4. Szerkezeti kapcsolatok méretezése 4.1. Kapcsolatok kialakítása és méretezési elvei Kapcsolatok kialakítása, osztályozása

Átírás

1 4. Szerkezeti kapcsolatok méretezése 4.. Kapcsolatok kialakítása és méretezési elvei 4... Kapcsolatok kialakítása, osztályozása Fnkció szempontjáól az acélszerkezetek kapcsolatai között szokás eszélni illesztésről, amely jelentős iránytörés nélküli kapcsolatot, lényegéen tehát tolást jelent, esetleges szelvényváltással; ekötésről, amely a húzott vagy nyomott rak (jellemzően rácsos tartók rújai) végén lévő kapcsolatokat jelenti, amelyekkel a szomszéos szerkezeti elemekhez kapcsolónak; szűke értelemen vett kapcsolatról, amely az összes töi lehetőséget magáan oglalja (iránytöréses kapcsolatok: pélál oszlop gerena kapcsolat, oszlop alaptest kapcsolat st.). Az acélszerkezetek kapcsolatait kialakítás szempontjáól két nagy csoporta szokás sorolni. A hegesztett kapcsolatokan az igényevételek átaása elsőlegesen hegesztési varratokon keresztül történik, míg a mechaniks kapcsolatokan elsőlegesen mechaniks kötőelemekkel. Ez tóiak leggyakraan használt megjelenési ormája a csavarozott kapcsolat, e különösen régei szerkezeteken gyakran találkoznk szegecselt kapcsolatokkal is. E jegyzeten a hegesztett és a csavarozott kapcsolatokra vonatkozó tnivalókat tekintjük át. A kapcsolatok a hegesztési varratok, illetőleg a mechaniks kötőelemek mellett gyakran tartalmaznak még egyé alkotóelemeket, amelyek leggyakraan lemezek, ritkáan iomacélaraok vagy más elemek. E kiegészítő elemeket nkciójk és erőjátékk alapján különözőképpen nevezzük, így különösen eszélünk heveerlemezekről, átkötőlemezekről, homloklemezekről, csomólemezekről és éléslemezekről, heveerként használt iomacélról, övekötő szögacélról st. A heveerlemez olyan lemezelemet jelent, amelynek elsőleges célja az anyagi olytonosság iztosítása lehetőleg oly móon, hogy a heveerlemezen azonos jellegű eszültségek keletkezzenek, mint a kapcsolni kívánt szerkezeti elemen (így a húzott rak illesztéséen használt heveerlemezek is húzottak, a hajlított elemek illesztéséen használt heveerlemezek hajlítottak st., azonan sohasem hajlítottak a saját síkjkra merőlegesen). A heveerlemez minig két, azonos jellegű (e esetleg enyhén eltérő méretekkel renelkező) szerkezeti elem iránytörés nélküli összekapcsolását valósítja meg. Ha a heveerlemez csavarozott kapcsolatan orl elő, akkor a csavarokan minig nyírási igényevétel lép el. Az átkötő- vagy ekötőlemez a heveerlemezhez hasonló erőjátékú lemez, amely azonan jellemzően iránytöréses kapcsolatokan használatos. Csavarozott kapcsolat esetén a csavarok ilyenkor is nyírtak. A homloklemez egy iomacél végére, az iomacél tengelyére merőlegesen vagy közel merőlegesen elhegesztett lemezt jelent, amely aztán általáan csavarokkal egy másik szerkezeti elem sík elületéhez (pélál I szelvény övlemezéhez) kapcsolóik. A homloklemez jellemzően saját síkjára merőleges irányú hajlítást kap igényevételként, és a kapcsoló csavarok jellemzően húzottak. A homloklemez különleges megjelenési ormája az oszlopok alsó végén alkalmazott, a eton alaptesttel való kapcsolatot iztosító talplemez. A csomólemez a rácsos tartókan, illetve rácsos tartóként műköő rácsozásokan előorló lemezelem, amelynek elaata a különöző irányól érkező rak összekapcsolása. Minig valamelyik szerkezeti elemre előzetesen elhegesztik, maj a ekötött rúhoz csavarozással vagy hegesztési varrattal kapcsolják. Terv szerint minig saját síkjáan kap igényevételt. A éléslemez olyan lemez, amelyet elsősoran helykitöltés céljáól alkalmaznk. Statikai nkciója nincs, cspán azt iztosítja, hogy a vele párhzamosan elhelyezkeő, összekapcsolanó lemezek kellő távolságan marajanak egymástól. Felhasználáskra péla, amikor különöző vastagságú lemezeket tolnk, és a vastagságkülönséget éléslemezzel hialjk át. 9

2 Ami a hegesztési varratokat illeti, az Erocoe 3 ötéle varratot különöztet meg: a sarokvarratot, a tompavarratot, a telivarratot, a lykperemvarratot és a horonyvarratot. Leggyakraan az első két kategória orl elő. A sarokvarrat két egymásra merőleges (e legaláis 6 és ok közötti szögen hajló) elület összekapcsolására szolgál, a tompavarrat peig egy lemez vastagsága mentén kialakított hegesztési varratot jelent. A különöző varratormákról és elnevezésekről szép összeoglalást találnk a []-en 4-47.o. Kiegészítésképpen annyit éremes megjegyezni, hogy a sarokvarrat készülhet szakaszos sarokvarrat ormájáan is; a tompavarrat peig attól üggően, hogy a varrat a kapcsolt lemez teljes vastagságára kiterje-e vagy sem készülhet teljes eolvaású vagy részleges eolvaású tompavarratként. A telivarrat (4.. ára) olyan varratot jelent, amellyel két, egymással párhzamosan elhelyezkeő és egymásra elekvő lemezt oly móon kapcsolnk össze, hogy az egyik lemezen elkészített, k. csavarlyk méretű ratot teljes egészéen kitöltünk heganyaggal. Ilyen varratot nem szaa alkalmazni a lemezek síkjára merőleges húzóerő továítására (tehát húzott csavar helyett); alkalmazható azonan a lemez síkjára műköő erők átaására, illetőleg a lemezek szétválásának megakaályozására (amely aott eseten korrózióvéelmi szempontól vagy nyomott és/vagy nyírt lemezek esetén a lemezhorpaás megakaályozása érekéen lehet ontos). A lykperemvarrat (4.. ára) a telivarrathoz hasonlít, cspán annyi az eltérés, hogy a ratot nem teljes egészéen töltjük ki heganyaggal, hanem a rat alsó peremén készítünk köremenő sarokvarratot (eől következik, hogy általáan nagyo rat szükséges, mint telivarrat esetén). 4.. ára: Lykperemvarrat és telivarrat. A horonyvarrat azt a két hosszanti varratot jelenti, amelyeket a sík lemezre elektetett, kör keresztmetszetű tömör szelvény és a lemez között lehet kialakítani. 9

