Acélszerkezetek. 3. előadás

Átírás

1 Acélszerkezetek 3. előadás

2 Kapcsolatok méretezése

3 Kapcsolatok típusai Mechanikus kapcsolatok: Szegecsek Csavarok Csapok Hegesztett kapcsolatok Tompavarrat Sarokvarrat

4 Coalbrookdale, 1781

5

6 Eiffel torony, 1889

7 Szegecselés Nem oldható, fárasztó igénybevételnek ellenálló kötés 3-5 perc/szegecs Szakértelmet igényel

8 Csavarozott kapcsolatok Oldható kötés, gyors,szakértelmet nem igényel tövigmenetes részmenetes illesztőcsavar

9 Csavarozott kapcsolatok Erőátadás szerint: Nem feszített csavarok eszített csavarok

10 Hegesztés Elektromos ívhegesztés 1882 Védőgázas ívhegesztés Lánghegesztés

11 Hegesztés

12 Kapcsolatok méretezése eltételek: Egyensúlyi feltétel: szerkezeti igénybevételek és a kapcsolat belső erőinek egyensúlya Szilárdsági feltétel: a kötőelem belső erői ne haladják meg a kötőelemek ellenállását Duktilitási feltétel: a kötőelemeken feltételezett, számított alakváltozások ne haladják meg az elem alakváltozási képességét Kompatibilitási feltétel: a feltételezett alakváltozások legyenek összhangban a kapcsolt részek elmozdulásával, elfordulásával

13 Parciális tényezők rudak és keresztmetszetek ellenállása γ M0 = 1,00, γ M1 = 1,00 és γ M2 = 1,25 csavarozott kapcsolatok ellenállása szegecselt kapcsolatok ellenállása csapos kapcsolatok ellenállása hegesztett kapcsolatok ellenállása palástnyomási ellenállás megcsúszási ellenállás: -hibrid kapcsolatok vagy fárasztó teher esetén - további esetek γ M2 = 1,25 γ M3 = 1,25 γ M3 = 1,10

14 Csavarozott kapcsolatok Osztályozás: A tengelyére merőlegesen terhelt, nem feszített, nyírás, palástnyomásra terhelt B tengelyére merőlegesen terhelt, feszített, használhatósági határállapotig súrlódás, utána teherbírásig nyírás, palástnyomásra terhelt C tengelyére merőlegesen terhelt, feszített, teherbírási határállapotban is súrlódásos teherátadással D tengelyirányban terhelt, nem feszített E tengelyirányban terhelt, feszített lehet kombinálni is, például AD, vagy CE

15 Csavarok minősége Csavarminőség f yb (N/mm 2 ) f ub (N/mm 2 ) f yb : f ub : folyási szilárdság húzási szakadási szilárdság

16 Csavarkép Méret Minimális távolság Külsőtér, korrózióveszély e 1 1,2d 0 40 mm + 4t e 2 Maximális távolság Belsőtér, nincs korrózió Korrózióálló acél 8t vagy 125 mm p 1 2,2d 0 14t vagy p 2 2,4d mm 14t vagy 200 mm 14t vagy 175 mm Kedvező ellenállás értékek, ha min: e 1 2d 0 e 2 1,5d 0 p 1 3d 0 p 2 3d 0

17 Csavar és furat méretek Csavar Átmérő d [mm] uratátmérő d 0 [mm] Keresztmetszeti terület A [mm 2 ] Húzási keresztmetszet A s [mm 2 ] Átmérő kigombolódásnál d m [mm] M ,3 20,5 M ,7 M ,6 M ,1 M ,4 M ,5 M ,8 M ,2 M ,6

18 Egy csavar ellenállása A Nyírási ellenállás: 0,6 A ub v, Rd n v, Ed M 2 f n: nyírási síkok száma f ub : csavar szakítószilárdsága A: csavarszár keresztmetszeti területe

19 Egy csavar ellenállása A Palástnyomási ellenállás: dt b u b, Rd k1 b, Ed M 2 f Szélső csavar Közbenső csavar k 1 α b e min( 2,8 d0 e1 min( ; 3d 2 d: csavarszár átmérő t: kisebbik lemezvastagság f u : alapanyag szakítószilárdsága 0 f f 17, ub u ; ; 1,0 ) 2,5 ) p min( 1,4 2 17, ; 2,5 ) d0 p1 1 f min( ub ; ;1,0 ) 3d 4 f 0 u

20 Egy csavar ellenállása Megcsúszási ellenállás: n s, Rd p, c M 3 7, p, C 0 n: súrlódó felületek száma μ: súrlódási tényező A s : húzási keresztmetszet f ub A s μ 0,5 0,4 0,3 B, C elületkezelés Sörétezett, vagy szemcsefújt festetlen Sörétezett, vagy szemcsefújt festett Drótkefézett, lángszórózott 0,2 Kezeletlen

