Raport z obliczania połączenia elementów konstrukcji stalowych wg PN-EN 1993-1-8
Rodzaj połączenia: połączenia słup-belka (doczołowe)
Tytuł: Projekt złącza
Podtytuł: Złącze
Typ raportu: pełny
1. Geometria modelu (rysunek poglądowy)
2. Obciążenia
|
Nr |
Seria |
NEd [kN] |
VEd [kN] |
MEd [kNm] |
|
1.1 |
seria 1 |
20.00 |
90.00 |
90.00 |
|
1.2 |
seria 1 |
20.00 |
20.00 |
90.00 |
3. Geometria
Słup
|
|
Typ profilu |
HE 300 B |
|
Wysokość przekroju [mm] |
hc = 300.00 | |
|
Szerokość półek przekroju [mm] |
bfc = 300.00 | |
|
Grubość środnika przekroju [mm] |
twc = 11.00 | |
|
Grubość półek przekroju [mm] |
tfc = 19.00 | |
|
Promień wewnętrzny [mm] |
R1c = 27.00 | |
|
Pole powierzchni przekroju poprzecznego [mm2] |
Ac = 14910.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi y-y [cm4] |
Iyc = 8563.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi z-z [cm4] |
Izc = 25170.00 | |
|
Stal |
S 355 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fyc = 355.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fuc = 510.00 | |
|
ε |
0.81 |
Belka
|
|
Orientacja względem słupa |
do półki |
|
Kąt obrotu [°] |
α = 0.00 | |
|
|
|
|
|
Typ profilu |
IPE 400 |
|
Wysokość przekroju [mm] |
hb = 400.00 | |
|
Szerokość półek przekroju [mm] |
bfb = 180.00 | |
|
Grubość środnika przekroju [mm] |
twb = 8.60 | |
|
Grubość półek przekroju [mm] |
tfb = 13.50 | |
|
Promień wewnętrzny [mm] |
R1b = 21.00 | |
|
Pole powierzchni przekroju poprzecznego [mm2] |
Ab = 8450.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi y-y [cm4] |
Iyb = 23130.00 | |
|
Moment bezwładności względem osi z-z [cm4] |
Izb = 1318.00 | |
|
Stal |
S 355 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fyb = 355.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fub = 510.00 | |
|
ε |
0.81 |
Blacha czołowa
|
|
Typ profilu |
BL 220 x 440 x 20 |
|
Wysokość [mm] |
hp = 440.00 | |
|
Długość [mm] |
lp = 220.00 | |
|
Grubość [mm] |
tp = 20.00 | |
|
Stal |
S 355 | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fyp = 355.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fup = 510.00 | |
|
ε |
0.81 |
4. Parametry połączenia
4.1. Konfiguracja ogólna węzła
|
|
Typ węzła |
szczytowy jednostronny |
4.2. Spawanego
Typ połączenia spawanego
|
Rodzaj |
czołowa |
|
Przetop |
pełen |
|
Sposób wymiarowania |
na nośność elementów |
Spoiny blacha czołowa - belka
|
|
Grubość spoiny środnika [mm] |
ab,w = 5.00 |
|
Grubość spoiny półek [mm] |
ab,f = 8.00 | |
|
|
|
4.3. Śrubowego
|
|
Klasa śruby |
8.8 |
|
Konstrukcja narażona na wpływy atmosferyczne lub korozyjne |
nie | |
|
Konstrukcja narażona na oddziaływania udarowe i wibracyjne |
nie | |
|
Płaszczyzna części ścinanej śruby |
Gwintowana | |
|
Granica plastyczności [MPa] |
fyb = 640.00 | |
|
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] |
fub = 800.00 | |
|
Średnica śruby [mm] |
d = 20.00 | |
|
Średnica otworu na śruby [mm] |
d0 = 22.00 | |
|
Pole powierzchni śruby [cm2] |
A = 3.14 | |
|
Pole powierzchni czynnej śruby [cm2] |
AS = 2.45 | |
|
Liczba wierszy śrub (w) |
2 | |
|
Odległość s1 [mm] |
s1 = 120.00 | |
|
Liczba zadeklarowanych szeregów śrub rozciąganych dla M(+) |
1 |
|
|
Odległość krawędzi blachy czołowej od krawędzi górnej słupa [mm] |
ecep = 0.00 |
|
| ||
|
Wiersz |
Kolumn łącznie |
e1 / pi [mm] |
|
1 |
2 x 1 |
60.00 |
|
2 |
2 x 1 |
320.00 |
5. Sprawdzenie warunków normowych
Liczba niespełnionych warunków geometrycznych lub normowych: 0 z 12
5.1. słup (dwuteownik) (wymiary)
smukłość środnika słupa
Warunek spełniony
5.2. blacha czołowa (wymiary)