3 4... Kapcsolatok méretezési elvei Een a ejezeten a továiakan áttekintjük, hogy hogyan kell az egyszerű kialakítású, hegesztett és csavarozott kapcsolatokat az Erocoe 3 előírásai alapján méretezni. Külön kiemelést éremel, hogy az itt megaott képletek csak statiks terhelés esetén érvényesek (tehát a inamiks terheket és a árasztóterhelést kizárjk). A kapcsolatok méretezéséen az Erocoe újajta szemléletmóot kíván evezetni, amely azonan nem eltétlenül jelenti, hogy a traicionális szemléletmóot el kell vetni. Mielőtt az egyszerű kötések méretezésének részletkéréseit áttekintenénk, talán éremes pár szóan összeoglalni a kétéle megközelítésmó közötti különséget. A traicionális megközelítésmó különválasztja a teljes szerkezet (azaz a tartószerkezeti elemek: oszlopok, gerenák st.), illetőleg a kapcsolatok méretezését, olyannyira, hogy egyes országokan a két tervezési lépés izikailag is különválik, amennyien a kapcsolatokat a kivitelező vállalat tervezi meg. Tehát először meg kell tervezni az aott tartószerkezetet, maj peig annak kapcsolatait vagy mértékaó igényevételekre, magyarán azokra a első erőkre és nyomatékokra, amelyek a tartószerkezet statikai számításáól kiaónak, vagy peig határigényevételre, azaz akkora első erőkre és nyomatékokra, amekkorát a kapcsolt szerkezeti elemek képesek elvenni. Een a megközelítésmóan a kapcsolatok tervezése során tlajonképpen kétéle kérést kell megválaszolni: hogyan lehet a tervezési (mértékaó vagy határ) igényevételől kiszámolni az egyes kötőelemekre, illetőleg a kapcsolat egyes alkotóelemeire (pl. alkotó lemezekre) jtó erőket; hogyan kell ezek tán ezeket a kötőelemeket és alkotóelemeket ellenőrizni a meghatározott igényevételekre. Az úja megközelítésmó az előzővel szemen nem választja külön a kétéle kérést, hanem azokat egységesen kezeli. Másik jellegzetessége, hogy az iealizált (olytonosságot iztosító vagy teljes olytonossági hiányt előiéző) viselkeésű kapcsolatok mellett lehetőség nyílik a közenső viselkeésű kapcsolatok alkalmazására, aminek elsősoran az az előnye, hogy a széles választékól kiválasztható a gazaságos megolás. Sematiksan és leegyszerűsítve a tervezési olyamat ekkor a következő lépésekől áll:. Első lépésen valamilyen szempont alapján el kell önteni, milyen kapcsolattípst választnk. A öntés alapja általáan nem elsősoran statikai, hanem gazaságossági és elkészíthetőségi (gyárthatósági, szerelhetőségi st.) szempontok együttese lehet.. A kiválasztott kapcsolattíps alapján valamilyen előtervezést kell végezni a szerkezetre, amelynek ereménye egy közelítés a szerkezeten szereplő szelvényekre és valamiéle közelítés a kapcsolatok úgynevezett mechanikai jellemzőire: merevségére és szilárságára. 3. A kapcsolat közelítő mechanikai jellemzői (merevsége és szilársága) alapján pontosíthatók a szerkezeti elemek, maj a pontosított szerkezeti elemekkel a kapcsolatok részletese vizsgálata végezhető el: megtervezhető a végleges, részletes kialakítás, és pontosíthatók a mechanikai jellemzők. 4. Ez a részletes vizsgálat az esetek legtöjéen igazolja a közelítő mechanikai jellemzők használatának jogosságát, e ha mégsem, akkor vissza kell térni a 3. lépésre. A tervezési olyamat ő jellegzetessége tehát, hogy a tartószerkezet tervezése és a kapcsolatok tervezése párhzamosan olyik, és minkettő kihat a másikra. A kapcsolatok vonatkozásáan a következő kéréseket kell megválaszolni: ki kell tni választani azt a kapcsolati kialakítást, amely gazaságos és szerelhető; ennek meg kell tni határozni közelítő mechanikai jellemzőit; 9

4 maj a részlettervezés során meg kell tni állapítani a kapcsolat mechanikai jellemzőit, most már megízhatóan korrekt értékkel. Mint a tervezési olyamatól látszik, ez tói megközelítésmó alapvetően onyollta, a teljes szerkezet viselkeésével jelentős kölcsönhatásan lévő kapcsolatok, elsősoran nyomaték átaására tervezett kapcsolatok esetén releváns. Más kapcsolatok esetén, e sokszor e kiemelt jelentőségű kapcsolatoknál is, a traicionális megközelítésmó szerint célszerű eljárni. Eől következik, hogy az úja megközelítésmó nem ogja nem is ez a célja kiszorítani a régi mószert, cspán a kapcsolatok egy meghatározott köréen kínál izonyos szempontól potenciálisan előnyöse alternatívát. Een a ejezeten elsősoran a traicionális megközelítésmó kapcsán eltett másoik kérésre ajk meg a választ. Mielőtt ee eleognánk, pár szóan vázoljk el az első kérésre aanó választ. Ami tehát azt a kérést illeti, hogy hogyan kell a tervezési igényevételekől meghatározni az egyes kapcsolati alkotóelemekre jtó erőket (vagy másképpen, hogyan kell szétosztani a külső erőket a kapcsolati alkotóelemek között), általánosságan elmonható, hogy négyéle eltételt kell szem előtt tartani: az egyensúlyi eltételt: a külső igényevételek és a kötőelemeken eltételezett első erők legyenek egyensúlyan; a kompatiilitási eltételt: a első erőkhöz tartozó alakváltozások legyenek önmagkan következetesek és valamilyen anyagtörvény révén tartozzanak valamilyen gloális elmozlásmezőhöz; a szilársági eltételt: a kötőelemeken eltételezett első erők ne halaják meg a kötőelem teherírását; a ktilitási eltételt: a kötőelemeken eltételezett alakváltozások ne halaják meg a kötőelem alakváltozási képességét. Az előzőeken elsorolt négy eltétel közül háromnak: az egyensúlyi, a szilársági és a ktilitási eltételnek minig kötelező a etartása. Annak alapján, hogy a maraék kompatiilitási eltételt etartjk-e, és ha igen, miképpen, meg szokás különöztetni a következő méretezési eljárásokat: rgalmas eljárás, amelynek során etartjk a kompatiilitási eltételt, és a kötőelemeken az alakváltozások és a első erők között lineáris (rgalmas) összeüggést tételezünk el; reális képlékeny eljárás, amelynek során gyancsak etartjk a kompatiilitási eltételt, e a kötőelemeken az alakváltozások és a első erők között nemlineáris (pélál rgalmas képlékeny) összeüggést tételezünk el; egyszerűsített képlékeny eljárás, amelynek során nem tartjk e a kompatiilitási eltételt. Ez tói eset gyakran orl elő, különösen hegesztési varratok méretezésekor, és igen gyakran szolgáltat olyan ereményeket, amelyek alapján az aott kapcsolat megízhatóan méretezhető. e elejük azonan, hogy a ktilitási eltételt (tehát a szükséges alakváltozások elérhető voltát) ekkor is e kell tartani! em szaa azonan a rgalmas erőeloszlás elvétől eltérni akkor, ha úgynevezett C típsú (teherírási határállapotan megcsúszásnak ellenálló, ls. a 4... ejezet) csavarokat tervezünk; ha normál csavarok esetén (A vagy B típs) a csavar nyírási ellenállása nem halaja meg palástnyomási ellenállását ( F F ). v,r, R Tekintettel az előzőeken összeoglalt elvekre, hegesztési varratok és csavarok között általáan nem szaa gyanazt az erőt megosztani (kivétel az úgynevezett hiri kapcsolat, azaz a hegesztési varrat és a megcsúszásnak ellenálló csavarkötés együttese). Ez természetesen nem 93

5 jelenti azt, hogy egy kapcsolatan vagy csak hegesztési varrat, vagy csak csavar szerepelhet más-más erő továítására, illetve gyanazon erő más-más alkotóelemek közötti továítására alkalmazható varrat, illetve csavar. Klassziks péla a helyes alkalmazásra a homloklemezes csavarozott oszlop gerena kapcsolat, amelyen a gerenáról a homloklemezre a hegesztési varrat, a homloklemezről az oszlopra a csavarok közvetítik min a nyíróerőt, min peig a hajlítónyomatékot. 94

