Raport z obliczania połączenia elementów konstrukcji stalowych wg PN-EN 1993-1-8
Rodzaj połączenia: kratowe z blachą węzłową
Tytuł: Projekt złącza
Podtytuł: Złącze
Typ raportu: pełny
1. Geometria modelu (rysunek poglądowy)
2. Obciążenia
|
Nr |
Seria |
NEd [kN] |
VEd [kN] |
MEd [kNm] |
|
1.01 |
|
-100.00 |
0.00 |
0.00 |
|
1.02 |
|
-100.00 |
0.00 |
0.00 |
|
1.1 |
|
-300.00 |
0.00 |
0.00 |
3. Geometria
Konfiguracja ogólna węzła
|
|
Rodzaj węzła |
Y |
|
Przesunięcie punktu węzłowego (w pionie) [mm] |
e = 0.00 | |
|
|
|
Pas kratowy
|
|
Typ profilu |
IPE 330 |
|
Wysokość przekroju [mm] |
h,ch0 = 330.00 | |
|
Szerokość półek przekroju [mm] |
bf,ch0 = 160.00 | |
|
Grubość środnika przekroju [mm] |
tw,ch0 = 7.50 | |
|
Grubość półek przekroju [mm] |
tf,ch0 = 11.50 | |
|
Promień wewnętrzny [mm] |
R1,ch0 = 18.00 | |
|
Pole powierzchni przekroju poprzecznego [mm2] |
A,ch0 = 6260.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi y-y [cm4] |
Iy,ch0 = 11770.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi z-z [cm4] |
Iz,ch0 = 788.10 | |
|
Stal |
S 355 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fy,ch0 = 355.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fu,ch0 = 510.00 | |
|
ε |
0.81 |
Pręt skratowania nr 1
|
|
Odsunięcie od punktu węzłowego [mm] |
s = 270.00 |
|
Odsunięcie krawędzi od ścianki pasa kratowego [mm] |
sx = 54.45 | |
|
Kąt nachylenia pręta [°] |
φ = 70.00 | |
|
Odległość od osi do wewnętrznej krawędzi pręta [mm] |
c = 100.20 | |
|
|
|
|
|
Typ profilu |
2 x L 150 x 100 x 14 |
|
dane profilu podstawowego: |
| |
|
Typ profilu |
L 150 x 100 x 14 | |
|
Długość dłuższego ramienia [mm] |
h,b1(single) = 150.00 | |
|
Długość krótszego ramienia [mm] |
b,b1(single) = 100.00 | |
|
Grubość ścianki przekroju [mm] |
t,b1(single) = 14.00 | |
|
Promień wewnętrzny [mm] |
R1,b1(single) = 12.00 | |
|
Promień zewnętrzny [mm] |
R2,b1(single) = 6.00 | |
|
Pole powierzchni przekroju poprzecznego [mm2] |
A,b1(single) = 3320.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi y-y [cm4] |
Iy,b1(single) = 744.40 | |
|
Moment bezwładności względem osi z-z [cm4] |
Iz,b1(single) = 264.90 | |
|
|
| |
|
odstęp [mm] |
tp = 14.00 | |
|
Pole powierzchni przekroju poprzecznego (profil zdwojony) [mm2] |
A,b1 = 6640.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi y-y (profil zdwojony) [cm4] |
Iy,b1 = 1488.80 | |
|
Moment bezwładności względem osi z-z (profil zdwojony) [cm4] |
Iz,b1 = 1209.74 | |
|
Stal |
S 275 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fy,b1 = 275.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fu,b1 = 430.00 | |
|
ε |
0.92 |
Blacha węzłowa
|
|
Presunięcie blachy względem punktu węzłowego [mm] |
ez,g = -170.00 |
|
|
|
|
|
Typ profilu |
BL 350 x 300 x 14 |
|
Wysokość [mm] |
hgp = 300.00 | |
|
Długość [mm] |
lgp = 350.00 | |
|
Grubość [mm] |
tgp = 14.00 | |
|
Stal |
S 355 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fygp = 355.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fugp = 510.00 | |
|
ε |
0.81 |
4. Parametry połączenia
- połączenie pas kratowy-blacha węzłowa (blacha): spawane
|
|
Rodzaj |
czołowa |
|
Przetop |
pełen | |
|
|
|
- połączenie pręt skratowania nr 1-blacha węzłowa (blacha): spawane
|
|
Rodzaj |
pachwinowa |
|
Grubość spoiny [mm] |
a = 8.00 | |
|
|
|
5. Sprawdzenie warunków normowych
Liczba niespełnionych warunków geometrycznych lub normowych: 0 z 2
5.1. Połączenie pręt skratowania nr 1-blacha węzłowa (blacha) (spoiny)
grubość spoiny pachwinowej ap
Warunek spełniony
5.2. Połączenie pręt skratowania nr 1-blacha węzłowa (blacha) (spoiny)
długość spoiny pachwinowej leff,p
Warunek spełniony
6. Lista maksymalnych wytężeń
Liczba przekroczonych warunków nośności: 0 z 19
Maksymalne wytężenie główne w obliczanej konstrukcji wynosi: 0.84
|
Sprawdzany element |
War. |
Siła |
|
ścinanie przekroju blachy węzłowej w płaszczyźnie x |
0.10 |
1 |
|
ścinanie przekroju blachy węzłowej w płaszczyźnie z |
0.33 |
1 |
|
nośność osiowa przekroju blachy węzłowej w płaszczyźnie x |
0.16 |
1 |
|