wydłużenie blachy czołowej ponad krawędź górną elementu dochodzącego - ept [warunek literaturowy]
Warunek spełniony
5.3. blacha czołowa (wymiary)
wydłużenie blachy czołowej ponad krawędź dolną elementu dochodzącego - epb [warunek literaturowy]
Warunek spełniony
5.4. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
odległość śrub od krawędzi elementu e11,ep (blacha czołowa)
Warunek spełniony
5.5. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
odległość śrub od przeciwnej krawędzi elementu e12,ep (blacha czołowa)
Warunek spełniony
5.6. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
odległość śrub od krawędzi elementu e2,ep (blacha czołowa)
Warunek spełniony
5.7. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
dopuszczalny rozstaw śrub s1,ep (blacha czołowa)
Warunek spełniony
5.8. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
dopuszczalny rozstaw śrub pi,ep,max (blacha czołowa)
Warunek spełniony
5.9. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
odległość śrub od krawędzi elementu e1,c (słup)
Warunek spełniony
5.10. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
odległość śrub od krawędzi elementu e2,c (słup)
Warunek spełniony
5.11. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
dopuszczalny rozstaw śrub s1,c (słup)
Warunek spełniony
5.12. Połączenie słup-blacha czołowa (płaskownik) (śruby)
dopuszczalny rozstaw śrub pi,c,max (słup)
Warunek spełniony
6. Lista maksymalnych wytężeń
Liczba przekroczonych warunków nośności: 0 z 5
Maksymalne wytężenie główne w obliczanej konstrukcji wynosi: 0.84
|
Sprawdzany element |
War. |
Siła |
|
Smukłość panelu środnika słupa: warunek stosowania metody obliczania nośności |
OK |
- |
|
Warunek nośności przy zginaniu |
0.77 |
1 |
|
Warunek nośności na ścinanie: grupy łączników |
0.48 |
1 |
|
Warunek nośności panelu środnika słupa |
0.26 |
1 |
|
Warunek interakcji zginania ze ściskaniem |
0.84 |
1 |
7. Obliczenia wstępne
7.1.1. Obliczenia wspólne
7.1.1.1. Spoiny do blachy czołowej
Spoiny dla elementów rozciąganych wymiarowane są na nośność tych elementów.
Jeżeli dla różnych zestawów sił dany pas jest rozciągany oraz ściskany - spoina jest obliczana jak dla pasa rozciąganego.
rozciągany pas górny belki
Bez konieczności przeprowadzania dodatkowych obliczeń - nośność spoiny zależy od nośności elementu łączonego.
Warunek minimalnej obliczeniowej grubości spoiny Warunek spełniony
ściskany pas dolny belki
Bez konieczności przeprowadzania dodatkowych obliczeń - nośność spoiny zależy od nośności elementu łączonego.
Warunek minimalnej obliczeniowej grubości spoiny Warunek spełniony
rozciągany środnik belki
Bez konieczności przeprowadzania dodatkowych obliczeń - nośność spoiny zależy od nośności elementu łączonego.
Warunek minimalnej obliczeniowej grubości spoiny Warunek spełniony
7.1.2. Obliczenia dla M(+) (środek obrotu w pasie dolnym belki/skosu)
7.1.2.1. Nośność rozciąganych szeregów śrub - zginany pas słupa (szeregi rozpatrywane indywidualnie)
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
Ogólne
|
Szereg nr |
e1 |
m |
e |
m2 |
λ1 |
λ2 |
α |
n |
|
[-] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[-] |
[-] |
[-] |
[mm] |
|
1 |
60.00 |
32.90 |
90.00 |
- |
- |
- |
- |
41.12 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Szereg nr 1
typ: Skrajny szereg śrub
Szereg nr 2
typ: Wewnętrzny szereg śrub
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
7.1.2.2. Nośność rozciąganych szeregów śrub - zginany pas słupa (grupy szeregów)
Grupy szeregów śrub dla zginanego pasa słupa nie występują.
