4. Szerkezeti kapcsolatok méretezése

Átírás

1 4. Szerkezeti kapcsolatok méretezése 4.. Kapcsolatok kialakítása, csoportosítása és méretezési elvei Az EC3--8 kötete [3] oglalkozik a szerkezeti csomópontok méretezésével. A csomópontok viselkeés szerinti kategorizálását, ennek visszahatását a szerkezeti analízisre már a. ejezeten említettük, kialakításk és méretezésük részleteivel kapcsolatan lás []. A következőken először egyszerű kapcsolatok méretezési péláit mtatjk e, maj egyszerű csomópontok mintapélái következnek. Szükséges ismeretek: - Szerkezeti csomópontok moellezése és osztályozása (lás szavány [3]. pontja és [4] 4.6 pontja); - Kapcsolatok méretezésének alapelvei (lás szavány [3]. pontja és [4] 6. pontja). 4.. Csavarozott kapcsolatok ellenállása Szükséges ismeretek: - Csavarozott kötések típs szerinti osztályozása (lás szavány [3] 3.4 pontja és [4] 6.. pontja); - Csavarméretek, ratok (lás [4] 6.. pontja); - Csavarkép szerkesztési szaályai (lás szavány [3] 3. pontja és [4] 6..3 pontja); - Csavar ellenállásának számítása, típsonként (lás szavány [3] 3.6 pontja és [4] 6..4 pontja) Húzott/nyomott elemek csavarozott kapcsolatai Pélák: átlapolt és heveerezett egyszer-, illetve kétszernyírt kapcsolatok, rúszelvény ekötése csomólemezhez, I-szelvény illesztése. 4.. Péla Ellenőrizzük a 4.. 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 36, k/cm A csavarkiosztás: y 64, k/cm 8, k/cm - - e 4 E E p 7 e p E 4 E 4.. ára: A húzott rú illesztése. 46

2 A keresztmetszet húzási ellenállása: 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 szerint: 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, A palástnyomási ellenállás: k α t F,R M 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,

3 A palástnyomási ellenállás: - erő irányáan, szélső csavar k α t,, 8 36, 4, F,R,, 7, M - erő irányáan, közenső csavar k α t,, 7 36, 4, F,R, 47,, M k k Min a hat csavar esetén a palástnyomási ellenállás a mértékaó. 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 F + F 4, , 77, k Ellenőrzés:,R 4,R,,R, 4 k < ΣF 77, k A kapcsolat megelel. E,R Megjegyzés: - Könnyen elátható, hogy a kapcsolat 4 csavarral is megelelne: Σ F 4 F 488, k > k,r,r, E 4 - 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.. 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 48

4 A csavarkiosztás: E -6-6 E 7 7 e 4 p 7 p 7 e E 4 E 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. 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 49

5 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, 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

6 - 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: ΣF 9 F 3 9, 9 3, k R,R, 8 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 egyenteherírású kapcsolat kialakítására (4.3. ára)! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M, 8.8 y 64, k/cm 8, k/cm A kapcsolatot egyenteherírásúnak 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 4.3. ára: A kapcsolat kialakítása.

7 A keresztmetszet húzási ellenállása: 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, 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 a kapcsolatan nincs.

8 α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 4, α min, α, 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 3

9 4.4. Péla Illesszünk egy 3- méretű húzott lemezt kétszer nyírt csavarozott kapcsolattal! Alkalmazznk M4,.6-os csavarokat az egyen teherírású kapcsolat kialakítására (4.4. 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. 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. 4

10 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 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

11 Az alkalmazott csavarszám n alk 8 x4 Alternatív csavarminőség alkalmazása (8.8. min. csavarok): A nyírási ellenállás:, 4 π, 6 8 α v A F 4 v,r 347, 44 k, M 8, k/cm 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.. 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. 6

12 Feltételezzük, hogy csavar elegenő lesz. Ekkor a szögacélok tervezési húzási ellenállása: A β tényező meghatározása (lás szavány [3] 3..3 pontja és [4].. pont):, 4 β, 4 Eől lineáris interpolációval a 6 -es 9 β, 7 csavartávolsághoz tartozó érték β, 33. 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 A szögacélól álló rú tervezési húzási ellenállása: 98, t,r,r 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) 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 kapcsolatan nincs. A s eszültség keresztmetszettel 7