nośność osiowa przekroju blachy węzłowej w płaszczyźnie z |
0.07 |
1 |
|
złożony stan naprężeń blachy węzłowej |
0.84 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 1, naprężenie zastępcze |
0.22 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 1, naprężenie prost. |
0.05 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 2, naprężenie zastępcze |
0.22 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 2, naprężenie prost. |
0.06 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 3, naprężenie zastępcze |
0.16 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 3, naprężenie prost. |
0.05 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 4, naprężenie zastępcze |
0.16 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt 4, naprężenie prost. |
0.09 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt A, naprężenie zastępcze |
0.05 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt A, naprężenie prost. |
0.05 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt B, naprężenie zastępcze |
0.05 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): Punkt B, naprężenie prost. |
0.04 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): nośność przekroju poprzecznego miarodajnego blachy węzłowej |
0.32 |
1 |
|
Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane): nośność przekroju miarodajnego blachy węzłowej na wyboczenie |
0.23 |
1 |
7. Obliczenia wstępne
7.1.1. Parametry geometryczne ogólne
7.1.1.1. Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
Mimośrody działania sił
7.1.1.2. Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
Mimośrody działania sił
7.1.2. Parametry ogólne połączenia spawanego
7.1.2.1. Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
Zakłada się nośność spoiny czołowej równą nośności elementu łączącego (blacha węzłowa).
7.1.2.2. Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
Punkty istotne kładu spoin
Punkty 1-4 - obliczenia wspólne
Punkt 1
Punkt 2
Punkt 3
Punkt 4
Punkty I-II - obliczenia wspólne
Punkt A
Punkt B
Nośność lokalna blachy w połączeniach z prętami skratowania
Rysunek schematyczny ogólny parametrów zasięgu przekroju miarodajnego
Do wyznaczenia przekroju miarodajnego brutto dla części blachy węzłowej powiązanej z danym prętem przyjmuje się rozpraszanie siły osiowej w zakresie 30.0° od krawędzi zewnętrznych przyjętego typu połączenia.
długość współpracująca llr,|| dla połączenia spawanego wyznacza się jako równą najkrótszej długości spoiny podłużnej:
zasięg boczny przekroju miarodajnego:
zasięg boczny przekroju miarodajnego l'lr,prost,top ulega redukcji ze względu na kolizję z krawędzią blachy węzłowej lub obrysem sąsiedniego pręta skratowania (połączenie spawane) albo prostą trasowania śrub (połączenie śrubowe):
położenie skrajnego włókna przekroju miarodajnego wyznacza się dla niezredukowanego zasięgu bocznego przekroju miarodajnego:
Nośność na lokalne wyboczenie
wysokość wykrojonego pręta miarodajnego ustala się w osi ś. c. połączenia:
parametr imperfekcji α wg krzywej wyboczenia c:
7.1.3. Nośność przekroju blachy węzłowej
7.1.3.1. Ścinanie blachy węzłowej
w płaszczyźnie x:
w płaszczyźnie z:
7.1.3.2. Nośność osiowa blachy węzłowej
w płaszczyźnie x:
w płaszczyźnie z:
7.1.4. Złożony stan naprężeń blachy węzłowej
8. Obliczenia dla kolejnych serii sił
8.1. Zestaw sił nr 1
8.1.1. Rozdział sił
8.1.1.1. Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
Transformacja sił do układu współrzędnych blachy węzłowej: pręt skratowania nr 1
Siły działające na środek ciężkości układu spoin
8.1.1.2. Dla przekroju blachy węzłowej
8.1.1.3. Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
8.1.2. Siły działające na poszczególne elementy połączenia
8.1.2.1. Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
8.1.2.2. Dla przekroju blachy węzłowej
8.1.2.3. Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
8.1.3. Warunki nośności połączenia spawanego
8.1.3.1. Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
Brak wytężeń przyjmujących swoje maksymalne wartość dla tego zestawu sił.