7.1.2.3. Nośność rozciąganych szeregów śrub - zginana blacha czołowa (szeregi rozpatrywane indywidualnie)
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
Ogólne
|
Szereg |
bp |
w |
ex |
mx |
m |
e |
m2 |
λ1 |
λ2 |
α |
n |
nx |
|
[-] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
[-] |
[-] |
[-] |
[mm] |
[mm] |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
55.70 |
50.00 |
26.50 |
0.53 |
0.25 |
6.43 |
50.00 |
- |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Szereg nr 1
typ: Szereg śrub w pobliżu pasa belki/skosu
Szereg nr 2
typ: Szereg śrub w pobliżu pasa belki/skosu
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
7.1.2.4. Nośność rozciąganych szeregów śrub - zginana blacha czołowa (grupy szeregów)
Grupy szeregów śrub dla zginanej blachy czołowej nie występują.
7.1.2.5. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik słupa rozciągany w kierunku poprzecznym (szeregi rozpatrywane indywidualnie)
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
Ogólne
Szereg nr 1
Szereg nr 2
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
7.1.2.6. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik słupa rozciągany w kierunku poprzecznym (grupy szeregów)
Grupy szeregów śrub dla środnika słupa rozciąganego w kierunku poprzecznym nie występują.
7.1.2.7. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik belki/skosu rozciągany w kierunku podłużnym (szeregi rozpatrywane indywidualnie)
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
Szereg nr 1
Szereg nr 2
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
7.1.2.8. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik belki/skosu rozciągany w kierunku podłużnym (grupy szeregów)
Grupy szeregów śrub dla środnika belki/skosu rozciągnego w kierunku poprzecznym nie występują.
7.1.2.9. Środnik słupa ściskany w kierunku poprzecznym
7.1.2.10. Ściskany pas belki / skosu
7.1.2.11. Panel środnika słupa
Smukłość panelu środnika słupa: warunek stosowania metody obliczania nośności Warunek spełniony
Rodzaj połączenia - połączenie śrubowe z blachą czołową i jednym szeregiem śrub rozciąganych.
7.1.2.12. Nośność ścinanych szeregów śrub
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
Ogólne
Szereg nr 1
typ (rozpatrywany od strony blachy czołowej): Szereg śrub nie jest rozpatrywany jako ścinany
typ (rozpatrywany od strony pasa słupa): Szereg śrub nie jest rozpatrywany jako ścinany
Szereg nr 2
typ (rozpatrywany od strony blachy czołowej): Skrajny ścinany szereg śrub oddzielony od krańca blachy czołowej pasem belki/skosu
typ (rozpatrywany od strony pasa słupa): Pośredni ścinany szereg śrub
Zestawienie
|
Szer. |
ki |
Fv,Rd |
Fb,i,ep,Rd |
Fb,i,fc,Rd |
|
[-] |
[-] |
[kN] |
[kN] |
[kN] |
|
1 |
2 |
- |
- |
- |
|
2 |
2 |
94.08 |
370.91 |
387.60 |
7.1.2.13. Nośność grupy łączników na ścinanie
Kolejne szeregi śrub numerowane są od 1, począwszy od szeregu najbardziej oddalonego od ściskanego pasu belki/skosu.
|
Szer. |
ki |
Fv,Rd |
Fb,i,ep,Rd |
Fb,i,fc,Rd |
Fb,i,Rd |
Fv,Rd ≥ Fb,i,Rd |
FV,i,Rd |
|
[-] |
[-] |
[kN] |
[kN] |
[kN] |
[kN] |
[kN] |
[kN] |
|
1 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
2 |
94.08 |
370.91 |
387.60 |
370.91 |
nie |
94.08 |
Występują poprawne szeregi ścinane, dla których śrub NIE jest spełniony warunek
8. Obliczenia dla kolejnych serii sił
8.1. Zestaw sił nr 1
8.1.1. Transformacja zestawu sił do układu globalnego
8.1.1.1. Transformacja dla belki prawej
W dalszych obliczeniach wykorzystywane są siły sprowadzone do układu globalnego: NEd = N'Ed , VEd = V'Ed oraz MEd = M'Ed .
