27. Narysować przykłady sztywnego i przegubowego połączenia belki stropowej z
podciągiem.
– połączenie przegubowe
Belka stropowa zazwyczaj jest elementem
dużo mniej obciążonym niż podciąg, a co
za tym idzie – jest elementem o
mniejszym przekroju. Ze względu na
łatwość ułożenia stropu, dąży się do tego,
by górne półki podciągu i belki stropowej
licowały ze sobą. Obecnie dąży się do
tego, by wszystkie połączenia spawane
wykonywać w warsztacie, a więc spoina
na rysunku b) jest niewłaściwa z punktu
widzenia obecnych tendencji. Istotne w
połączeniu przegubowym jest, aby siły
wewnętrzne przekazywały się przez
węzeł bez znacznego udziału momentów
zginających (nie więcej niż 25%) oraz aby
zapewniony był wystarczający obrót
elementu w węźle. W węzłach
przedstawionych na rysunkach obok półki
górne belki nie stykają się z podciągiem
(przez półki przekazywana jest większość
momentu zginającego – jako para sił), a
dwie śruby (mogą być także trzy) z uwagi
na luz między śrubą a krawędzią otworu
zapewniają wystarczający obrót belki stropowej. Na rysunku c) zastosowano dodatkowy element w
postaci blaszki lub kątownika dospawanego do środnika podciągu ułatwiającego montaż elementu.
Na tym rysunku wątpliwe wydaje się zastosowanie czterech śrub – może to ograniczyć obrót belki
konieczny do zakwalifikowania połączenia jako nominalnie przegubowego.
– połączenie sztywne
Połączenie sztywne jest trudniejsze do
wykonstruowania niż połączenie nominalnie
przegubowe. W tym przypadku istotne jest aby
nośność węzła była co najmniej równa
nośności elementów do niego
dochodzących wszystkie siły
wewnętrzne
powinny
być
przekazywane przez węzeł).
Przykłady a) i b) są przykładami
węzów spawanych na budowie
(niezalecane). Przykład c) to węzeł
ś
rubowy (wszystkie spoiny są
wykonywane w warsztacie). Na
przykładach tych co prawda półki
belki stropowej nie stykają się
bezpośrednio z podciągiem, jednak
blachy naspawane lub dokręcone
do półek zapewniają przekazanie momentu zginającego poprzez parę sił. Istotnie jest także
usztywnienie środnika podciągu (blaszki usztywniające poniżej dolnej pólki belki stropowej) – w
innym wypadku wygięciu mógłby ulec środnik, a to pozwoliłoby belce na pewien obrót – tym
samym węzeł stałby się węzłem podatnym. Ze względu na trudności w konstrukcji i montażu
węzłów sztywnych – w połaczeniach belka stropowa – podciąg dąży się do stosowania węzłów
nominalnie przegubowych.
28. Co to jest korozja i od jakich czynników zależy szybkość korozji atmosferycznej.
Korozja polega na utlenianiu się warstw powierzchni stalowej, przy czym warstwa tlenku żelaza nie
stanowi zabezpieczenia. Następuje więc korozja wgłębna aż do likwidacji materiału.
Korozja zachodzi pod wpływem chemicznej i elektrochemicznej reakcji materiału z otaczającym
ś
rodowiskiem.
Korozja rozpoczyna się zwykle drobnymi zmianami zaatakowanej powierzchni
występującymi najczęściej w miejscach zagięcia materiału, a następnie postępuje w głąb, niszcząc
substancje najbardziej podatne na korozję.
Szybkość korozji atmosferycznej zależy od następujących czynników:
– składu chemicznego stali – cały proces wytwarzania surówki, z której powstaje stal,
powinien przebiegać w ten sposób, aby gotowy już produkt miał możliwie jak najmniej
zanieczyszczeń.
Stale zawierające co najmniej 10,5% chromu i maksymalnie 1,2%
węgla – stale odporne na korozję (zawartość niklu, molibdenu również korzystnie
wpływają na odpornść antykorozyjną);
– odczynu środowiska – szybszy rozwój korozji zaobserwujemy w środowisku o odczynie
kwaśnym, natomiast wolniejszy w środowisku o odczynie zasadowym;
– wilgotność powietrza – wartość krytyczna wilgotności powietrza (początek skraplania
wilgotności), z którą wiąże się rozpoczęcie procesu korozji atmosferycznej, zawiera się
w granicach 50-70%;
– stanu powierzchni konstrukcji – konstrukcje o gładkiej, czystej powierzchni są mniej
podatne na korozję. Wszelkiego rodzaju rysy, pęknięcia, nieczystości występujące na
powierzchni, a także wszystkie miejsca trudno dostępne w konstrukcji, np. miejsca
połączeń, stanowią przestrzeń wzmożonego zagrożenia zjawiskiem korozji;
– wielkości naprężeń od obciążeń mechanicznych – naprężenia te powstają w czasie pracy
konstrukcji, występują przy uderzeniach czy obciążeniach zmiennych. Elementy
bardziej wytężone (takie, w których występują znaczne naprężenia) są bardziej narażone
na korozję w porównaniu do elementów słabo obciążonych.
29. Narysować przykłady przegubowej i sztywnej podstawy słupa jednogałęziowego
wykonanego z dwuteownika szerokostopowego.
– przegub techniczny
Poniższe dwa przykłady pokazują tzw. przeguby techniczne, które należy stosować przy
obciążeniach osiowych i małych przemieszczeniach ustroju. Jednak przy dużych
wartościach sił osiowych należałoby usztywnić blachę poziomą podstawy, za pomocą żeber
lub blach trapezowych.