21 Egy csavar ellenállása B, C A B osztályú feszített nyírt csavar használhatósági állapotban megfelel, ha: Ed, ser s, Rd 1,0 ahol Ed,ser használhatósági határállapotban fellépő erő Teherbírási állapotban azonos vizsgálatok az A osztállyal

22 Egy csavar ellenállása B, C A C osztályú feszített nyírt csavar megfelel, ha: v, Ed s, Rd 1,0 ahol v,ed a nyíróerő tervezési értéke Palástnyomásra is kell vizsgálni az A osztállyal azonosan

23 Egy csavar ellenállása D, E Húzási ellenállás: 0,9 f A ub s t, Rd t, Ed M 2 f ub : csavar szakítószilárdsága A s : csavarszár húzási keresztmetszeti területe

24 Egy csavar ellenállása D, E Kigombolódási ellenállás: 0,6 d m p u B p, Rd t, Ed M 2 t f d m : csavar alatti rész átmérője (táblázat!) t p : csavar alatti kisebbik lemezvastagság

25 Egy csavar ellenállása AD, Egyidejűleg húzott és nyírt nem feszített: CE v, Ed v, Rd t, Ed 1,4 t, Rd 1,0 feszített: n ( p, C 0,8 t, s, Rd Ed M 3 )

26 Csavarozott kapcsolatok vizsgálata Centrikus: a globális analízis során megállapított igénybevétel áthalad a kapcsolat középpontján Csak erő hat Excentrikus: nem halad át a középponton Erő és nyomaték is hat

27 Síkbeli centrikus kapcsolat Az erőt egyenletesen eloszthatjuk a kötőelemek között: Ed v, Ed n Hosszú kapcsolat: L j > 15d v, Ed Lf n Ed Lf L j 15d min 1 ; 0, d

28 Síkbeli excentrikus kapcsolat Rugalmas eljárással számítva: M Ed x, Ed 2 2 y x y max i i M Ed y, Ed 2 2 x x y max i i M Ed x,ed y,ed x max

29 Anyag ellenállása a kapcsolat környezetében oválosodás: palástnyomás képlékeny deformáció alapanyag szakadás: húzott rúd képlékeny törése alapanyag kiszakadás: nyírás

30 Anyag ellenállása a kapcsolat környezetében Húzott és nyírt hatások egyidejűleg V eff,1, Rd fu A nt M 2 f y M 0 A nv 3 A nt : húzott keresztmetszet területe A nv : nyírt keresztmetszet területe

31 Anyag ellenállása a kapcsolat környezetében Excentrikus elhelyezésű csavarcsoportnál V eff,1, Rd 0,5 fu A nt M 2 f y M 0 A nv 3 A nt : húzott keresztmetszet területe A nv : nyírt keresztmetszet területe

32 Hegesztett kapcsolatok Kötéstípus Varrattípus Tompakötés T-kötés Átlapolás Sarokvarrat Lyukperemvarrat Teljes beolvadású tompavarrat

33 Hegesztett kapcsolatok Kötéstípus Varrattípus Tompakötés T-kötés Átlapolás Részleges beolvadású tompavarrat Telivarrat Horonyvarrat

34 Gyökméret (a) értékei Részleges beolvadású varrat: Sarokvarrat gyökmérete: (min 3 mm) Mélybeolvadású varrat:

35 Varratok méretei A varratok méreteit középsíkban értelmezzük. 30 mm-nél, vagy 6a hossznál rövidebb varratot nem szabad figyelembe venni. Varratkráterek kialakulása miatt l l 0 2a hossz vehető figyelembe Amennyiben l 150a, a varrat ellenállását csökkenteni kell: lw, 1 1,2 0,2 L j 150a

36 Terhelő erők szétosztása Összetett igénybevételek szétoszthatók a varratok között Egyszerűsítések (például a nyíróerőket az irányuknak megfelelő varratok veszik fel) Ha képlékeny csukló jöhet létre, a kapcsolat ellenállása legyen legalább a gyengébbik kapcsolt elem ellenállása Teljes beolvadású tompavarrat azonos teherbírás az alapanyaggal

37 Sarokvarratos kapcsolatok eszültségkomponensek összegzése 2 3( 2 II f u M 2 2 ) fu w M 2 Anyagminőség β w S235 0,80 S275 0,85 S355 0,90 S420 1,00 S460 1,00

38 Sarokvarratos kapcsolatok Egyszerűsített eljárás w, Ed Ed l i Anyagminőség β w S235 0,80 w, Rd f a u 3w M 2 S275 0,85 S355 0,90 S420 1,00 w, Ed w, Rd S460 1,00