un metinātu savienojumu projektēšana
Tipveida savienojumu projektēšana
Semināra 3. daļa
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
11
Metināti savienojumi
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
12
Shēma no The Steel Construction Institute “STEEL DESIGNERS MANUAL” 7th edition
Metināti savienojumi
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
13
Shēma no The Steel Construction Institute “STEEL DESIGNERS MANUAL” 7th edition
a3mm
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
14
4.5.3.2. Virziena metode (directional method)
• Spēki uz garuma vienību tiek sadalīti komponentēs
4.5.3.3. Kaktu šuves metinājumu aprēķina
pretestības noteikšanas vienkāršotā metode
• Dota aprēķina pretestība Fw,Rd uz garuma vienību (neatkarīgi no šuves aprēķina plaknes)
Metināti savienojumi – aprēķinu metodika
4.5.3.2. Virziena metode
a- aprēķina katete fu – vājākā savienojamā elementa raksturīgā pārejošā pretestība βw- koeficents, kas atkarīgs no tērauda klases (no 0,8-1,0) γM2 – NA noteikts drošības koeficents (1,25)
15
un
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
4.5.3.3. Kaktu šuves metinājumu aprēķina pretestības noteikšanas vienkāršotā metode
• Šuves stiprība:
fvw,d
16
a- aprēķina katete fu – vājākā savienojamā elementa raksturīgā pārejošā pretestība βw- koeficents, kas atkarīgs no tērauda klases (no 0,8-1,0) γM2 – NA noteikts drošības koeficents (1,25)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
17
Metināti savienojumi – aprēķinu metodika
Rokas metināšanas gadījumā iegūto šuvju pretestības salīdzinājums
Metinātas šuves efektīvais garums Dubult “T” profiliem:
18
Cauruļprofiliem un “U” veida profiliem:
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Garas metinātas šuves
Ja metinājuma
šuve ir garāka
par 150a
šuves stiprībā
jāsamazina
19
Grafiks no “Design of Structural Connections to Eurocode 3 – Frequently Asked Questions”
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
Skrūvēti savienojumi
Tabula no The Steel Construction Institute “STEEL DESIGNERS MANUAL” 7th edition
*Latvijas gadījumā visur “BS” vietā “LVS”
Skrūvēti savienojumi Šķērspēku uzņemoši savienojumi:
A kategorija - iepriekšējs spriegojums vai kāds cits nodrošinājums kontaktvirsmām nav nepieciešams
B kategorija - slīde nedrīkst rasties ekspluatējamības robežstāvoklī; iepriekšsaspriegtas
C kategorija – slīdei nedrīkst rasties jau nestspējas robežstāvoklī ;iepriekšsaspriegtas
Stiepi uzņemoši savienojumi: D kategorija - iepriekšējs spriegojums nav nepieciešams
E kategorija - šajā kategorijā ir jāpielieto iepriekš spriegotas bultskrūves 8.8 un 10.9 ar kontrolējamu spriegojumu
21
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Skrūvēti savienojumi
22
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
23
Skrūvēti savienojumi
24
Skrūvēti savienojumi
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Skrūvēti savienojumi
Biezi savienojumi:
Gari savienojumi:
25
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Skrūvēti savienojumi Bloka izraušana šķērsspēka vai ass spēka ietekmē §3.10.2 no EN1993-1-8:
26
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Skrūvēti savienojumi
Ekvivalentā “T statņa” (T - stub) princips §6.2.4 no EN1993-1-8: (Ekvivalentais T-veida savienojums stiepē)
Kolonnas plauktiņu liecē
Gala plātni liecē
Plauktiņa leņķi liecē (flange cleat)
Balsta plātni liecē ass spēka iedarbē
27
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
“T” stub princips
28
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
29
“T” stub princips
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
30
“T” stub princips
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Tērauda konstrukciju savienojumi un to aprēķina principi
Skrūvētu un metinātu savienojumu projektēšana
Tipveida savienojumu projektēšana
Semināra 3. daļa
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
31
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
32
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
-Skrūves škērspēka ietekmē
-Gala plātnes nestspēja
-Balstošā elementa nestspēja
-Gala plātne šķērspēka ietekmē (gross)
-Gala plātne šķērspēka ietekmē (netto)
- Gala plātne šķērspēka ietekmē (netto)
-Gala plātne liecē
-Sijas sieniņa šķērspēka ietekmē
-Skrūves stiepē
-Gala plātne liecē
-Balstošais elements liecē
-Sijas sieniņa stiepē
33
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
34
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
“European recommendations for the design of simple joints in steel structures”
35
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
“European recommendations for the design of simple joints in steel structures”
36
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Līga Gaile. Vienkārši par EC3. 2010. gada jūlijs
37
“European recommendations for the design of simple joints in steel structures”
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Jānodrošina, ka plātne sāk plūst, pirms skrūvju vai metinājuma straujas sabrukšanas Jānodrošina vismaz viens no nosacījumiem: Metinājuma katetei jāizpilda nosacījums:
-skrūves diametrs
-plātnes biezums
-kolonnas plauktiņa biezums
-plātnes plūstamības robeža
-kolonnas plauktiņa pl. rob.
