Page 34 - Konstrukcje Stalowe Nr 142
P. 34
DZIAŁ NAUKOWO-TECHNICZNY
Katarzyna Ciesielczyk, Bartłomiej Przestrzelski
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Maciej Szumigała
Politechnika Poznańska, Instytut Konstrukcji Budowlanych Zakład Konstrukcji Metalowych, Betonowych i Drewnianych
Analiza po ączeń doczo owych
w oparciu o Eurokod 3
Śrubowe połączenia doczołowe elementów jące się poniżej zaleca się rozważać jako przenoszące siły ścina-
dwuteowych według Eurokodu 3 jące w połączeniu.
Połączenia są słabymi punktami w konstrukcjach stalowych, Rozważając styki montażowe, tj. styk belka – belka, należy
samo zagadnienie jest bardzo złożone a trudności pojawia- pominąć części podstawowe dotyczące słupów.
ją się zarówno na etapie projektowania, jak i montażu. Ważne
jest, aby projektując połączenia, uwzględnić wiele czynników, Sztywność
takich jak: nośność; sztywność – niebywale istotna w przypad- Modelem obliczeniowym do sprawdzenia sztywności węzła
ku spełnienia warunków użytkowania obiektu; wykonawstwo
– możliwość wprowadzenia elektrody w połączeniach spawa- jest model sprężynowy. Główną zasadą obliczeń w takim mode-
nych, przyłożenia klucza w połączeniach śrubowych oraz inne. lu jest wydzielenie części podstawowych połączenia i określe-
Informacje zawarte w obowiązujących normach europejskich, nie ich współczynników sztywności, które znajdują się w tablicy
tak zwane Eurokody, dotyczące konstrukcji stalowych szcze- 6.11 normy [3]. W przypadku śrubowego połączenia doczołowe-
gółowo opisują proces projektowania prostych połączeń ele- go rygla ze słupem wyznacza się następujące współczynniki:
mentów dwuteowych choć pomijane są tak istotne kwestie jak • współczynnik sztywności środnika słupa w warunkach ści-
skosy między belką i słupem lub połączenia z więcej niż dwoma
rzędami śrub. nania;
• współczynnik sztywności środnika słupa w strefie ściska-
Obliczanie węzłów doczołowych
według PN-EN 1993-1-8 nia;
• w spółczynnik sztywności środnika słupa w strefie rozcią-
Nośność
Na wstępie należy określić kategorię projektowanego połą- gania;
• w spółczynnik sztywności pasa słupa zginanego w strefie
czenia. Norma [3] klasyfikuje połączenia doczołowe na dwie
kategorie: Połączenia niesprężane – D oraz sprężane – E. Połą- rozciągania;
czenia doczołowe sprężane zaleca się stosować w konstrukcjach • w spółczynnik sztywności blachy czołowej zginanej w stre-
poddanych obciążeniom dynamicznym, używając śrub klasy 8.8
oraz 10.9. Kolejnym krokiem po określeniu kategorii jest okre- fie rozciągania;
ślenie części podstawowych węzła, informacja ta znajduje się • współczynnik sztywności w przypadku śrub rozciąganych.
w punkcie 6.2.7.2 normy [3]. Zostały one spisane poniżej:
• środnik słupa poddany rozciąganiu siłami poprzecznymi Po określeniu wszystkich współczynników sztywności należy
określić efektywne współczynniki sztywności każdego szeregu
(6.2.6.3, norma [3]); śrub dla części rozciąganych.
• p as słupa zginany wskutek oddziaływań sił poprzecznych
keff ,r = 1
(6.2.6.4, norma [3]);
• b lacha czołowa zginana w strefie rozciągania (6.2.6.5, nor- ∑i 1
ki
ma [3]);
• środnik belki rozciągany (6.2.6.8, norma [3]). Następnie trzeba wyznaczyć zastępcze ramię dźwigni oraz za-
stępczy współczynnik sztywności:
Nośności powyższych elementów węzła oblicza się w opar-
ciu o model zastępczego króćca teowego w strefie rozciągania zeq = ∑ k1 eff ,i ∗ hr2i
(6.2.4, norma [3]). Obliczenia należy wykonać dla każdego sze- ∑ k1 eff ,i ∗ hri
regu śrub oraz grup szeregów jeżeli występują. Następnie należy
dokonać redukcji nośności szeregów śrub ze względu na poniż- keq = ∑ 1keff ,i ∗ hri
sze warunki: zeq
• środnik słupa ściskany siłami poprzecznymi (6.2.6.2, nor-
Na tym etapie można przystąpić do obliczenia początkowej
ma [3]); sztywności obrotowej, którą wykorzystuje się do klasyfikacji wę-
• ś rodnik słupa ścinany (6.2.6.1, norma [3]); zła ze względu na sztywność.
• p as i środnik belki ściskane (6.2.6.7, norma [3]);
• s uma nośności indywidualnych szeregów śrub tworzących S j,ini = E ∗ z2
grupę, nie może przekraczać nośności grupy szeregów śrub ∑i 1
rozważanej jako całość. ki
Obliczenia należy przeprowadzać na szeregach śrub rozciąga-
nych, zwykle powyżej połowy wysokości rygla. Łączniki znajdu- Ramię dźwigni wyznacza się zgodnie z rysunkiem 6.15 nor-
my [3].
Sztywność obrotowa węzła wyrażona jest wzorem:
Sj = S j,ini
µ
34 KONSTRUKCJE STALOWE 5/142
10.2016