6 4.. Csavarozott kapcsolatok ellenállása 4... Csavarozott kötések méretezési elvei A csavarozott kötések osztályai A csavarozott kötéseket a ennük szereplő csavarok erőjátékának megelelően az Erocoe 3 öt osztálya sorolja (A-tól E-ig). Az acélszerkezetek csavarozott kapcsolataian a csavarokat vagy nyíróerő, vagy húzóerő, vagy e kettő kominációja terheli; emellett a csavarok erőjátékára hatással van, hogy a csavar eszített-e vagy sem. A nyírt csavaroknak három osztályát különöztetjük meg: az A osztályú csavar nem eszített, ennek megelelően az erőátaás nyírás és palástnyomás révén valósl meg; a B osztályú csavar eszített, ezért az erőátaás az összeszorított elületek közötti súrlóás révén valósl meg, e csak a használhatósági határállapotan, míg a teherírási határállapotan a csavar nem eszítettként viselkeik, és az erőket nyírás és palástnyomás révén aja át. a C osztályú csavar eszített, és az erőátaás min a használhatósági, min peig a teherírási határállapotan az összeszorított elületek közötti súrlóás révén valósl meg. Megjegyzenő, hogy az Erocoe a B osztályú csavarokat használhatósági határállapotan megcsúszásnak ellenállónak, a C osztályú csavarokat peig teherírási határállapotan megcsúszásnak ellenállónak nevezi. A súrlóás révén történő erőátaás nyilván eltételezi, hogy az összeszorított elületek ne csússzanak el egymáson (míg a nem eszített csavar műköéséhez a megcsúszás elengehetetlen). A B és a C osztályú csavar esetén gonoskoni kell a súrlóó elületek alkalmas előkészítéséről. A húzott csavaroknak a következő két osztályát különözteti meg a szavány: a D osztályú csavarok nem eszítettek; az E osztályú csavarok eszítettek. Az erőátaás minkét eseten egyaránt a csavar húzása révén valósl meg. Feszített csavarokat húzott csavar esetén nagyo merevség iztosítása, illetőleg rezgésekkel vagy árasztóterheléssel szemeni kevező viselkeés miatt alkalmaznk. Ha egy csavar egyszerre húzott és nyírt (ez egyéként gyakran orl elő, pélál homloklemezes kapcsolatokan), akkor két osztálya van. A lehetséges párosítások: AD, BE, CE. A csavar és a rat Az Erocoe négyéle csavarlyktípst különöztet meg: normál csavarlykakat, túlméretes csavarlykakat, rövi hasíték lykakat és hosszú hasíték lykakat. Mi a továiakan minig eltételezzük, hogy normál csavarlykakat alkalmaznk. ormál csavarlykak esetén a lykhézag (azaz a ratátmérő és a rata kerülő csavar szárátmérője közötti különség) a csavar átmérőjétől ügg, és a következők szerint van szaályozva: M és M4 csavar esetén ; M6, (M8), M, M, M4 csavar esetén M7 és annál nagyo csavar esetén 3. Az előző elsorolás egyen tájékoztatást a a járatos csavarméretekről is (a jelölések a magyar gyakorlatan megszokottal egyeznek, tehát M a szárátmérőjű csavart jelöli). A csavarok szaványos geometriai aatait a 4.. tálázat oglalja össze. 9

7 A csavarok anyagának jelölése gyancsak megegyezik a magyar gyakorlattal. A következő csavarminőségeket szokás alkalmazni (a kevéssé gyakoriak zárójelek között szerepelnek): (4.6), (4.8),.6, (.8), (6.6), (6.8), 8.8,.9, (.9) A jelölésen az első szám a csavar szakítószilárságának karakterisztiks értékére ( ) tal (.6 csavar esetén MPa st.), míg a másoik szám a csavar olyáshatárának karakterisztiks értékét ( y ) aja meg a szakítószilársághoz viszonyítva (.6 csavar esetén y,6 3 MPa st.). A 4.. tálázat megaja a szaványos csavarok minazon geometriai jellemzőit, amelyeket az Erocoe szerinti számításokan elhasználnk. Az egyes jellemzők részletese magyarázatát elhasználásk helyén ajk meg. csavar M M4 M6 M8 M M M4 M7 M3 átmérő, ratátmérő, keresztmetszeti terület A, húzási eszültségkeresztmetszet A s, 84, tálázat: Csavarok legontosa geometriai jellemzői. átmérő a kigomolóás számításához m,, 3,7 4,6 9, 3,4 34, 38,8 44, 49,6 A csavarkép Csavarozott kötéseken a csavarok kiosztását tekintve minimális és maximális távolsági méretekhez kell igazoni, amelyeket a 4.. tálázat oglal össze. A minimális határok etartása a csavar teherírását leíró képletek érvényességéhez szükséges, a maximális határok peig elsősoran a kapcsolt lemezek egymástól való elválásának, illetve az eől ereő korróziós veszélynek a megelőzésére, valamint nyomott lemezeken a lemezhorpaás megakaályozására szükségesek. Ha sem korróziós veszély, sem peig a lemezhorpaás lehetősége nem áll enn, maximális határokhoz nem kell igazoni. A csavarok elrenezésének leírása során az Erocoe és a kapcsolóó szakiroalom a következő jelöléseket használja (4.. ára): a csavarszár átmérője a csavarlyk átmérője; e a szélső csavarlyk tengelyének távolsága az elem végétől, az erőátaás irányáan (rövien: végtávolság) e a szélső csavarlyk tengelyének távolsága az elem szélétől, az erőátaás irányára merőlegesen (rövien: széltávolság) p a csavarlykak tengelyének egymástól mért távolsága az erőátaás irányáan (osztásköz) p a csavarlykak tengelyének egymástól mért távolsága az erőátaás irányára merőlegesen (osztásköz). 96

8 Méret e Minimális távolság Maximális távolság E szerinti acélok, az E - szerinti acélok kivételével okozott korrózióveszély nincs okozott korrózióveszély E - szerinti acélok külön véelem nélküli acél e p, p, 4 + 4t max(8t, ) min(4t, ) min(4t, ) min(4t, 7 ),4 * 4.. tálázat: A vég-, szél- és osztástávolságok csavarozott kapcsolatokan. A már magyarázott jelöléseken túl t a vékonyaik kapcsolt lemez vastagsága. Az E - szerinti acélok okozottan ellenállnak a légköri korróziónak. A csavarlyksorok az erőátaás irányáan szietriksan eltolhatók; ekkor közenső csavarsorokan p -re okozott korrózióveszély esetén a tálázatan megaott érték kétszerese vonatkozik, míg a másik két eseten nincs maximális határ; gyanekkor a *-gal jelölt határ elére csökkenthető, eltéve, hogy a csavarok között mért legkise átlós távolság legalá,4 értékű. yomott lemezeken a maximális osztástávolságoknak (p, p ) és széltávolságnak (e ) a horpaás is határt sza. p e e e p p e a) ) e p p p e 4.. ára: A csavarkép leírására használt jelölések (a) és szietriksan eltolt csavarsorok (). A () szerinti eseten a nem szélső csavarsorokan az erőátaás irányáan a csavarok osztástávolságának maximális mérete kétszeresére növelhető a 4.. tálázatan megaott értéknek, illetőleg izonyos eltételek esetén (ls. a tálázathoz űzött magyarázatan) nincs maximális határ. em eszített csavarok ellenállása yírt csavarok ellenállása A nyírt csavarok tönkremenetele eltételezéseink szerint vagy a csavarszár elnyíróásával, vagy a csavarszár körül az alapanyag (ritkáan a csavarszár) palástnyomási ellenállásának kimerülésével következhet e. Ennek megelelően nyírt csavarok esetén a következő két ellenőrzést kell elvégezni: F F v,e v,r 97