-skrūves stiprība
38
“European recommendations for the design of simple joints in steel structures”
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Pārbaude Komentāri
Skrūves škērspēka ietekmē* Tab. 3.4 no EN1993-1-8
Gala plātnes nestspēja* Tab. 3.4 no EN1993-1-8
Balstošā elementa nestspēja Tab. 3.4 no EN1993-1-8
Gala plātne šķērspēka ietekmē (gross) §6.2.6 no EN 1993-1-1
Gala plātne šķērspēka ietekmē (netto) §6.2.6 no EN 1993-1-1
Gala plātne šķērspēka ietekmē (bloka izraušana) §3.10.2 no EN1993-1-8
Sijas sieniņa šķērspēka ietekmē* §6.2.6 (2) no EN1993-1-1
Skrūves stiepē Tab. 3.4 no EN1993-1-8
Gala plātne liecē* §6.2 no EN 1993-1-8
Balstošais elements liecē §6.2 no EN 1993-1-8
Sijas sieniņa stiepē Tab. 3.4 no EN1993-1-8 39
Skrūvēti savienojumi – nominālas locīklas piemērs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
40
Skrūvēti savienojumi
Locīklu savienojumu aprēķinu metodika ar piemēriem apkopota:
• “Green book” UK
• “Blue book” DE
• ECCS* TC10
(European Recommendations for the Design of Simple Joints in Steel Structures)
*ECCS – European Convention for Constructional Steelwork
Stingi savienojumi
41
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
42
Skrūvēti savienojumi
Stingu savienojumu aprēķinu
metodika ar piemēriem:
• “Green book” UK
(izdota 2013)
• Skrūvēti savienojumi kolonna – sija
• Metināti savienojumi kolonna – sija
• Stingi savienojumi sija – sija, kolonna – kolonna
• Kolonnu bāzes
Kolonnu balstmezglu stingumu ietekmējošie faktori
Balsta plātne
Pamatu stingums
Pamata – grunts mijiedarbība
Grunts
43
Balsta mezgli
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Balsta mezgls (locīkla)
44
NCCI: Design model for simple column bases- axially loaded I section columns (SN037)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Balsta mezgls (locīkla)
45
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
46
Balsta mezgls (locīkla)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Balsta mezgls (locīkla)
47
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
48
Balsta mezgls (stings)
NCCI: Design of fixed column base joints (SN043)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Kopņu mezgli • Atļauts uzskatīti, ka režģa elementi pie kopnes joslas pievienoti
ar locīklveidā
• Momentus no slodzes (transverse loads), kas pielikta joslām nav jāpārdala uz režģa elementiem un otrādi
• Kopnes joslas var tikt uzskatītas par nepārtrauktiem elementiem ar kas vienkārši nobalstīti (simple supports) pabeļu vietās
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
49
Kopņu mezgli
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
50
Kopņu mezgli - ekscentritātes
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
51
• atļauts neievērtēt stiepto joslu un režģa elementu aprēķinā
• Atļauts neievērtēt kopņu mezglu aprēķinā, ja izpildās sekojošās prasības:
e- ekscentritāte h0 – joslas šķērsgriezuma augstums d0 – joslas šķērsgriezuma diametrs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
52
Kopņu mezgli
http://www.cidect.org/en/Software/
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
53
Kolonnu montāžas mezgli 6.2.7. Sijas kolonnas un siju savienojumu plākšņu momenta aprēķina pretestība 6.2.7.1. Vispārīgā daļa (13), (14)
min,,,,
min,,,,
%5.2
%25
RdcEdzy
RdcEdzy
VV
MM
kolonnāEdelementisvienojumaEd NN ,, %25
• Bezmaksas iespējas:
• Publiski pieejama palīg informācija (NCCI) un programmatūra, kas sagatavota EC vieglākai ieviešanai praksē
• Latvijā izdota un publiski pieejama palīg informācija
• Iespēja dot prakses vietas studentiem, savos uzņēmumos (mācību programma RTU saskaņā ar EC sistēmu)
• Mācību grāmatas un rokasgrāmatas:
• Pieejams plašs ārzemju autoru grāmatu klāsts ar aprēķinu piemēriem visu konstrukciju projektēšanai
• Pieejamas Latvijas mācībspēku grāmatas galveno konstruktīvo elementu projektēšanai
54
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
55
Noderīgi, sākot strādāt ar EC3! Jāatceras, ka šo literatūru pamatā ir UK NA!
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā
56
Skatīt kopā ar aktuālajām EC redakcijām!
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā
http://bk.bf.rtu.lv/lv/macibu-materiali 57
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā – EC0+EC1+EC3
58
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā – EC3
59
http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/showpage.php?id=332#EN1993
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
60
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā – EC3 http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/EurocodeSoftW.htm
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā – EC3 un EC4
3. E
iro
kod
ekss
(le
kto
re L
. Gai
le)
61
http://www.access-steel.com/
http://www.steel-ncci.co.uk/Clauses/List-NCCIs (http://steelbiz.org/)
20
13
.11
.15
.
Palīdzība praktiskajā EC ieviešanā – EC3 un EC4
62
http://www.access-steel.com/
http://www.steel-ncci.co.uk/Clauses/List-NCCIs
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
Noderīgi
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
63
The Steel Construction Institute (SCI): www.steel-sci.org The British Constructional Steelwork Association: www.steelconstruction.org CORUS: www.corusconstruction.com
SteelConstruction.info The free encyclopedia for UK steel construction information
http://people.fsv.cvut.cz/~wald/CESTRUCO/_aa_Tools_for_Connection_Design.htm
PALDIES! Sakārtosim mūsu profesionālo vidi kopā!
Šī prezentācija ir pieejama Latvijas Būvkonstrukciju Projektētāju Asociācijas (LBPA) mājas lapā – www.lbpa.lv
20
13
.11
.15
. 3
. Eir
oko
dek
ss (
lekt
ore
L. G
aile
)
64