8.1.1.2. Zestawienie
|
Element |
Seria |
NEd [kN] |
VEd [kN] |
MEd [kNm] |
|
belka prawa |
seria 1 |
20.00 |
90.00 |
76.50 |
|
słup dolny |
seria 1 |
20.00 |
20.00 |
90.00 |
|
belka lewa |
seria 1 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
słup górny |
seria 1 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
8.1.2. Obliczenia dla M(+) (środek obrotu w pasie dolnym belki/skosu)
8.1.2.1. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik słupa rozciągany w kierunku poprzecznym (szeregi rozpatrywane indywidualnie)
Ogólne (dla zestawu sił)
Szereg nr 1
Szereg nr 2
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
8.1.2.2. Nośność rozciąganych szeregów śrub - środnik słupa rozciągany w kierunku poprzecznym (grupy szeregów)
8.1.2.3. Środnik słupa ściskany w kierunku poprzecznym
8.1.2.4. Panel środnika słupa
8.1.2.5. Potencjalna nośność na rozciąganie szeregów śrub Ft,Rd(r)
Szereg nr 1
Szereg nr 2
Szereg śrub nie wskazany jako rozciągany.
Podsumowanie
Wartości poszczególnych sił podane w [kN].
|
Szereg nr |
Ft,fc,Rd(r) |
Ft,ep,Rd(r) |
Ft,wc,Rd(r) |
Ft,wb,Rd(r) |
Ft,Rd(r) |
|
1 |
282.24 |
282.24 |
640.60 |
871.02 |
282.24 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Szer. |
Ft,Rd(r) |
Vwp,Rd/β |
Fc,wc,Rd |
Fc,fb,Rd |
Fc,hb,Rd |
Ftt,hb,Rd |
Σr-1 Ft,Rd(i) |
Ft,fc/wc, Rd(k-r,g) |
Σkr-1 Fti,Rd |
Ft,ep/wb, Rd(l-r,g) |
Σlr-1 Fti,Rd |
Ftr,Rd |
|
1 |
282.2 |
875.3 / 1.0 |
799.7 |
862.6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
282.2 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
8.1.2.6. Rozkład plastyczny sił w rozciąganych szeregach śrub
Nie zachodzi konieczność redukcji do rozkładu plastycznego sił w szeregach śrub. Redukcję przeprowadza się dla zginanych połączeń śrubowych kategorii E narażonych na oddziaływania udarowe bądź wibracyjne.
8.1.2.7. Wyznaczanie nośności Mj,Rd
Uwzględniane są te szeregi śrub, które znajdują się po rozciąganej stronie pasa ściskanego belki/skosu (środek obrotu) oraz zostały wskazane przez użytkownika jako rozciągane.
|
Szer. |
Ftr,Rd |
hr |
Ftr,Rd * hr |
Σr Mj,Rd,row |
|
[-] |
[kN] |
[mm] |
[kNmm] |
[kNmm] |
|
1 |
282.24 |
353.25 |
99701.28 |
99701.28 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
8.1.2.8. Interakcja zginania z siłą podłużną
Nie zachodzi konieczność sprawdzenia warunku interakcji zginania z siłą podłużną.
8.1.2.9. Sprawdzanie warunków nośności
Warunek nośności przy zginaniu
|MEd| / Mj,Rd = |76500.00| / 99701.28 = 0.77 ≤ 1.0 Warunek spełniony
Warunki nośności przy ścinaniu siłą pionową
|VEd| / Fgr,b,Rd = |90.00| / 188.16 = 0.48 ≤ 1.0 Warunek spełniony
Warunek nośności panelu środnika słupa
Vwp,Ed / Vwp,Rd = 226.56 / 875.28 = 0.26 ≤ 1.0 Warunek spełniony
Warunek interakcji zginania z siłą podłużną
|MEd| / Mj,Rd + |Nj,Ed| / Nj,Rd = |76500.00| / 99701.28 + |20.00| / 282.24 = 0.84 ≤ 1.0 Warunek spełniony
8.1.3. Warunki nośności - podsumowanie
|
Zestaw sił nr |
Model |
|Mj,Ed| / MRd |
|VEd| / Fgr,b,Rd |
Vwp,Ed / Vwp,Rd |
interakcja M-N |
|
1 |
M(+) |
0.77 |
0.48 |
0.26 |
0.84 |