9 ahol F F v,e,r F v, E a csavarra ható nyíróerő tervezési értéke; F a csavar nyírási ellenállásának tervezési értéke; v, R, R F a csavar palástnyomási ellenállásának tervezési értéke. A csavarok F v, R nyírási ellenállásának meghatározásához tni kell, hogy a csavarszár mely (a menetes vagy a menet nélküli) részéen műköik a nyírás, illetve azt, hogy hány nyírt sík van. n- szer nyírt csavar esetén, ha valamennyi nyírt sík a menet nélküli részen van, akkor a csavar nyírási ellenállása: F v,r, 6 n ahol a csavar anyagának szakítószilársága; A a csavarszár keresztmetszete (ez a mennyiség számítható a csavarátmérőől); M a képlékeny töréshez tartozó iztonsági tényező, amelynek a szaványan ajánlott értéke,. n-szer nyírt csavar esetén, ha valamennyi nyírt sík a csavar menetes részén hala át (az ilyen kialakítást célszerű kerülni), akkor a nyírási ellenállás: F v,r α v n ahol az előzőeken már megmagyarázott jelöléseken túl: α v a csavar anyagától üggő móosító tényező: 4.6,.6 vagy 8.8 anyagú csavar esetén α v,6, 4.8,.8, 6.8 és.9 anyagú csavar esetén peig α v, ; A s a csavar eszültség-keresztmetszete, értékét a 4.. tálázat aja meg. Ha a nyírt síkok vegyesen a menetes és a menet nélküli részen vannak, akkor az előző két képlet értelemszerű kominálásával lehet a csavar nyírási ellenállását meghatározni. Az M F, R palástnyomási ellenállást a következő képlet aja: F,R ahol az előzőeken már tárgyaltakon túl: k α M M A A s t az alapanyag szakítószilársága; a csavarszár átmérője; t az egy iránya elmozlni akaró lemezek összvastagsága közül a kiseik; α a csavarkép geometriájától üggő csökkentő tényező, amely egyen szükség esetén a csavar szakítószilárságának hatását is igyeleme veszi (jelöléseket ls. a ent): α min α ;, ; ahol az erőátaás irányáan szélső, illetőleg első csavarokra: 98

10 α e 3 p 3 4 ( szélső csavar) ( első csavar) k gyancsak a csavarkép geometriájától üggő csökkentő tényező; az erőátaásra merőleges irányan szélső, illetőleg első csavarokra: k e min, 8 p min, 4,7;,7;,, ( szélső csavar) ( első csavar) A képletekől látható, hogy a csavarkép változásával (a végtávolság, a széltávolság és az osztástávolság növelésével) izonyos határok között növelhető a palástnyomási ellenállás. Ezért, ha a palástnyomás a mértékaó, akkor a csavarképet lehetőség szerint úgy célszerű kialakítani, hogy az α értéke,, k értéke peig, legyen. Aan az eseten, ha a kapcsolat ún. hosszú kapcsolat, azaz az egyazon erő átvitelére tervezett kötőelemek közül az első és az tolsó távolsága (a kapcsolat L hossza) az erőátaás irányáan meghalaja a értéket, a csavarok F v, R nyírási ellenállását a következő csökkentő tényezővel kell móosítani (annak igyelemevételére, hogy ezeken a kötéseken az erők eloszlása már nem tekinthető egyenletesnek): L j β L, e β L, 7 Béléslemezek alkalmazása esetén, ha a éléslemezek t p teljes vastagsága meghalaja a kötőelemek szárátmérőjének /3-át, akkor az F v, R nyírási ellenállást a következő tényezővel kell csökkenteni: 9 β p, e β p, 8 + 3t p j Húzott csavarok ellenállása A húzott csavarok tönkremenetele vagy a csavar elszakaásával (húzási ellenállása kimerülésével), vagy az úgynevezett kigomolóási nyírási ellenállás kimerülésével következhet e. A kigomolóási ellenállás kimerülésekor a csavarej vagy a csavaranya alatt a kapcsolt lemez vastagsága mentén körhöz hasonló alakan elnyíróik, hasonlóan a vaseton lemezek átszúróásához. A helyesen kialakított kötéseken a csavar húzási tönkremenetele a mértékaó. A húzott csavar ellenőrzésekor a következő két eltétel teljesülését kell kimtatni: F F t,e F B t,e ahol F t, E a csavaran éreő húzóerő, F t, R a csavar húzási ellenállása, B p, R a csavar lemez együttes kigomolóási ellenállása. A csavar húzási ellenállását ( F ) a következő képlet aja: t, R t,r p,r 99

11 F t,r, 9 a képleten szereplő jelölések már ismerősek az előző szakaszól. A csavar lemez együttes kigomolóási ellenállását elvileg külön-külön ki kell számítani a csavarej és az anya alatt; a legtö eseten azonan szemléletől megállapítható, melyik a mértékaó (általáan az, amely alatt vékonya lemez van). Értéke a következő képletől számítható: B p,r, 6π ahol: m a csavarej vagy a csavaranya laptávolságának (eírt kör átmérője) és csúcstávolságának (köré írt kör átmérője) számtani közepe, ls. 4.. tálázat; t p a csavarej vagy az anya alatti lemez vastagsága; a lemez anyagának szakítószilársága. M m M A t s p Összetett igényevétellel terhelt (húzott és nyírt) csavarok ellenállása Ha egy csavart egyszerre terheli húzó- és nyíróerő ( F t, E és F v, E ), akkor a csavart egyrészt ellenőrizni kell külön nyírásra és külön húzásra, továá (mivel a nyírt síkokan nyíró- és húzóeszültségek egyszerre keletkeznek) ki kell mtatni egy továi eltétel teljesülését (a jelölések az előzőek szerintiek): Fv,E Ft,E +, F, 4F v,r A képlet elépítéséől következik, hogy a következő kiegészítő eltételeknek is teljesülniük kell: v,e t,r F F F F t,e F B t,e,r t,r p,r Súrlóásos eszített csavarok ellenállása yírt csavarok ellenállása yíróerővel terhelt csavarok esetén (amelyeket nyírt csavaroknak is hívhatnk, ár a csavarokan nem lép el nyíróeszültség), ha a csavarok eszítettek, az erőátaás oly móon valósl meg, hogy a eszített csavarok összeszorítják az érintkező elületeket, amelyek ezek tán súrlóás révén közvetlenül aják át az erőt. A súrlóás révén történő erőátaás eltétele, hogy az egy-egy csavarra számítható igényevétel ( F v, E ) ne halaja meg a csavar megcsúszási ellenállását ( F s, R ), azaz azt az erőt, amelynél a elületek közötti tapaási súrlóás megszűnik. Az Erocoe 3 szerint követelmény továá, hogy az F v, E csavarerő a csavar F, R palástnyomási ellenállását se halaja meg (a palástnyomási ellenállást a nem eszített csavarok esetéen tanlt móon kell meghatározni). A enti szakaszan megkülönöztettünk B és C kategóriájú kapcsolatokat a B kategóriáan a súrlóásos erőátaásnak csak a használhatósági határállapothoz tartozó terhekre, a C