13 α számítása: - erő irányáan szélső csavar e 3, α min 86, α, ha csavart alkalmaznk, akkor erő irányáan közenső csavar a kapcsolatan nincs A palástnyomási ellenállás számított értéke: F k α t,, 6 43, 6, 7 7, k - ez a mértékaó.,,r, 88 M A szükséges csavarszám: n t,r 98,, tehát a eltevés, hogy csavar elegenő, nem volt helyes. F 788, sz 77,R, Kénytelenek vagynk tö csavart elvenni. A szögacélok tervezési húzási ellenállása: 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 csavar nyírási ellenállását már kiszámítottk. A palástnyomási ellenállás számítása az erő irányáan közenső csavar ellenállásával ővül: α számítása: - erő irányáan közenső csavar (ha legalá 3 csavart alkalmaznk) p 6, α min 86, α,9 43 8

14 A palástnyomási ellenállás számított értékei kettőnél tö csavar esetén: 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 és alkalmazott csavarszám: Mivel van olyan csavar (a közenső), amelynek palástnyomási ellenállása nagyo, mint a nyírási ellenállás, ezért a legkise ellenállási érték a mértékaó. A szükséges csavarszám: t,r 39, 3 nsz 3, F 7, 88,R, Alkalmazott csavarszám: n alk 4 4x, tehát az új eltevéssel a kapcsolat megelelő Péla Illesszünk egy - méretű húzott lemezt C kategóriájú eszített csavarozott kapcsolattal (4.6. ára)! Vizsgáljnk kétéle elület-előkészítést: a) A elületi osztály (szemcseújt estetlen elület) μ, ) D elületi osztály (kezeletlen elület) μ, Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M4,.9 6 A s 3, 3 cm y 9, k/cm A csavarkiosztás: t -, k/cm E e 4 p 6 e p ára: A kapcsolat kialakítása. 9

15 A lemezek tervezési ellenállása: Feszített csavaros kapcsolatok esetén az alapanyag ellenállása: t,r net,r A net M y A csavarlykakkal gyengített szelvény képlékeny tervezési ellenállása: (, 6) Anet y 3, net,r 69, 6 k, M t,r net,r 69, 6 k A csavarok tervezési ellenállása: A palástnyomási ellenállás: k α t F,R M 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 6

16 Egy csavar megcsúszási ellenállása: - egy csavar eszítőereje F, 7 A, 7 3, 3 47, p,c s - a megcsúszási ellenállások a két esetre k 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. t,r 69, 6 ) nsz, n alk 6 8x F 44, 93 s,r Een az eseten a 4.6. 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, tehát a kapcsolat kezeletlen elülettel nem alakítható ki Péla Tervezze meg egy HEB 4-as szelvényű húzott rú 4.7. 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 y 3 t 4, h 4 t 3, M6-.6 r z A 98 cm 4.7. ára: A szelvény és a kapcsolat geometriája. 6

17 Csavarok: M3,.6 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 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 6

18 A kapcsolat geometriája: HEB M M ára: A kapcsolat geometriája. 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: - M6-os csavarok: e 4 e 3 p 7 p 7 63

19 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,, - erő irányára merőlegesen közenső csavar a kapcsolatan nincs. 64

20 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 A net, hev 7,6 cm > A net, öv 6,6 cm Az övheveer megelel! 6

21 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, 66

22 4... Hajlított-nyírt elemek csavarozott kapcsolatai A következőken hegesztett gerena heveerezett illesztésére, maj csklós, illetve nyomatékíró homloklemezes csomópontokra mtatnk pélát. 4.8 Péla Tervezzük meg az alái hegesztett szelvényű hajlított tartó (4.9. ára) illesztését heveerezett kapcsolattal! A terhelésől számított nyíróerő az illesztés keresztmetszetéen V E 6 k. Az illesztés legyen teljes szilárságú A típsú kapcsolat. Alapanyag: S3 y 3, k/cm, k/cm ε, 8 Csavarok: 8.8 y 64, k/cm 8, k/cm A keresztmetszet osztályozása: Öv: c c t 4.9. ára: A tartó geometriája. t 3 8 a 4 4,3 4,3, > ε,8 8, 4 tehát az öv 3. keresztmetszeti osztályú. Gerinc: c h a , 7 c 788, 7 98, 8 > 83 ε 83, 8 67 t 8 tehát a gerinc is 3. keresztmetszeti osztályú. Tehát a teljes keresztmetszet 3. keresztmetszeti osztályú. 67