8.1.3.2. Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
Punkt 1
Punkt 2
Punkt 3
Punkt 4
Punkt A
Punkt B
Nośność lokalna blachy w połączeniach z prętami skratowania
Przekrój poprzeczny miarodajny
σlr,x' * γM0 / fy = 0.1148 * 1.00 / ( 355.00 * 10-3 ) = 0.32 Warunek spełniony
Nośność na lokalne wyboczenie
|Np| / Nlr,c,Rd = |-300.00| / 1306.37 = 0.23 Warunek spełniony
8.1.4. Nośność przekroju blachy węzłowej
8.1.4.1. Ścinanie blachy węzłowej
w płaszczyźnie x:
Vp(s),x / Vp(s),pl,Rd,x = 102.61 / 1004.30 = 0.10 Warunek spełniony
w płaszczyźnie z:
Vp(s),z / Vp(s),pl,Rd,z = 281.91 / 860.83 = 0.33 Warunek spełniony
8.1.4.2. Nośność osiowa blachy węzłowej
w płaszczyźnie x:
Np(t),x / Np(t),pl,Rd,x = 281.91 / 1739.50 = 0.16 Warunek spełniony
w płaszczyźnie z:
Np(t),z / Np(t),pl,Rd,z = 102.61 / 1491.00 = 0.07 Warunek spełniony
8.1.5. Złożony stan naprężeń blachy węzłowej
σzast * γM0 / fy = 0.2970 * 1.00 / ( 355.00 * 10-3 ) = 0.84 Warunek spełniony
9. Podsumowanie wytężeń
Kolejne kolumny w poniższych tabelach wytężeń odpowiadając poszczególnym elementom połączenia:
- 1: Połączenie blacha węzłowa-pas kratowy (spawane)
- 2: Połączenie blacha węzłowa-pręt skratowania nr 1 (spawane)
Zestaw sił nr 1
Wartości poszczególnych wytężeń dla połączeń typu spawanego.
|
wytężenie |
1 |
2 |
|
σzast,1 / σzast,1,max |
- |
0.22 |
|
σprost,1 / σprost,1,max |
- |
0.05 |
|
σzast,2 / σzast,2,max |
- |
0.22 |
|
σprost,2 / σprost,2,max |
- |
0.06 |
|
σzast,3 / σzast,3,max |
- |
0.16 |
|
σprost,3 / σprost,3,max |
- |
0.05 |
|
σzast,4 / σzast,4,max |
- |
0.16 |
|
σprost,4 / σprost,4,max |
- |
0.09 |
|
σzast,A / σzast,A,max |
- |
0.05 |
|
σprost,A / σprost,A,max |
- |
0.05 |
|
σzast,B / σzast,B,max |
- |
0.05 |
|
σprost,B / σprost,B,max |
- |
0.04 |
|
σzast,I / σzast,I,max |
- |
- |
|
σprost,I / σprost,I,max |
- |
- |
|
przekrój poprzeczny miarodajny |
- |
0.32 |
|
wyboczenie pręta wykrojonego blachy |
- |
0.23 |
|
Vp(s),x / Vp(s),pl,Rd,x |
0.10 |
- |
|
Vp(s),z / Vp(s),pl,Rd,z |
0.33 |
- |
|
Np(t),x / Np(t),pl,Rd,x |
0.16 |
- |
|
Np(t),z / Np(t),pl,Rd,z |
0.07 |
- |
|
złożony stan naprężeń blachy węzłowej |
0.84 |
- |
Zestawienie maksymalnych wytężeń
Wartości największych wytężeń dla poszczególnych połączeń.
|
Siły |
1 |
2 |
|
1 |
0.84 |
0.22 |