12 kategóriáan peig a teherírási határállapothoz tartozó terhekre is műkönie kell. Ennek megelelően az egyes kategóriákra a következő ellenőrzések szükségesek (valamennyi jelölt mennyiség egyetlen csavarra vonatkozik): B kategória: Fv,E,ser Fs,R a használhatósági határállapothoz tartozó nyíróerő nem halaja meg a csavar használhatósági határállapothoz tartozó megcsúszási ellenállását; Fv,E Fv,R a teherírási határállapothoz tartozó nyíróerő nem halaja meg a csavar nyírási ellenállását (a nem eszített csavarokkal azonos móon); Fv,E F,R a teherírási határállapothoz tartozó nyíróerő nem halaja meg a csavar palástnyomási ellenállását (a nem eszített csavarokkal azonos móon); C kategória: Fv,E Fs,R a teherírási határállapothoz tartozó nyíróerő nem halaja meg a csavar teherírási határállapothoz tartozó megcsúszási ellenállását; Fv,E F,R a teherírási határállapothoz tartozó nyíróerő nem halaja meg a csavar palástnyomási ellenállását (a nem eszített csavarokkal azonos móon). Min a teherírási, min a használhatósági határállapothoz tartozó megcsúszási ellenállás arányos a csavar eszítőerejével, amelyet a számításokan a következő értékkel kell eltételezni (és a kivitelezési szavány szerint kivitelezéskor ekkora erőre kell meghúzni a csavarokat): F, 7 p,c ahol az előző szakaszhoz hasonlóan a csavar anyagának szakítószilársága, A s peig a csavar eszültség-keresztmetszete. A teherírási és a használhatósági határállapothoz tartozó megcsúszási ellenállás értékét (amely egy csavarra vonatkozik) egyaránt a következő összeüggés szolgáltatja: F s,r M 3 A k s n μ F ahol k s a lyktényező, amelynek értéke: - normál csavarlykakra,; - túlméretes lykakra,8; - rövi hasíték lykakra,8 vagy,76 attól üggően, hogy az erőátaás a hasíték lyk tengelyére merőleges vagy azzal párhzamos-e; - hosszú hasíték lykakra,7 vagy,63, gyancsak attól üggően, hogy az erőátaás a hasíték lyk tengelyére merőleges vagy azzal párhzamos-e. n a súrlóó elületek száma, μ a súrlóási tényező, amely a elület-előkészítési osztály üggvényéen van megava (ls. késő); M 3 peig a iztonsági tényező, amelynek értéke általáan, (ún. hiri kötéseken azonan,). s p,c ls. MSZ EV 9-:999, szakasz (4) ekezés

13 A súrlóási tényező szempontjáól négy elület-előkészítési osztályt (A, B, C és D) különöztetünk meg; az ezekhez tartozó súrlóási tényező renre,;,4;,3 és,. A elületelőkészítési osztályok: az A osztálya tartoznak a sörétezett vagy szemcseútt, e estetlen elületek; a B osztálya tartoznak a sörétezett vagy szemcseútt, maj estett elületek; a C osztálya tartoznak a rótkeézéssel vagy lángszórással tisztított elületek; a D osztálya peig a kezeletlen elületek tartoznak. Összetett igényevétellel terhelt (húzott és nyírt) csavarok ellenállása Húzóerő jelenléte esetén egyrészt ellenőrizni kell a csavarokat mint nem eszített csavarokat húzásra (húzási és kigomolóási ellenállás), továá vizsgálni kell nyírásra az előző (a) pontan tárgyalt móon, e a következő, móosított megcsúszási ellenállásokkal: B kategória esetén: C kategória esetén: k n μ ( F, F ) s Fs,R,ser p,c 8 M 3 k n μ t,e,ser ( F, F ) s Fs,R p,c 8 M 3 ahol F t,e, ser és F t, E a húzóerő tervezési értéke a használhatósági határállapotan, illetőleg a teherírási határállapotan. t,e

14 4... Húzott/nyomott elemek csavarozott kapcsolatai Een a ejezeten mintapélákat olnk meg a 4.. ejezeten ismertetett méretezési eljárás alkalmazásával húzott/nyomott elemek közötti csavarozott kapcsolatok kialakítására. A következő pélatípsokat mtatjk e egyszer- illetve kétszenyírt kapcsolatok esetén: átlapolt és heveeres kapcsolatok; rúszelvény ekötése csomólemezhez; I-szelvény illesztése. 4.. Péla Ellenőrizzük a 4.3. árán látható - méretű központosan húzott rú egyszer nyírt csavarozott illesztését E 4 k erőre! Alapanyag: S3 Csavarok: M4, 8.8 y 3, k/cm 6 y 64, k/cm 36, k/cm 8, k/cm A csavarkiosztás: - - e 4 E E p 7 e p E 4 E A keresztmetszet húzási ellenállása: 4.3. ára: A húzott rú illesztése. Húzott elemekre a húzóerő E tervezési értékének minen metszeten teljesíteni kell a következő eltételt: t,r E t, R értéke a 3.. Központosan húzott keresztmeszet 3.. péla 46,34 k > 4 k Megelel. t,r E A csavarok tervezési ellenállása: A nyírási ellenállás: Ha a nyírt elület a csavar menet nélküli részén hala át ( α v, 6 ), a nyírási ellenállás nyírt elületenként:, 4 π, 6 8 α v A F 4 v,r 73, 7 k, M 3

15 A palástnyomási ellenállás: F,R k α M t k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e, 8 7,, 8 7, 3, 68 k min 6 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min, α, erő irányáan közenső csavar p 7, α min, α,7 36 A palástnyomási ellenállás: - erő irányáan, szélső csavar F k α t,, 8 36, 4,,,,R, 7 M - erő irányáan, közenső csavar F k α t,, 7 36, 4,, 47,,R, M Min a hat csavar esetén a palástnyomási ellenállás a mértékaó. k k 4

16 A kapcsolat ellenállása: Mivel az F v,r nyírási ellenállás minen eseten nagyo a csavar F,R,i palástnyomási ellenállásánál így a kapcsolat ellenállását a palástnyomási ellenállások összegzéséől kapjk. A palástnyomási ellenállás szempontjáól 4 szélső és közenső csavart tartalmaz a kapcsolat, melyek összegezve. Σ F,R F,R, + F,R, 4, , 77, k Ellenőrzés: 4 4 k < ΣF 77, k A kapcsolat megelel. E,R Megjegyzés: - Könnyen elátható, hogy a kapcsolat 4 csavarral is megelelne: Σ F,R 4 F,R, 488, k > E 4 k - A ente leírt kapcsolat ellenőrzése során a csavarok tervezési ellenállásánál a palástnyomási ellenállás volt a mértékaó. Előorlhat, hogy egy kapcsolaton elül izonyos csavarokra a palástnyomási-, másokra a nyírási ellenállás a mértékaó. - A iztonság javára tett közelítésként a kapcsolat palástnyomási ellenállása a csavar legkise palástnyomási ellenállásáól is számítható. 4.. Péla Ellenőrizzünk az előző elaathoz hasonlóan egy -6 átlapolt csavarozott kapcsolatot! A kapcsolatot E 7 k húzóerő terheli, a csavarképet a 4.4. ára szemlélteti. Tételezzük el, hogy a nyírt elület a csavar menet nélküli részén hala át! Figyeljük meg a palástnyomási ellenállás számításának menetét! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M4, y 64, k/cm 8, k/cm A csavarkiosztás: -6-6 e 4 E E 7 7 p 7 p 7 e E 4 E 4.4. ára: A kapcsolat kialakítása.