23 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 (lás 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 k M, A csavarlykakkal gyengített szelvény tervezési törési ellenállása: A, 9, 9 ( 3 4, ), 4 89,, net,r 8 M t, R,R 89, 8 k k 68

24 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: t,r 89,8 FE 36,3 k < F,R 94, 8 k Tehát az öv csavarkapcsolata m 8 megelelő! Övheveerek méretei: Külső heveerek: 3-8 ( 3 4,),8 6, cm A n k, 96 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! 69

25 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 (lás 4.. ára). Csavarok a gerinc vastagságához illő M6 ( A, cm ), csavarok száma m. 4 * e 4 p 7 e 4 p ára: A gerinc illesztése. 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.. ára mtatja. A legjoan igényevett csavarra ható nyíróerő a nyírásól (egyenletes erőeloszlást eltételezve): VE 6 Fv V,,E, 64 k m 7

26 F v,m,e F v,v,e F v,e 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 ellenállás: i A 8, Fv, R,6 n,6 4, 4 k, M ( ) Palástnyomási ellenállás: A vizsgált csavar erőirányan és merőlegesen is szélső csavar. k számítása: e 4, 8 7,, 8 7, 4, k min 8 k,, α számítása: e 4, α min,7 A palástnyomási ellenállás: α,74 k α t,, 74, 6, 8 F,R 96, 6 k, M 7

27 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.,6 78 I A heveerek is megelelőek! 3 4 hev 474 cm > I y, ger 3433 cm Péla Hajlékony homloklemezes gerena-gerena csomópont vizsgálata. Feltételezzük, hogy a kapcsolat merevség és szilárság szempontjáól egyaránt csklós, kialakítását a 4.3. ára mtatja. A ióktartó szelvénye IPE-3, reakcióereje F E 6 k. Vizsgáljk meg a csomópont egyes alkotóelemeinek teherírását, maj határozzk meg a csomópont ellenállását! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm 8 β, α, 6 Csavarok: M6,.6 8 y 3, k/cm, k/cm 4 e a 3 a 3, e 3 p 6 IPE 3 FIÓKTARTÓ 7, FŐTARTÓ F E M6 -.6 csavar "A" típ. kapcsolat 4.3. ára: A kapcsolat kialakítása. 7

28 Csavarok vizsgálata: yírási ellenállás:, 6 π, 6, 6 A F 4 v,r 48, k, M Palástnyomási ellenállás: k α t F,R M 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 Hegesztési varratok ellenállása: (lás 4.3 ejezeten) 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, Fióktartó ellenállása: 3 M Gerinc nyírási ellenállása: a hegesztési varrat hossza mentén aja/veszi át a nyíróerőt y 3, FA,R, Vc,R Av, 7 7, 67, 43 k 3 3, 3 M 73

29 Homloklemez teherírása: 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/ 4.4. ára: yírt keresztmetszet. -Homloklemez hajlítása F/ 4.. 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 - Homloklemez csoportos kiszakaása A ny A h A ny 4.6. ára: yírt és húzott keresztmetszetek. ( 3,,9),, cm Any, Any, 6 nyírt szakaszok ( 6,,8 ), 4, cm A h húzott szakasz F A,R, 6 V 36 4, +, e,r A h y + M 3 M A 3,, 6 9, k 3, ny 4.7. ára: Alternatív csomópont. Megjegyezzük, hogy a homloklemez vizsgálatai esetünken ormálisak. Olyan kialakításnál lehet ontos az elvégzésük, ahol a homloklemez nem éri el a ióktartó első övét, pélál a 4.7. ára szerinti gerenavégnél, ahol a homloklemez a őtartó gerena gerincére közvetlenül csavarozható. 74