– przegub teoretyczny
Połączenie słupa z fundamentem za pomocą przegubu teoretycznego umożliwia
swobodny obrót słupa na podporze i bezmomentowe przekazanie reakcji na fundament.
W takim układzie obciążenie za słupa (1) jest przekazywane na fundament za pomocą
elementów wsporczych (2) połączonych śrubami kotwiącymi (3) z fundamentem. Jeśli
słup przekazuje na fundament oprócz pionowej siły osiowej N również poziomą siłą
poprzeczną V, dolną płytę elementu wsporczego (2) wyposaża się w element oporowy
(4) w postaci żebra poprzecznego. Uniemożliwia ono przesunięcie elementu wsporczego
(2) względem fundamentu.
Słup podparty za pomocą takiego przegubu jest na ogół dość wąski lub zwężony do
dołu, co ułatwia konstruowanie podstawy. Reakcję przekazuje element poziomy o
płaskiej lub stycznej powierzchni docisku przyspawany do blachy poziomej słupa (a)
lub blachy poziomej elementu wsporczego (b).
1- słup; 2- element wsporczy; 3- śruba kotwiąca; 4- element oporowy
– połączenie sztywne
W przypadku słupów przenoszących siłę osiową N, siłę poprzeczną V i moment
zginający M wymagany jest większy zakres obliczeń. Działanie momentu zginającego
powoduje , że naprężenia dociskowe występują tylko na fragmencie powierzchni
podstawy. Pozostała część jest odrywana od powierzchni fundamentu i musi być
kotwiona śrubami fundamentowymi.
W Eurokodach dąży się do eliminacji blach usztwniających z uwagi na powstawanie w
miejsach połączeń z blachą podstawy ognisk korozji. Zamiast tego stosuje się grubszą
blachę podstawy, co jednak wiąże się z problemem rozwarstwienia materiału.
30. Podać zasady obowiązujące przy doborze zawiesi do montażu stalowych elementów
konstrukcyjnych.
Przy doborze zawiesi należy kierować się następującymi zasadami:
– każdy element należy podnosić na co najmniej dwóch zawiesiach (także elementy takie jak
słupy, które teoretycznie można by podnieść za pomocą jednego zawiesia) – na wypadek
gdyby jedno zawiesie obluzowało się bądź zerwało – drugie jest w stanie nadal podtrzymać
element, ponadto element podnoszony na dwóch zawiesiach jest bardziej stabilny (nie
obraca się, itd.), elementy przestrzenne zaleca się podnosić na co najmniej trzech
zawiesiach;
– wszystkie obliczenia wykonywane przy doborze zawiesi (także uch montażowych,
sprawdzenie stateczności elementu w fazie montażu) należy przeprowadzać tak, jakby
pracowały tylko dwa zawiesia – ze względu na to, że ciężar elementu nie zawsze przenosi
się równomiernie na wszystkie zawiesia; jedynym wyjątkiem od tej reguły jest zastosowanie
układu wyrównawczego – specjalnej trawersy wyposażonej w układ linowo-krążkowy
zapewniający równomierny rozkład obciążenia we wszystkich cięgnach;
– kąt rozwarcia zawiesi przy haku nie powinien przekraczać 120º; w normach europejskich
operuje się nie kątem rozwarcia przy haku, a kątem odchylenia zawiesia od pionu – w tym
wypadku kąt ten nie powinien przekraczać 60º.
– przy podnoszeniu elementu z obwiązywaniem zawiesia nie powinno się stosować zapasu
bezpieczeństwa przy doborze zawiesia – tylko dopasowane do danego obciążenia zawiesie
daje gwarancję odpowiedniego zaciągnięcia się pętli na elemencie, a co za tym idzie –
bezpieczenego zamocowania zawiesia na elemencie; w przypadku podczepiana elementu do
zawiesia za pomocą np. uch montażowych ta zasada praktycznie nie obowiązuje;
– zawiesie nie może uszkodzić elmentu, ani jego powłoki malarskiej – w tym celu stosuje się
podkładki (kawałki drewna, połówki rur metalowych lub – bardziej prawidłowe – specjalne
podkładki ochronne);
– należy również rozpatrzyć co i w jaki sposób będzie podnoszone – i do tych warunków
dobrać typ zawiesia; zawiesia tekstylne (naturalne bądź syntetyczne) są zazwyczaj lżejsze i
bardziej elastyczne, a co za tym idzie, łatwiejsze w manewrowaniu, z kolei gorzej przylegają
do elementu przy obwiązywaniu w porównaniu do zawiesi linowych; zawiesia łańcuchowe
często stosuje się przy transporcie elementów niesymetrycznych lub tam, gdzie
potrzebujemy zawiesi o różnej długości, gdyż łatwo można korygować jego długość
opuszczając poszczególne ogniwa łańcucha; zawiesia łańcuchowe są też wygodne w
stosowaniu w przypadku korzystania z rozpory (można ją wtedy stosunkowo łatwo
zamontować zahaczając o ogniwa łańcucha);
– do montażu należy korzystać tylko z zawiesi atestowanych, wyprodukowanych według
obowiązujących norm, z wyraźnymi oznaczeniami i bez wad mechanicznych (załamanie,
zerwane druty, rozplecenia, rozluźnienia wiązek, itp.);
– zawiesia można łączyć za pomocą atestowanych szakli o nośności takiej jak zawiesie (nie
dopuszcza się stosowania zacisków kabłąkowych do lin).