17 A keresztmetszet húzási ellenállás: t,r min pl,r,r A M y A, 9 net M Ahol: - pl, R : a teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása. -, R : a csavarlykakkal gyengített szelvény törési tervezési ellenállása. A y 6, 3, pl,r 94, k, M ( 3, 6) Anet, 6 36,R, 9, 9 73, 3 k, M 73, 3 k > k A keresztmetszet húzásra megelel. t,r,r E 7 A csavarok tervezési ellenállása: A nyírási ellenállás: Ha a nyírt elület a csavar menet nélküli részén hala át ( α v, 6 ), a nyírási ellenállás nyírt elületenként:, 4 π, 6 8 α v A F 4 v,r 73, 7 k, M A palástnyomási ellenállás: F,R k α M t k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e, 8 7,, 8 7, 3, 68 k min 6 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar p 7 4 7,, 4 7,, 34 k min 6 k,34, 6

18 α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min, α, erő irányáan közenső csavar p 7, α min, α,7 36 A palástnyomási ellenállás: A csavarok elhelyezkeéséől aóóan négyéle palástnyomási ellenállás számítható: -. eset: k, és α,8 (4 csavar) k α t,, 8 36, 4, 6 F,R, 6, 36 k, M -.eset: k, és α,7 ( csavar) k α t,, 7 36, 4, 6 F,R, 96, 3 k, M - 3. eset: k,34 és α,8 ( csavar) k α t, 34, 8 36, 4, 6 F,R, 3, 9 k, M - 4.eset: k,34 és α,7 ( csavar) k α t, 34, 7 36, 4, 6 F,R, 4 83, 74 k, M A kapcsolat ellenállása: Mivel az F v,r nyírási ellenállás nem minen eseten nagyo a csavar F,R,i palástnyomási ellenállásánál a kapcsolat ellenállását a legkise palástnyomási ellenállásól kell számítani: ΣFR 9 F,R, 3 9, 9 3, 8 k 7

19 Ellenőrzés: 7 k < ΣF 3, k A kapcsolat megelel. E R Péla Illesszünk egy - méretű húzott lemezt egyszer nyírt csavarozott átlapolt kapcsolattal! Alkalmazznk M, 8.8-as csavarokat az egyen teherírású kapcsolat kialakítására (4.. ára)! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M, 8.8 y 64, k/cm 8, k/cm A kapcsolatot egyen teherírásúnak nevezzük, ha a kapcsoló elemek teherírása legalá akkora, mint a lemez teherírása. A szerkesztési szaályoknak megelelően egy keresztmetszeten vagy 3 csavar helyezhető el. Alkalmazznk csavart egy keresztmetszeten. A csavarkiosztás: - - e 4 t,r t,r p 7 e p t,r 4 t,r A keresztmetszet húzási ellenállása: t,r min pl,r,r A M y A, ára: A kapcsolat kialakítása. net M Ahol: - pl, R : a teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása. -, R : a csavarlykakkal gyengített szelvény törési tervezési ellenállása. 8

20 A y, 3, pl,r 64, k, M (, ) Anet, 36,R, 9, 9 48, k, M 48, k erő elvételére kell meghatároznnk a szükséges csavarszámot. t,r,r A csavarok tervezési ellenállása: A nyírási ellenállás: Ha a nyírt elület a csavar menet nélküli részén hala át ( α v, 6 ), a nyírási ellenállás nyírt elületenként:, π, 6 8 α v A F 4 v,r, 64 k, M A palástnyomási ellenállás: F,R k α M t k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e, 8 7,, 8 7, 4, 66 k min k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar ilyen csavart a kapcsolat nem tartalmaz. α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min, α,

21 - erő irányáan közenső csavar p 7, α min, α,89 36 A palástnyomási ellenállás: - erő irányáan szélső csavar k α t,, 68 36,, F,R, 7, k, M - erő irányáan közenső csavar k α t,, 89 36,, F,R, 3, 79 k, M A szükséges és alkalmazott csavarszám: Feltételezzük, hogy minen csavar a számított palástnyomási ellenállások közül a kiseikkel renelkezik. A szükséges csavarszám t,r 48, nsz 4, 3 F 7,,R Az alkalmazott csavarszám n alk 6 3x 4.4. Péla Illesszünk egy 3- méretű húzott lemezt kétszer nyírt csavarozott kapcsolattal! Alkalmazznk M4,.6-os csavarokat az egyen teherírású kapcsolat kialakítására (4.6. ára)! Alapanyag: S7 y 7, k/cm 43, k/cm Csavarok: M4,.6 6 y 3, k/cm, k/cm A csavarkiosztás: A szerkesztési szaályokat igyeleme véve egy keresztmetszeten 4 csavart helyezünk el.

22 3- e t,r t,r p 7 e 4 p 8 t,r t,r ára: A kapcsolat kialakítása. A lemezek és heveerek tervezési húzási ellenállása: t,r min pl,r,r A M y A, 9 net M A teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása A y 3, 7, pl,r 76, k M, A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: ( 3 4, 6) Anet, 43,R, 9, 9 337, 4 k, M 337, k erő elvételére kell meghatároznnk a szükséges csavarszámot. t,r,r 47 Mivel a heveerek anyagminősége és együttes hasznos keresztmetszeti területe megegyezik a kapcsolt lemezekével, nem kell külön vizsgálnnk a tervezési ellenálláskat. A csavarok tervezési ellenállása: A nyírási ellenállás: (a csavar ezúttal kétszer nyírt) Ha a nyírt elület a csavar menet nélküli részén hala át, a nyírási ellenállás: F, 4 π, 6 α v A 4 7, k Ez a mértékaó!, v,r M A palástnyomási ellenállás: F,R k α M t

23 k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e 4, 8 7,, 8 7,, 6 k min 6 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar p 8, 4 7,, 4 7,, 6 k min 6 k,, α számítása: - erő irányáan szélső csavar e, α min 6, α, erő irányáan közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! A palástnyomási ellenállás: k α t,, 64 43, 4, F,R 64, 9 k, M A szükséges és alkalmazott csavarszám: A szükséges csavarszám t,r 337, 47 nsz 6, 6 F 7, v,r Az alkalmazott csavarszám n alk 8 x4 Alternatív csavarminőség alkalmazása (8.8): A nyírási ellenállás: 8, k/cm, 4 π, 6 8 α v A F 4 v,r 347, 44 k, M

24 A palástnyomási ellenállás: F,R értéke nem változik, és een az eseten ez lesz a mértékaó. A szükséges csavarszám t,r 337, 47 nsz, 6 F 649,,R Az alkalmazott csavarszám n alk 8 x4, azaz az alkalmazott csavarok száma (8 ) nem csökkent. 4.. Péla Tervezzük meg a két szögacélól álló húzott rú ekötését csavarozott kapcsolattal (4.7. ára)! Feltételezzük, hogy a nyírt elület a csavar menetes részén hala át. A rú szelvénye: x(7.7.7) A 9, 4 cm ( szögacél) A csomólemez vastagsága: Alapanyag: S7 y 7, k/cm 43, k/cm Csavarok: M6, y 64, k/cm 8, k/cm A csavarkiosztás: L 7x7.7 E e 3 p 6 e ára: A kapcsolat kialakítása. A szögacél ekötése esetén, a csavarok elhelyezésének szaályai az []-en a 79. olalon találhatók. A szögacélok tervezési húzási ellenállása: A β tényező meghatározása: Feltételezzük, hogy csavar elegenő., 4 β, 4 Eől lineáris interpolációval a 6 -es 9 β, 7 csavartávolsághoz tartozó érték β, 33. 3

25 A teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása: A y 9, 4 7, pl,r 7, k, M A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: ( 9, 4 8,, 7) Anet 43,R β, 33 98, k, M t,r,r 98, k A csavarok tervezési ellenállása: A nyírási ellenállás: Ha a nyírt elület a csavar menetes részén hala át, akkor számolnk és α v értéke következők szerint alakl: α v,6-4.6;.6 és 8.8 csavar α v, -.9 csavar A s 7 (M6 csavar 4. tálázat) α v As, 6 8 7, Fv,R, 8 k, M A palástnyomási ellenállás: F,R k α M t k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e 3, 8 7,, 8 7,, 97 k min 8 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 3, α min 86, α,6 43 A s eszültség keresztmetszettel 4

26 - erő irányáan közenső csavar (ha legalá 3 csavart alkalmaznk) p 6, α min 86, α,9 43 A palástnyomási ellenállás: k α t,, 6 43, 6, 7 F,R, 7, 88 k, M k α t,, 9 43, 6, 7 F,R, 83, k, M A szükséges csavarszám: Feltételezzük, hogy minen csavar a számított palástnyomási ellenállások közül a kiseikkel renelkezik. n t,r 98,, tehát a eltevés, hogy csavar elegenő, nem volt helyes. F 788, sz 77,R, A szögacélok tervezési húzási ellenállása új β tényezővel: Új β tényező (3 vagy tö csavar eltételezésével), 4 β, 9 β, 7 Eől lineáris interpolációval a 6 -es csavartávolsághoz tartozó érték β, 88. A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: ( 9, 4 8,, 7) ' Anet 43,R β, 88 39, 3 k, M t,r min ( ; pl,r,r ) 39, 3 k A szükséges és alkalmazott csavarszám: A szükséges csavarszám: t,r 39, 3 nsz 3, F 7, 88,R, Alkalmazott csavarszám: n alk 4 4x, tehát az új eltevés helyes volt.

