background image

KONSTRUKCJE METALOWE 1 

Przykład 6 

Projektowanie spoin pachwinowych łączących słupki krzyżulce blachy z pasami dźwigara kratowego 

D

1

 1001,3 kN

D

2

1001,3 kN

D

3

  849,5 kN

 D

4

 697,8 kN

  D

8

1001,3 kN

 D

5

 697,8 kN

  D

6

  849,5 kN

  D

7

1001,3 kN

 G

2

  - 

91

6,5

 kN

 G

1

 -1

07

7,9

 kN

   G

3

 - 7

53

,7 

kN

G

4

  - 

59

8,5

 kN

 G

7

  - 9

16,5

 kN

 G

8

 -10

77,9

 kN

   G

6

 - 75

3,7 

kN

G

5

      

  - 5

98,5

 kN

S

1

=

 1

,5

0

 m

  

  

  

 0

,0

 k

N

S

2

=

 3

,0

0

 m

  

  

  

7

7

,4

 k

N

S

3

=

 4

,5

0

 m

  

1

5

4

,7

 k

N

S

4

=

 6

,0

0

 m

  

  

  

4

0

5

,3

 k

N

S

5

  

1

5

4

,7

 k

N

S

6

  

7

7

,4

 k

N

S

7

  

0

,0

 k

N

K

1

  -1

69,6

 kN

K

2

  - 

21

6,5

 kN

K

3

  -

 2

7

7

,4

 k

N

K

6

  -1

69

,6 

kN

K

5

  -

 2

16

,5

 k

N

K

4

  

2

7

7

,4

 k

N

 l = 3

,35

 m

 l =

 4

,2

4 m

 l =

 5

,4

1

 m

3,3

5 m

6,71

 m

6,71

 m

13,4

2 m

3,00 m

3,3

5 m

3,3

5 m

3,3

5 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

3,00 m

24,00 m

Rys 3a. Maksymalne siły prętach kratownicy 

Węzeł 7 Połączenia spawane 

background image

Konstrukcje metalowe 1 

 

   Przykład 6 

a – grubość spoiny, 

l – długość spoiny, 
A

w

 – pole przekroju spoiny; 

f



 granica plastyczności 

f



 wytrzymałość na rozciąganie, 

Gatunek stal: S 355, , (Tablica 3.1 EC 3-1-1) 

f



 355 MPa  35,5 kN/cm



f



 510 MPa  51,0 kN/cm



γ



 1  współczynnik redukcyjny,  

γ



 1,25  częściowy współczynnik dotyczący węzłów,  

β



 0,9  współczynnik korelacji dla spoin pachwinowych, (Tablica 4.1 EC 3-1-8 ) 

b – przyspawane ramię kątownika, 
e – położenie prostopadłej osi środka ciężkości  do przyspawanego ramienia kątownika, 
t – grubość łączonego elementu. 

5. Projektowanie połączeń spawanych p. 4.5 EC 1993-1-8 
Siły w prętach kratownicy przyjęto z rysunku 3a,  

5.1 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie ściskanym K

2   

2L100x100x10 

Siła w krzyżulcu  

K



, F

, 

 216,5 kN  

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dobór grubości spoiny 
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x10 = 7 mm 
Przyjęto spoinę o grubości a = 4 mm 

Warunek nośności P 4.5.3  

"

#,$%

"

#,&%

' 1,0  

"

#,&%

 (

)#,%

(

)#,%

→ obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie 

(

)#,%



(

,

√3

.

/

#

0

1

 

(

)#,%



51,0

√3

.

0,9 ∗ 1,25  26,2

34

56



7

 

Pole przekroju spoiny 

8

#

 9 :

;

*

;

 

background image

Konstrukcje metalowe 1 

 

   Przykład 6 

Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem) 

:

<

+ :





>

?,@A

B

C?,A

D

  

:

<

+ :





0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

261,73 ∗ 4

 103,4 66 

Siła 

"

#,$%

 jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników 

b = 100 mm 
e = 28,2 mm 

:

<



"

#,$%

H

(

)#,%

*

<

I

 

:

<



0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

∗ 28,2

261,73 ∗ 4 ∗ 100

 29,24 66 

Przyjęto l

1

 = 30 mm 

:





"

#,$%

(I  H)

(

)#,%

*



I

 

:





0,5 ∗ 216,5 ∗ 10

E

(100  28,2)

261,73 ∗ 4 ∗ 100

 74,24 66 

Przyjęto l

2

 = 75 mm 

5.2 Projektowanie połączenia spawanego w pręcie rozciąganym S

3

 metodą uproszczoną. 

