Zaprojektowanie połączenia w kalenicy
Spis treści
Śrubowe połączenie w kalenicy łączącego dwa rygle dachowe. Przeprowadzenie obliczeń dotyczących zaprojektowania połączenia o nazwie śrubowe połączenie w kalenicy.
Śrubowe połączenie w kalenicy
W poprzednim poradniku wykonane zostały obliczenia mające na celu zaprojektowanie spawanego połączenia w ramie hali stalowej pomiędzy słupem, a ryglem. Odsyłam do materiału o nazwie zaprojektowanie połączenia rygla ze słupem, jeśli jeszcze temat połączeń spawanych jest Wam obcy. Tutaj natomiast zajmiemy się połączeniem śrubowym w stalowej ramie hali. Połączona mają zostać dwa rygle w kalenicy dachu. Schemat wstępnie przyjętego połączenia śrubowego w kalenicy wygląda następująco.
Przejdźmy teraz bezpośrednio do przeprowadzenia wymaganych obliczeń.
Dobranie grubości blachy czołowej.
t \ge {t_{min}} = d*\sqrt[3]{{\frac{{fub}}{{1000}}}} = 24*\sqrt[3]{{\frac{{500}}{{1000}}}} = 15.87mmPrzyjmuję grubość blachy t = 20 mm.
Sprawdzenie nośności śrub
Zerwanie śrub
Siła zrywająca śrubę
{M_{rj}} = {F_{t,RD}}*\Sigma \left( {{m_i}*{w_{ti}}*{y_i}} \right)\\
{M_{rj}} = 260.58*\left( {4*0.8*0.36 + 2*0.8*0.24} \right) = 400.25kNmSprawdzenie nośności na zginanie
\frac{{{M_{ED}}}}{{{M_{r,j}}}} = \frac{{366.97}}{{400.25}} = 0.92 \le 1,00Warunek spełniony
Sprawdzenie nośności połączenia na ścinanie
{F_{v,Rd}} = \frac{{{\alpha _v}*{f_{ub}}*A}}{{\gamma {M_2}}} = \frac{{0.6*80*\pi *{{1.2}^2}}}{{1.25}} = 173.72\;kNDocisk śruby
Sprawdzenie nośności śruby na docisk
{F_{b,Rd}} = \frac{{{k_1}*{\alpha _b}*fu*d*t}}{{\gamma {M_2}}}
{F_{ED}} = 17.12kN \le {F_{Rd}} = 347.46\;kNWarunek spełniony
Spoiny łączące rygiel z blachą
Grubość blachy czołowej t = 20mm
Grubość spoiny, która łączy pasy z blachą.
0,20*t \le a \le 0,70*{t_{min}}\\
0,20*20 \le a \le 0,70*20\\
4 \le a \le 14
przyjęto a = 12,00mm
Długość nad pasem 300mm
Długość pod pasem
\left( {320,00{\rm{ }}-{\rm{ }}2*20,50{\rm{ }}-{\rm{ }}11,50} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}267,50mmGrubość spoiny, która łączy środnik z blachą.
0,20*20 \le a \le 0,70*11,50\\
4 \le a \le 8,05
Przyjęto a = 6mm
Długość 320 – 2*21 = 278mm
Nośność spoiny
\sigma = \frac{N}{{\Sigma a*l}} = \frac{{{t_f}*{f_y}}}{{\Sigma a*\gamma {M_0}}} = \frac{{20.5*275}}{{2*12*1}} = 229.17MPaSprawdzenie nośności spoiny górnej nad pasem
\sigma = \sigma *\sin \left( {\frac{{90 - \alpha }}{2}} \right) \le \frac{{0.9*{f_u}}}{{\gamma {M_2}}}\\
\;\sigma = 229.17*\sin 40.75 = 149.59\;MPa \le \frac{{0.9*430}}{{1.25}} = 309.6\;MPaWarunek spełniony!
\tau = \sigma *\cos \left( {\frac{{90 - \alpha }}{2}} \right) = 229.17*\cos \left( {\frac{{90 - 8.5}}{2}} \right) = 173.61\;MPa\\
\tau = \sqrt {{\sigma ^2} + 3*\left( {{\tau ^2}} \right)} = \sqrt {{{149.59}^2} + 3*{{173.61}^2}} \le \frac{{{f_u}}}{{{\beta _w}*{\gamma _m}}} = \frac{{430}}{{0.9*1.25}}\\
\tau = 335.82MPa \le \frac{{{f_u}}}{{{\beta _w}*{\gamma _m}}} = 382.22MPa\\
Warunek spełniony
Sprawdzenie nośności spoiny dolnej pod pasem
\sigma = \sigma *\sin \left( {\frac{{90 + \alpha }}{2}} \right) \le \frac{{0.9*{f_u}}}{{\gamma {M_2}}}\\
\sigma = 229.17*\sin 49.25 = 173.61\;MPa \le \frac{{0.9*430}}{{1.25}} = 309.6\;MPa
Warunek spełniony!
\tau = \sigma *\cos \left( {\frac{{90 + \alpha }}{2}} \right) = 229.17*\cos \left( {\frac{{90 + 8.5}}{2}} \right) = 149.59\;MPa\\
\tau = \sqrt {{\sigma ^2} + 3*\left( {{\tau ^2}} \right)} = \sqrt {{{173.61}^2} + 3*{{149.59}^2}} \le \frac{{{f_u}}}{{{\beta _w}*{\gamma _m}}} = \frac{{430}}{{0.9*1.25}}\\
\tau = 311.88MPa \le \frac{{{f_u}}}{{{\beta _w}*{\gamma _m}}} = 382.22MPaWarunek spełniony!
Sprawdzenie spoiny środnika z blachą
\sigma = 186.36\;MPa \le 309.6\;MPa\\
Warunek spełniony!
\tau = \sqrt {{{186.36}^2} + 3*{{186.36}^2}} = 372.72 \le \frac{{{f_u}}}{{{\beta _w}*{\gamma _m}}} = \frac{{430}}{{0.9*1.25}} = 382.22MPaWarunek spełniony!