27 4.6. Péla Illesszünk egy - méretű húzott lemezt C kategóriájú eszített csavarozott kapcsolattal (4.8. ára)! Ha a) A elületi osztály μ, ) D elületi osztály μ, Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M4,.9 6 A s 3, 3 cm y 9, k/cm, k/cm A csavarkiosztás: t e 4 - p 6 e E p ára: A kapcsolat kialakítása. A lemezek tervezési ellenállása: Feszített csavaros kapcsolatok esetén az alapanyag ellenállása (ls. 3..): t,r net,r A net M y A csavarlykakkal gyengített szelvény képlékeny tervezési ellenállása: (, 6) Anet y 3, net,r 69, 6 k, t,r net,r 69, 6 k A csavarok tervezési ellenállása: A palástnyomási ellenállás: F,R M k α M t 6

28 k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e, 8 7,, 8 7, 3, 68 k min 6 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min, 78 α, erő irányáan közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! A palástnyomási ellenállás: k α t,, 8 36, 4, F,R, 4 k, M Egy csavar megcsúszási ellenállása: - egy csavar eszítőereje F, 7 A, 7 3, 3 47, p,c s k - a megcsúszási ellenállások a két esetre k s n μ, a) Fs,R Fp,C 47,, 3 k, M 3 k s n μ, ) Fs,R Fp,C 47, 44, 93 k, M 3 A csavarok tervezési ellenállásai közül a csavar megcsúszási ellenállása a mértékaó. Szükséges és alkalmazott csavarszámok: t,r 69, 6 a) nsz 6, n alk 8 4x F, 3 s,r A 4.8. árán eltételezett 4 csavar kevés, 8 csavar alkalmaznk; 4 soran - csavar. 7

29 t,r 69, 6 ) nsz, n alk 6 8x F 44, 93 s,r A 4.8. árán eltételezett 4 csavar kevés, a D elületi osztály miatt 6 csavarra lenne szükség, amely 8 soran helyezhető el. Azonan a szerkesztési szaályok szerint max. 6 soran lehet a csavarokat elhelyezni Péla Tervezze meg egy HEB 4-as szelvényű húzott rú 4.9. ára szerinti csavarozott illesztését F Ek, g 9 k állanó és F Ek, q 6 k hasznos húzóerőre! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Keresztmetszeti aatok: HEB 4 (tálázatól) M3-.6 h t y t r y 3 t 4, h 4 t 3, M6-.6 z A 98 cm Csavarok: M3, ára: A szelvény és a kapcsolat geometriája. 33 az öveken M6,.6 8 a gerincen y 3, k/cm, k/cm Húzóerő: F Ek, g 9 k g, 3 (állanó teher) F Ek, q 6 k q, (hasznos teher) A tervezési húzóerő: Teherkomináció képzése FE FEk,g g + FEk,q q 9 3, + 6, 36 k A tervezési húzóerő szétosztása az övekre és a gerincre a elületek arányáan. A öv A, cm ( öv) A A cm gerinc öv 8

30 Egy övre jtó tervezési húzóerő: Aöv FE 7 36 FE, 34, k A 98 A gerincre jtó tervezési húzóerő: Agerinc FE 4 36 FE, 98, 9 k A 98 A szelvény húzási ellenállásának tervezési értéke: t,r min pl,r,r A M y A, 9 net M A teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása: A y 98 3,, pl,r 463 M A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: k ( , 3, 4 4 8, 3, ) Anet 36,R, 9, 9 49, 7 k, M t,r,r 49, 7 k A csavarok tervezési ellenállása: yírási ellenállás (menet nélküli részen):, 6 π, 6 6 α v A F 4 v,r 96, k, M 3 π, 6 3 α v A F 4 v,r 339, 3 k M, A palástnyomási ellenállás: (a kapcsolat geometriáját a 4.. ára mtatja) - M6-os csavarok: e 4 e 3 p 7 p 7 9

31 k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e 3, 8 7,, 8 7, 3, 74 k min 8 k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar p 7, 4 7,, 4 7, 43, k min 8 k,, α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min 38, α, erő irányáan közenső csavar p 7, α min 38, 36 α, A minimális palástnyomási ellenállás: 6 k α t,, 74 36, 6 3, F,R, 8 k M, - M3-as csavarok: e 7 e 6 p k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e, 8 7,, 8 7,, 96 k min 33 k,,

32 - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 7, α min 38, α, erő irányáan közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz! A minimális palástnyomási ellenállás: 3 k α t,, ,, 4 F,R 393, 98 k, M A csavarok tervezési ellenállásai közül minkét csavar esetén a nyírási tervezési ellenállás a mértékaó. A szükséges és alkalmazott csavarszám: Egy öve: n FE, 34, 6 3, n 3 alk 4 x F 339, 3 sz,öv 9 v,r A gerince: n FE, 98, 9, n 6 alk 3x4 F 96, sz,g v,r A heveerek tervezési húzási ellenállása és ellenőrzése: t,r min pl,r,r A M y A, 9 net M Öv: A A ( 3 3, 3 ), + (, 3, 3) 8, 7, 6 cm net, hev ( 3 3, 3 ), 4 66, cm net, öv

33 A net, hev 7,6 cm > A net, öv 6,6 cm Az övheveer megelel! A heveer teljes keresztmetszetének képlékeny tervezési ellenállása: A y (3, +, 8), 3, pl,r 88, 9 k, M A heveer csavarlykakkal gyengített szelvényének tervezési törési ellenállása: Anet,hev 7, 6 36,R, 9, 9 493, k, M 493, k > F 34, k Az övheveer megelel! t,r,r E, Gerinc: ( 9, 4 8, ), 44, 6 cm A net,hev Anet,g Agerinc 4 3, 8, 44, 8 cm A, net, hev 44 6 cm > A, net, g 44 8 cm A gerincheveer megelel! A heveer teljes keresztmetszetének képlékeny tervezési ellenállása: A y 9,, 3, 386,, pl,r M A heveer csavarlykakkal gyengített szelvényének tervezési törési ellenállása: k Anet,hev 44, 6 36,R, 9, 9 6, k, M 6, k > F 986, k A gerincheveer megelel! t,r,r E, A kapcsolat geometriája: A csavarkiosztást a 4.. ára mtatja:

34 HEB M M ára: A kapcsolat geometriája. 3

35 4..3. Hajlított-nyírt elemek csavarozott kapcsolatai Hajlított-nyírt elemek csavarozott kapcsolataira mtatnk e mintapélákat a 4.. ejezeten ismertetett méretezési eljárás alkalmazásával. A következő pélatípsokat oljk meg: hegesztett I-szelvény heveeres illesztése kétszernyírt csavarozott kapcsolattal; szerkezeti elemek(oszlop, gerena) csklós illetve nyomatékíró homloklemezes kapcsolatai. 4.8 Péla Tervezzük meg az alái hegesztett szelvényű hajlított tartó (4.. ára) illesztését heveerezett kapcsolattal! A terhelésől számított nyíróerő az illesztés keresztmetszetéen V E 6 k. Az illesztés legyen teljes szilárságú, és A típsú kapcsolat. Alapanyag: S3 Csavarok: 8.8 y 3, k/cm y 64, k/cm, k/cm ε, 8 8, k/cm A keresztmetszet osztályozása: Öv: c c t 4.. ára: A tartó geometriája. t 3 8 a 4 4,3 4,3, > ε,8 8, 4 tehát az öv 3. keresztmetszeti osztályú. 4