Ze względów konstrukcyjnych i technologicznych zmieniono przekrój pręta na

 

2L 60x60x8 

 

Warunek smukłości pręta 
l = 450 cm, i = 1,8 cm 

M 

:

N ' 250

 

M 

450

1,8  250 ' 250

 

Siła w słupku  

S

E

, F

, 

 154,7 kN 

Dobór grubości spoiny 
P 4.5.2 grubość minimalna spoiny 3 mm ≤ a ≤ 0,7t = 0,7x8 = 5,6 mm 
Przyjęto spoinę o grubości a = 3 mm 
Warunek nośności P 4.5.3  

(

)#,%

→ obliczeniowa wytrzymałość spoiny na ścinanie 

(

)#,%



(

,

√3

.

/

#

0

1

 

background image

Konstrukcje metalowe 1 

 

   Przykład 6 

A – punkt sprawdzenia, miejsce 
       najbardziej wytężone spoiny 

(

)#,%



51,0

√3

.

0,9 ∗ 1,25  26,2

34

56



7

 

Długość spoin przy zamocowaniu mimośrodowym kątownika (jednym ramieniem).  
Siła 

"

#,$%

 jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników 

:

<

+ :





>

?,@A

B

C?,A

D

 

:

<

+ :





0,5 ∗ 154,7

26,2 ∗ 0,3  9,84 56

 

Przyjęto łączną długość spoin l  140 mm. 

Pole przekroju spoin

8

d

 * ∗ :  0,3 ∗ 14  4,2 56



Siła 

"

#,$%

 jest pomnożona przez 0,5 z powodu zastosowania zestawu kątowników 

b = 60 mm 
e = 17,7 mm 
Odległość środka ciężkości spoin do środka ciężkości kątownika (działania siły) 
e

1

= b/2 - e = 60/2 - 17,7 = 12,3 mm 

Moment działający w środku ciężkości spoin dla jednego kontownika.

e

$%

 "

#,$%

H

<

 0,5 ∗ 154,7 ∗ 1,23  95,2 3456

Momenty bezwładności spoin względem osi x, z i biegunowy. Pominięto grubość spoin ze względu na nie

znaczy wpływ na wynik końcowy.

j

k

 2: l

m


n



 2 ∗ 7(6/2)



 126  56

o

56

7

 

j

p



2:

E

12 

2 ∗ 7

E

12  57

56

o

56

7    

j



 j

k

+ j

q

 126 + 57  183  56

o

56

7    

Naprężenia w spoinie w najbardziej wytężonym punkcie. 

r

1k

 e

$%

b

2

j



∗ *  95,2 ∗

6

2

183 ∗ 0,3  5,2 kN/cm



 

r

1p

 e

$%

s

t

u

v

∗D

 95,2 ∗

w

t

<xE∗,E

 6,1 kN/cm



 

r

>,y



0,5F

, 

:

<

∗ *

<

b  e

b 

0,5 ∗ 154,7

7,0 ∗ 0,3 ∗

6,0  1,77

6,0

 25,96 kN/cm



 

Sprawdzenie nośności. 

r  zr

1p



+ (r

1k

+ r

>

)



' (

)#,%

 

r  zr

1p



+ (r

1k

+ r

>

)



' 261,73  4 66



7

 

r  {6,1



+ (5,2 + 25,96)



 31,75

kN

cm



' 26,2  34 56



7

 

Nośność połączenia nie została zapewniona. Zwiększono grubość spoiny a = 5 mm 

r

>,y<

 r

>,y

*

<

*  25,96

0,3

0,5  15,57 kN/cm



 

r  {6,1



+ (5,2 + 15,57)



 21,64

kN

cm



' 26,2  34 56



7

 

5.3 Wymiary blachy węzłowej zostały dobrane konstrukcyjnie ze względu na długości spoin łączących 

krzyżulec i słupek z blachą węzłową. Konstrukcyjnie dobrano grubość spoiny łączącej blachę węzłową z 

pasem dolnym kratownicy a = 4 mm na całej długości blachy.