Konstrukcje stalowe 

 

Projekt 3

 

Temat 14 

 
 

 

Łukasz Krzywda 

Rok III GR. P 

Wydział: 

Inżynierii Mechanicznej i Robotyki 

Kierunek: 

Mechanika i Budowa Maszyn 

Rok akademicki 2013/2014 

 
 

1. Temat 

Dla podanego schematu ramy dobrać odpowiedni przekrój każdej belki (kształt przekroju zaznaczony 
na rysunkach) korzystając ze wzorów klasycznej wytrzymałości. Zaprojektować połączenie spawane A 
i B belek ramy (czołowe lub pachwinowe) wg PN-B-03200:1990. Przy projektowaniu połączenia 
należy uwzględnić wszystkie siły przekrojowe.  
 

 

2. Obciążenia 

Rama została rozwiązana z wykorzystaniem oprogramowania SOLDIS Projektant 5.0, uzyskane 
wykresy sił i momentów zamieszczono poniżej: 
 

Siły normalne: 
 

Siły tnące: 

 

 

 
 

Dane: 
a= 3[m] 
b= 4[m] 
P1= 27[kN] 
l1= 1,2[m] 
l2= 2,7[m] 
P2=16[kN] 
M= 0 [kNm] 
 

Momenty: 

 

 

3. Wstępny dobór przekrojów 

 

Belka 

 
Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa 

Siły przekrojowe: 
M=151,2 kNm 
T= 43,2 kN 
N=27 kN 
Wstępne pole przekroju: 
 

 

   

 

 

 

 

          

 

 

 

Wstępny wskaźnik wytrzymałości: 
 

 

   

 

 
 

 

            

 

 

Uprzednio obliczony dwuteownik IPE300 nie pozwolił na spełnienie warunków wytrzymałościowych 
spoin. 
Dobrano z normy PN-91/H-93419: Dwuteownik IPE330  
 

Własności: 

           

 

 

 

 

        

 

 

 

 

         

 

 

 

 

          

 

 

 

 

        

 

 

Wymiary: 

           

            

            

             

         

 

 

 
 

Naprężenia: 

    

 

 

           

 

    

 

  

             

 

   

 
 

           

Naprężenia zastępcze: 
 

 

 

  √         

 

       

 

             

 

 

 

   

 

 

 

Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo. 

 

Słup lewy (l=4m) 

 
Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa 

Siły przekrojowe: 
M=151,2 kNm 
T= 43,0 kN 
N=43,2 kN 
Wstępne pole przekroju: 
 

 

   

 

 

 

 

          

 

 

 

Wstępny wskaźnik wytrzymałości: 
 

 

   

 

 
 

 

            

 

 

 
Wstępnie założono użycie ceownika, jednak ze względu na szerokość teownika, który ma zostać do 
niego przyspawany (150mm) i niedostępność ceowników o takich wymiarach, oraz konieczność 
położenia spoiny na całym obwodzie, użyty zostanie dwuteownik. Spoina nie może zostać wykonana 
na dłuższym boku ceownika ze względu na znacznie niższą wartość wskaźnika wytrzymałości. 
 
Dobrano z normy PN86/H-93452: Dwuteownik szerokostopowy HEB200 
Własności:  

           

 

 

 

 

        

 

 

 

 

        

 

 

 

 

         

 

 

 

 

         

 

 

Wymiary: 

           

            

            

             

            

 

Naprężenia: 

    

 

 

           

 

    

 

  

             

 

   

 
 

           

Naprężenia zastępcze: 
 

 

 

  √         

 

       

 

             

 

 

 

   

 

 

 

Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo. 

 

Słup prawy (l=2m) 

 
Przyjęto materiał: 18G2A dla której f

d

=305 MPa 

Siły przekrojowe: 
M=21,6 kNm 
T= 27,0 kN 
N=43,2 kN 
Wstępne pole przekroju: 
 

 

   

 

 

 

 

          

 

 

 

Wstępny wskaźnik wytrzymałości: 
 

 

   

 

 
 

 

           

 

 

 
Ze względów analogicznych jak w słupie lewym, profil ceowy zostanie zastąpiony dwuteownikiem o 
szerokości większej od szerokości belki.. 
 
Dobrano z normy PN86/H-93452: Dwuteownik szerokostopowy HEB180 
 

Własności: 

           

 

 

 

 

        

 

 

 

 

        

 

 

 

 

         

 

 

 

 

         

 

 

 

Wymiary: 

           

            

            

             

            

 

 

 
 
 
 

Naprężenia: 

    

 

 

           

 

    

 

  

             

 

   

 
 

           

Naprężenia zastępcze: 
 

 

 

  √         

 

       

 

            

 

 

 

   

 

 

 
Warunek spełniony, przekrój dobrano prawidłowo. 
 

4. Obliczenie spoin 

Spoina A 

Połączenie w punkcie A, zostanie zrealizowane jako spoina pachwinowa. 

Materiał 18G2A, Re=355MPa 

 

 

Spoina łącząca środnik ze słupem: 

 

 

   

                                

 

 

 

       

 

Spoina łącząca półkę ze słupem: 

 

 

   

                                  

 

 

 

       

Pole powierzchni spoiny: 

Pole powierzchni spoiny, oraz moment bezwładności spoiny zostały wyznaczone przy pomocy 

programu SOLIDWORKS  

 

 

 

 

           

 

 

 

 

 

               

 

 

 

Wskaźnik wytrzymałości spoiny: 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

           

    

             

 

 

 

Naprężenia: 

 

    

 

  

 

  
  

           

 

    

 

  

 

     

        

             

 

   

 

  

 

    

  

           

 

                         

 

N93 

Warunek wytrzymałościowy dla spoin pachwinowych: 

 

 √ 

 

 

        

 

 

   

 

 

     

 

 

           

 

   

 

  

dla Re=355MPa odczytano: 

         
 

Dla punktu 1: 

 

 

    

 

 

 

   

 

 

 

√ 

 

       

√ 

             

 

 √ 

 

 

        

 

 

   

 

 

     

 

 

 √         

 

 

 

    √                 

 

             

 

            

 

 

 

   

 

 

 

             

 

Warunek spełniony. 

 

Dla punktu 2: 

 

 

               

 

 

 

   

 

 

 

√ 

 

       

√ 

             

 

 √ 

 

 

        

 

 

   

 

 

     

 

 

 

    √      

 

           

 

        

 

        

 

             

 

            

 

 

 

   

 

 

 

              

 

Warunek spełniony. 

 
 
 
 

Spoina B 

Połączenie w punkcie B, zostanie zrealizowane jako spoina pachwinowa. 

Materiał 18G2A, Re=355MPa 

 

W związku z tym, że parametry połączenia spawanego w punkcie B, takie jak powierzchnia spoiny i jej 

wskaźnik wytrzymałości, oraz siły tnące i normalne, są takie same jak w punkcie A, a moment jest 

znacznie mniejszy, połączenie to nie wymaga dodatkowego sprawdzania.