36 Gerinc: c h c t a , 7 788, 7 98, 8 > 83 ε 83, tehát a gerinc is 3. keresztmetszeti osztályú. Tehát a teljes keresztmetszet 3. keresztmetszeti osztályú. A keresztmetszet hajlítási ellenállása:,8 8 3 I y, el + 3,4 4, I 7378 W, 48 cm y, el y el zmax 4,4 3 cm 48 3,, 4884 kcm 486 km, M R 4 Övlemezek illesztése: Az övlemezeket a húzási ellenálláskra illesztjük (a kapcsolat teherírása ennél nagyo kell legyen). A kapcsolatot külső-első heveerekkel, kétszer nyírt csavarokkal képezzük ki. A 4 lemezvastagsághoz illő M csavart alkalmazznk. Csavaraatok (ls. 4. tálázat) A 3, 4 cm Csavarok elhelyezése: alapelv, hogy egy keresztmetszeten a lehető legtö csavart helyezzünk el! A első heveer szélessége legelje 4 lehet. Ez elegenő ahhoz, hogy a gerinc két olalán - csavart tegyünk az öve. Tételezzük el, hogy egymás mögött csavarsor elegenő (ls. 4.. ára) e 4 p 7 e 3 p ára: A kapcsolat geometriája. A szelvény húzási ellenállásának tervezési értéke: A teljes keresztmetszet képlékeny tervezési ellenállása: A y 3, 4 3,, pl,r 49 M k

37 A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: ( 3 4, ) Anet, 4,R, 9, 9 89, 8 k, M t, R,R 89, 8 k A csavarok tervezési ellenállása: Egy csavar nyírási ellenállása (menet nélküli részen): A 34, 8 Fv,R n α v, 6 4, k, M Egy csavar palástnyomási ellenállása: k számítása: - erő irányára merőlegesen szélső csavar e 3, 8 7,, 8 7,, 7 k min k,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz. α számítása: - erő irányáan szélső csavar α e 4, min,7 α,68 - erő irányáan közenső csavar a kapcsolat ilyen csavart nem tartalmaz. A palástnyomási ellenállás: k α t,, 68,, 4 F,R 94, 8 k, M Egy csavarra jtó nyíróerő: F t,r 89,8 36,3 k < F,R m 8 94, k Tehát az öv csavarkapcsolata megelelő! E 8 6

38 Övheveerek méretei: Külső heveerek: 3-8 ( ), 3 4,,8 6, 96 cm A n k Belső heveerek: x4-8 ( 4,),8, cm A A n, 36 ( 3 4,),4 9, n, hev,96 +,36 3,3 cm > An, lem 68 6 cm A heveerek az öven szintén megelelőek! Gerinclemez illesztése: Gerinc illesztésére műköő igényevételek: A gerinc viseli a teljes nyíróerőt és a hajlítási ellenállásól a gerincre eső részt. Ez tóit közelítőleg a gerinc inerciája arányáan oszthatjk rá. V E 6 k I y, ger 3433 M G,, R M, R 486 9, 7 km I 7378 y A gerinc csavarképének elvétele: Javasolható két csavaroszlop, egymás alatt a lehető legtö csavart elhelyezve, kétolali heveerezéssel (ls ára). Csavarok a gerinc vastagságához illő M6 ( A, cm ), csavarok száma m. 4 * e 4 p 7 e 4 p ára: A gerinc illesztése. 7

39 A legjoan igényevett csavar kiválasztása, igényevételei: A nyíróerőől minen csavar azonos terhet kap, a hajlításól peig a csavarkép súlypontjától legtávolai csavarok kapják a legnagyo terhelést. A kapcsolatan a jo első csavar jtó terheket a 4.4. ára mtatja. A legjoan igényevett csavarra ható nyíróerő a nyírásól (egyenletes erőeloszlást eltételezve): VE 6 Fv V,,E, 64 k m F v,m,e F v,v,e F v,e 4.4. ára: Egy csavarra jtó erők. A legjoan igényevett csavarra ható nyíróerő a nyomatékól: (rgalmas erőeloszlást eltételezve) F v, M, E rmax M G,, R r i Alkalmazva a szokásos magas csavarkép közelítést: r z ezért: zmax 3 Fv, M, E M G,, R 97 9, 3 k z 4 A teljes nyíróerő:,,,,, Fv E Fv V E + Fv M E 9, 74 k A legjoan igényevett csavar ellenállása: yírási ellenállása: i A 8, Fv, R,6 n,6 4, 4 k, M ( ) Palástnyomási ellenállása: A vizsgált csavar erőirányan és merőlegesen is szélső csavar. k számítása: e 4, 8 7,, 8 7, 4, k min 8 k,, 8

40 α számítása: e 4, α min 7, α,74 A palástnyomási ellenállás: k α t,, 74, 6, 8 F,R 96, 6 k, M Ellenőrzés: Fv,E 9, 74 k < F, R 96, 6 k Tehát a gerinc csavarkapcsolata megelelő! Heveerek választása: Minkét olalon t hev 6 vastagságú heveert alkalmaznk. I, hev 474 cm > I y, ger A heveerek is megelelőek! 3433 cm Péla Hajlékony homloklemezes gerena-gerena kapcsolatvizsgálata. Feltételezzük, hogy a kapcsolat merevség és szilárság szempontjáól egyaránt csklós, kialakítását a 4.. ára mtatja. A ióktartó szelvénye IPE-3, reakcióereje F E 6 k. Vizsgáljk meg a kapcsolat egyes alkotóelemeinek teherírását! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm 8 β, α, 6 Csavarok: M6,.6 8 y 3, k/cm, k/cm Csavarok vizsgálata: yírási ellenállása:, 6 π, 6, 6 A F 4 v,r 48, k, M 9

41 Palástnyomási ellenállás: F,R k α M t a 3 a 3, e 3 e 3 p 6 IPE 3 FIÓKTARTÓ 7, FŐTARTÓ F E M6 -.6 csavar "A" típ. kapcsolat 4.. ára: A kapcsolat kialakítása. k számítása: e 3, 8 7,, 8 7,, 97 k min 8 k,, α számítása: e 3, α min 39, α,6 36 A palástnyomási ellenállás:,, 6 36, 6, F, R 74, 6 k, Mértékaó tehát a csavarszár nyírása, a csavarok teherírása: FA,R, Fv, R 48, 96, k 3

42 Hegesztési varratok ellenállása: (ls. 4.3 Hegesztett kapcsolatok ellenállása) A homloklemez első élét ekötő varratot elhanyagoljk, csak a gerinc varratait vesszük igyeleme. A varratan csak τ II ére. A a 7,,3 7, 4, cm 4, 36 FA,R, F,R A 87, 9 k β 3, 8, 3 M Fióktartó ellenállása: Gerinc nyírási ellenállása: a hegesztési varrat mentén y 3, FA,R, Vc,R Av, 7 7, 67, 43 k 3 3, Homloklemez teherírása: 3 M A első öv hatását elhanyagoljk, úgy tekintjük, mintha csak a gerinchez kapcsolóna a homloklemez -Homloklemez nyírása 3, FA, R,4 Vc, R, h 3, ( 7,,8 ), 4, k F/ F/ 4.6. ára: yírt keresztmetszet. -Homloklemez hajlítása F/ 4.7. ára: Hajlított keresztmetszet. e Közelítésképpen 3. keresztmetszeti osztályú homloklemezt eltételezünk 6,,7 e, 64 cm 7, W Wel, 8,7cm 6 y 3, FA,R, Wel 87, 4, 7k e, 64, M 3 3