Fa- és Acélszerkezetek I. 7. Előadás Kapcsolatok I. Csavarozott kapcsolatok. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Átírás

1 Fa- és Acélszerkezetek I. 7. Előadás Kapcsolatok I. Csavarozott kapcsolatok Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

2 Tartalom Acélszerkezetek kapcsolatai Csavarozott kapcsolatok kialakítása Csavarozott kapcsolatok viselkedése Csavarozott kapcsolatok méretezése

3 Acélszerkezetek kapcsolatai Kapcsolatok szerepe: Szerkezeti elemek bekötése

4 Acélszerkezetek kapcsolatai Kapcsolatok szerepe: Szerkezeti elemek illesztése

5 Acélszerkezetek kapcsolatai Kapcsolatok elemei: Kötéstípusok: Csavarozott egyszerűbb kivitelezés, helyszíni szerelés fő kötéstípusa Hegesztett körülményes kivitelezés, előregyártás fő kötéstípusa Erőátadó elemek: Csomólemez Hevederlemez Homloklemez Kiékelés Egyéb elemek Merevítő elemek: bordák, szárnylemezek Betétlemezek Hizlalólemezek

6 Acélszerkezetek kapcsolatai Mechanikai viselkedés Kapcsolatok igénybevétel átadó képessége: Csuklós - a nyomatékot nem adja át Merev - a nyomatékot teljesen átadja Félmerev - a nyomatékot részben átadja

7 Csavarozott kapcsolatok kialakítása Kapcsolat típusok: Húzott elemek illesztése hevederezett kapcsolatok Húzott elemek bekötése csomólemezes kapcsolatok Gerendák illesztése Csuklós nyírt homloklemezes kapcsolat - gerinchevederes kapcsolat Merev nyomatékbíró homloklemezes kapcsolat - öv (-és gerinc) hevederes kapcsolat Gerendák bekötése Csuklós nyírt homloklemezes kapcsolat - pengelemezes kapcsolat Merev nyomatékbíró homloklemezes kapcsolat - öv (-és gerinc) hevederes kapcsolat

8 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Nyírt csavar tönkremeneteli módjai nyírás palástnyomás Egy csavar esetén két lehetséges határállapot 1. Nyírás - csavarszár nyírt keresztmetszetének szakadása 2. Palástnyomás csavarszár, vagy a vele érintkező anyag helyi nyomási tönkremenetele

9 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Általános eljárás: 1) Elemvégi igénybevételek meghatározása 2) Csavarkép középpontjának meghatározása 3) Elemvégi igénybevételek transzformálása a csavarkép középpontjába 4) Középponti igénybevételekből nyíróerő számítása a csavarban: Erő (húzás/nyomás, nyírás): egyenletes eloszlás Nyomaték: eloszlás az erőkar (csavar távolsága a középponttól) szerint

10 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Példa: húzott rúd hevederezett toldása Csak húzóerő - minden csavarban azonos nyíróerő F i,x = N n N N

11 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Csak nyíróerő - minden csavarban azonos nyíróerő F i,y = V n V V

12 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Csak nyomaték - eloszlás az erőkar (csavar távolsága a középponttól) szerint J F i = M r i 2 r i Maximális csavarerők: F i,x = M x i 2 + y i 2 y max F i,y = M x i 2 + y i 2 x max M r i M

13 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Példa: hajlított nyírt gerenda gerinctoldása

14 Csavarozott kapcsolatok viselkedése Rugalmas igénybevétel átadás Példa: konzol bekötése külpontos erő

15 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 Csavarozott kapcsolatok típusai J6.2.1

16 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 Méretek J6.2.2

17 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 A osztályú csavarok: nyírási ellenállás J Egy csavar (mértékadó) nyírási ellenállása: F v,rd = n 0,6 f ub A γ M2 n nyírási síkok száma nyírás f ub csavar anyagának szakítószilárdsága A csavarszár keresztmetszeti területe

18 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 A osztályú csavarok: palástnyomási ellenállás J Egy csavar (mértékadó) palástnyomási ellenállása: F b,rd = k 1 α b f u d t γ M2 k 1 erőátadásra merőleges méretektől függő tényező palástnyomás a b erőátadás irányú méretektől függő tényező f u alapanyag szakítószilárdsága d csavarszár átmérője t kisebb lemezvastagság

19 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 A osztályú csavarok: palástnyomási ellenállás J Erőátadás irányában: közbenső: csavarerő irányban van előtte csavar szélső: csavarerő irányban nincs előtte csavar

20 Csavarozott kapcsolatok méretezése J6.2 Csavarkép J6.2.3 Csavarkép kialakítására vonatkozó szerkesztési szabályok: Gyakorlati kialakítás: e 2 1,5d 0 és p 2 3d 0 k 1 = 2,5 e 1 3d 0 és p 1 3d 0 α b = 1,0

21 Feladatmegoldás lépései 1. Mechanikai modell felvétele globális mechanikai modell felvétele szerkezeti elemek, támaszok, kapcsolódások, terhek, keresztmetszetek (szükséges jellemzők) 2. Általános tervezési mennyiségek meghatározása igénybevételi (N Ed, M Ed, V Ed ) ábrák kiszámítása 3. Mértékadó elemek, helyek kiválasztása kapcsolatok helyének kiválasztása kapcsolati geometria felvétele (lemezek mérete, vastagsága, csavarok mérete, elhelyezkedése) mértékadó kapcsolati elemek kiválasztása (szélső csavarok) 4. Tervezési hatások meghatározása a mértékadó helyeken (E) igénybevételek vagy tervezési ellenállások (határerők) meghatározása a kapcsolatok helyein elemvégi igénybevételek csavarkép központi igénybevételei nyíróerő a mértékadó csavarokban - F v,ed 5. Megfelelő szerkezeti ellenállások számítása (R) csavar határerejének számítása min(f v,rd, F b,rd ) 6. Ellenőrzés (E R)

22 Köszönöm a figyelmet!