30 A csomópont ellenállása: Az összes tönkremeneteli móot tekintete véve a csomópont ellenállását a ióktartó gerincének nyírási ellenállása szaja meg: FA, R FA, R,min 67, 43 k A csomópont megelelő, mert FE 6 k < FA, R 67, 43 k A csomópont őtartó gerena előli olalát vizsgálva megállapítható, hogy minegyik alkotóelem teherírása legalá akkora, mint a ióktartó elöli olalon. (Sőt, a gerinc nyírási ellenállása nagyo, ha a merevítőora vastagságát nagyora választjk mint az IPE szelvény gerincéét pl: t 8 ; t IPE 7,.) A csomópont tehát így is megelelő. 4. Péla Határozzk meg a 4.8. árán látható homloklemezes oszlop-gerena csomópont nyomatéki és nyírási ellenállását! Feltételezzük, hogy a csomópont merev, részleges szilárságú. A első csavarsor csak a hajlítási ellenállásan vesz részt, nyíróerőt nem visz át. Az alsó csavar csak a nyírási ellenállásan olgozik, a hajlításan nem. Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm Csavarok: M4,.9 6 m 38, 8 A 4, cm y 9, k/cm A s 3, 3 cm, k/cm Homloklemez geometriai aatai: p 3 t p e 74 Oszlop aatai: HEB melegen hengerelt szelvény gerinc magasság: c 444 gerincvastagság: t c 4, öv szélesség: c 3 öv vastagság: t c 8 lekerekítési sgár: r c 7 km. terület: A 39 cm nyírt km. területe: A vc 9,8 cm Gerena aatai: HEA 3 melegen hengerelt szelvény gerinc magasság: 6 gerincvastagság: t 8, öv szélesség: 3 öv vastagság: t 4 lekerekítési sgár: r c 7 km. mols: W 384 cm Varratok: gerena gerincén pl,y, a 4 mástt a 7 kétolali sarokvarratok. 3 7

31 HEA 3 r 7 c HEB 4.8. ára: A csomópont olalnézete és a homloklemez nézete a gerena elől. Csomópont alkotóelemeinek ellenállása: Oszlop gerinclemeze nyírásra: V, 9 y A 3 M, 9 3, 98, 3, vc p,r Oszlop gerinclemeze nyomásra: A merevítő ora mérete megegyezik a gerena övének méreteivel, az oszlop gerincének vastagsága nagyo mint a gerenáé, ezért nem lehet mértékaó. Oszlop gerinclemeze húzásra: A merevítő ora mérete megegyezik a gerena övének méreteivel, az oszlop gerincének vastagsága nagyo mint a gerenáé, ezért nem lehet mértékaó. Oszlop hajlított övlemeze: l eektív hosszak meghatározása egyei csavartönkremenetel esetére -Segémennyiségek t c 4, m,8 rc,8 7 46, n min(, m; e) min(, 46, 7,69 ;7) 7, 69 m 76 k ex,8 a,8 7 4, 8 m 46, λ m + e 46, + 7 m 4,8 λ m + e 46, + 7,38,348

32 4.9. ára: α tényező merevített T-kapcsolatok eektív hosszának számításához. α értékét graikonól kell megállapítani, esetünken α 6, 8 (lás 4.9. ára graikonját). - l eektív számítása: nem kör alakú töréskép esetén: kör alakú töréskép esetén: le nc α m 6,8 46, 34, le, cp π m 9 - l eektív számítása T kapcsolat. tönkremeneteli mójához: l min( le, nc ; le, e, cp ) 9 - l eektív számítása T kapcsolat. tönkremeneteli mójához: 77

33 l l e, e, nc 34 Húzott csavarok ellenállásának számítása: - csavar húzásra: As 3, 3 Ftz,R, 9, 9 4, 6 k, M - csavar kigomolóásra:, 6 π m min( t c ;t p ), 6 π 3, 88 min(, 8 ;, ) 36 B p,r 6, 6 k, M -Felső csavarsor húzási ellenállása: Ft, R min( Ftz, R ; B p, R ) min(4,6 ;6,6) 8, 3 k Oszlop övének mint T -kapcsolatnak az ellenállása: -Övlemez határnyomatékai: y 3, M pl,,r, le, t c, 9, 8 33 kcm 3, 3 km, M y 3, M pl,, R, le, t c, 3,4,8 446 kcm 4, 46 km, M - T kapcsolat. tönkremeneteli mója (övlemez teljes megolyása): M pl,, R 33 Ft, R k m 4,6 - T kapcsolat. tönkremeneteli mója (övlemez és csavarok együttes tönkremenetele): M pl,, R + n Ft, R 446 +,769 8,3 Ft, R 6, k m + n 4,6+,769 - T kapcsolat 3. tönkremeneteli mója: (csavarok szakaása) : Ft 3, R Ft, R 8, 3 k Oszlop övének hajlítási ellenállása: Fc,, R min( Ft, R ; Ft, R ; Ft 3, R ) 8, 3 k Homloklemez hajlítási ellenállása: l eektív hosszak meghatározása egyei csavartönkremenetel esetére -Segémennyiségek t m,8 a 8,,8 4 66, 78

