Nośność na skręcanie w stali

Nośność na skręcanie w stali została przedstawiona na podstawianie normy PN-EN 1993, część 1-1.


Punkt 6.2.7. Skręcanie.

Słowem wstępu należy zaznaczyć, że naprężenia od skręcania są niestety o wiele bardziej skomplikowane, aniżeli  pozostałe naprężenia z jakimi spotkacie się Państwo w waszych projektach lub pracy. Pocieszające jest to, że w większości przypadków można uprościć ich obliczanie, nawet przez ich opuszczenie gdyż w przekrojach zamkniętych występuje ścinanie, a nie skręcanie.
Jeśli chodzi o przekroje otwarte, np. dwuteowniki, mają one bardzo niską nośność na skręcanie co przy bardzo skomplikowanych obliczeniach powoduje, że o wiele korzystniejsze jest wyeliminowanie skręcania poprzez przyjęcie innego rozwiązania konstrukcyjnego, co nie zawsze jest możliwe. Prostym sposobem można zwielokrotnić nośność przekrojów otwartych ale o tym na końcu poradnika.

Warunek nośności na skręcanie dla przekrojów, które nie są narażone na dystorsję przedstawia się następująco.

\frac { { T }_{ Ed } }{ { T }_{ Rd } } <1,00

W którym:
{ { T }_{ Ed } } - jest to maksymalna siła skręcająca przekrój
{ { T }_{ Rd } } - jest to obliczeniowa nośność przekroju przy skręcaniu

 

Natomiast całkowity moment skręcający traktuje się jako sumę dwóch efektów wewnętrznych, czyli skręcania swobodnego oraz skrępowanego, co daje nam:

{ T }_{ Ed }={ T }_{ t,Ed }+{ T }_{ w,Ed }

Gdzie:
{ T }_{ t,Ed } - moment skręcania swobodnego
{ T }_{ w,Ed } - moment skręcania skrępowanego (giętno-skrętny)

Powyższe wartości można uzyskać na podstawie momentu { { T }_{ Ed } }  uzyskanego z analizy sprężystej uwzględniającej  cechy przekroju, podpór oraz oddziaływań i rozkładu sił. Bardzo pomocnym na wstępnie może okazać się poradnik widniejący w zbiorze wytrzymałość materiałów. Poradnik znajduje się poniżej.

Skręcanie swobodne prętów o przekroju okrągłym

Uproszczając musimy przeprowadzić obliczenia statyczne w celu uzyskania sił wewnętrznych, aby odnaleźć siłę krytyczną(maksymalną), która będzie chciała zniszczyć nasz przekrój.

Teraz musimy obliczyć, jaką wytrzymałością(nośnością) dysponuje przyjęty przekrój.
Przy skręcaniu wg. normy uwzględnia się następujące naprężenia.

{ \tau }_{ t,Ed } - naprężenia ścinające od momentu { T }_{ t,Ed } (St. Venanta)

{ \tau }_{ w,Ed } - naprężenia ścinające od momentu { T }_{ w,Ed }

{ \sigma }_{ w,Ed } - naprężenia normalne od bimomentu { B }_{ Ed }

Teraz trochę uproszczeń oraz zasad widniejących w normie.

1.) W przypadku gdy projektujemy przekrój w stanie sprężystym można zastosować warunek początku uplastycznienia. Odsyłam do normy PN-EN 1993-1-1(2006), podpunkt 6.2.1(5).
2.) Przy określaniu nośności plastycznej przekroju przy zginaniu i skręcaniu przyjmuje się bimomenty { B }_{ Ed } uzyskane z analizy sprężystej.
3.) Można uprościć obliczenia pomijając:

You may also like...