34 n min(, m; e) min(, 66, 8,8;7) 7 m ex,8 a,8 7 4, 8 m 66, λ m + e 66, + 7 m 4,8 λ m + e 66, + 7,469,98 α értékét graikonól kell megállapítani, esetünken α 6, (lás 4.9. ára graikonját) - l eektív számítása: nem kör alakú töréskép esetén: kör alakú töréskép esetén: l α m 6, 66, e, nc 43 le, cp π m 46 - l eektív számítása T kapcsolat. tönkremeneteli mójához: l min( le, nc ; le, e, cp ) 46 - l eektív számítása T kapcsolat. tönkremeneteli mójához: l l e, e, nc 43 Húzott csavarok ellenállásának számítása: -Felső csavarsor húzási ellenállása (lás oszlop övénél): F t, R 8, 3 k Homloklemeznek mint T -kapcsolatnak az ellenállása: -Homloklemez határnyomatékai: y 3, M pl,,r, le, t p, 46,, 8 kcm, M y 3, M pl,,r, le, t p, 43, 8 kcm, M - T kapcsolat. tönkremeneteli mója (homloklemez teljes megolyása): F M pl 4 m 8 6,6,, R t, R 4 9, 8 k - T kapcsolat. tönkremeneteli mója (homloklemez és csavarok együttes tönkremenetele): M pl,, R + n Ft, R 8+ 7, 8,3 Ft, R 493, 8 k m + n 6,6 + 7, 79

35 - T kapcsolat 3. tönkremeneteli mója: (csavarok szakaása) : Ft 3, R Ft, R 8, 3 k Homloklemez hajlítási ellenállása: Fp,, R min( Ft, R ; Ft, R ; Ft 3, R ) 493, 8 k Gerena öve és gerince nyomásan: y 3, M c,r W pl,y kcm, M M c, R 34 Fc,, R 78 k h t 9,4 Gerena gerince húzásan: l e, t, e, 46 e,t, t y 46,, 8 3, Ft,,R 83, k, Csavarok húzásan: M A csavarok húzási ellenállását a homloklemezek és oszlopöv ellenállásának számításakor már igyeleme vettük, ezért ezen komponens vizsgálata ki is hagyható. A csomópont nyomatéki ellenállása: A első csavarsor határereje Ft, R, min( Vp. R ; F, c, R ; Fp,, R ; Fc,, R ; Ft,, R ) 493, 8 k a csavarsor erőkarja t, 4 hr h t ex 9, 4, 9 cm A csomópont nyomatéki ellenállása: M Ft R, i hri 493,8,9 84 kcm R, 8, 4 A csomópont nyírási ellenállása: Alsó csavarsor nyírási ellenállása: F,6 π 4,6,4 π 4 V, R 434, 3 M, km Alsó csavarsor palástnyomási ellenállása: Minkét csavar min erőirányan, min arra merőlegesen szélső csavar. k 8

36 k számítása: e 7, 8 7,, 8 7, 6, 3 k min 6 k,, α számítása: α e 74, min,78 36 α,949 A palástnyomási ellenállás k α t p,,949 36,4, F, R 8 k, M Csomópont ellenállása nyírásra: V min( FV R ; F, R, R ) 434, 3 k 8

37 4.3. Hegesztett kapcsolatok ellenállása Hegesztési varratok méretezési elvei A hegesztett kapcsolatok méretezéséhez az EC3--8 [3] két mószert is emtat. Szükséges ismeretek: - Hegesztési varratok kiképzése és szerkesztési szaályai (lás szavány [3] 4.3. pontja és [4] 6.3. pontja); - Hegesztett kapcsolatok ellenállásának számítása általános mószerrel (lás szavány [3] 4. pontja és [4] pontja); - Hegesztett kapcsolatok ellenállásának számítása egyszerűsített mószerrel (lás szavány [3] 4. pontja és [4] pontja) Húzott/nyomott elemek hegesztett kapcsolatai A következő pélatípsokat mtatjk e sarok-, illetve tompavarratos kialakítás esetén: csomólemez elhegesztése; átlapolt illesztések; rúszelvény ekötése csomólemezhez. 4.. Péla Egy gerena alsó övére t vastagságú csomólemezt hegesztünk a méretű sarokvarratokkal (4.. ára). A csomólemezt F E k teherrel kívánjk terhelni. Állapítsk meg a szükséges varrathosszúságot! Alapanyag: S3 y 3, k/cm 36, k/cm β 8, A kapcsolat geometriája: l F E F E 4.. ára: A kapcsolat kialakítása. 8