mathcad - imbinari

andreea

Imbinare articulata grinzi suport scripeti IPE 300

1. Forta taietoare de calcul Ved

aria inimii profilului grinzii secundare: Avz 2568mm2

fy 355N

mm2

limita de curgere a otelului S355:

γMo 1.00coeficientul de siguranta:

Vpl.rd

Avz

3

fy

γMo Vpl.rd 526.336 kN

Ved 0.3kN

2. Alegerea cornierului2 Acornier Avz 2 Acornier 1588mm

2 Acornier 1284mm

2

Se alege profil cornier L140x140x10 cu aria: AL 2724mm2

3. Alegerea suruburilor

diametrul maxim acceptat este de 16mm, deci se vor alege suruburi M16grupa surubului se alege 5.8 ;

aria sectiunii uzuale: As 1.57cm2

fyb 400N

mm2

limita de curgere a otelului:

fub 500N

mm2

rezistenta la rupere a otelului:

andreea

fu 510N

mm2

4. Forta capabila la forfecare a unui surub, pentru un plan de forfecare Fv,Rd

αv 0.5 pentru grupa de suruburi 5.8;

γM2 1.25 pentru suruburi solicitate la forfecare

- diametrul gaurii: d0 17mm dm 15.9mm

Fv.Rd

αv fub As

γM2

Fv.Rd 31.4 kN

5. Forta capabila la presiune pe gaura Fb,Rd

profil cornier 140x140x10 va rezulta t 10mm

distanta maxima de la centrul gaurii pana la marginea piesei pe directiatransmiterii efortului:

e1 4 t 40mm e1 80 mm

e1 50.mm

distanta maxima de la centrul gaurii pana la marginea pieseiperpendicular pe directia transmiterii efortului:

e2 4 t 40mm e2 80 mm

e2 50mm

distanta maxima intre gauri pe directia transmiterii efortului:

p1 min 14 t 200mm( ) 140 mm p1 80mm

distanta maxima intre gauri perpendicular pe directia transmiterii efortului:

p2 min 14 t 200mm( ) 140 mm

calculul coeficientului abîn directia de transmitere a efortului

αd1

e1

3 d00.98

- pentru suruburi de capat:

αd2

p1

3 d0

1

4

1.319- pentru suruburi interioare:

αd max αd1 αd2 1.319

ab min 1.0 αdfub

fu

0.98

calculul coeficientului k1perpendicular pe directia de transmitere a efortului

- pentru suruburi de capat: k11 min 2.8e2

d0 1.7

2.5

2.5

andreea

- pentru suruburi interioare: k12 min 1.4p2

d0 1.7

2.5

2.5

k1 max k11 k12 2.5

Fb.Rd

k1 ab fu d0 1mm t

γM2160 kN

Capacitatea portanta a elementuluin Fb,ed

Fb.ed min Fv.Rd Fb.Rd 31.4 kN

Numarul necesar de suruburi pentru imbinarea GP-GS este: ns

Ved

Fb.ed9.554 1

ns 3 SE ALEG 3 SIRP M16

6. Verificarea la intindere

NEd 135.46kN

Ft.Ed Ft.Rd

Ft.Rd forta capabila la intindere

Ft.Ed

NEd

ns45.153 kN efortul de intindere ce ii revine unui surub

k2 0.9 pentru suruburi fara cap inecat

Ft.Rd

k2 fub As

γM256.52 kN

Ft.Ed Ft.Rd 1Ft.Ed 45.153 kN

7. Verificarea la forfecare prin strapungere

Ft.Ed Bp.Rd

unde Bp.Rd capacitatea portanta la strapungere a surubului

Bp.Rd

0.6 π dm t fu

γM2122.281 kN

Ft.Ed Bp.Rd 1

andreea

A. Imbinarea grinda principala-cruce IPE 300 - IPE 400

1. Eforturile imbinarii:

Eforturile sunt obtinute din infasuratoarea calculului static:

NEd 6.30kN efort axial de calcul

MEd 17.80kN m moment incovoietor de calcul

VEd 19.00kN efort de forfecare de calcul

andreea

2. Materiale

Elementele imbinate sunt confectionate din otel laminat:

S 355 fy 335N

mm2

limita de curgere a otelului

fu 360N

mm2

rezistenta la tractiune

Suruburi de inalta rezistenta din grupa 10.9 cu urmatoarele caracteristici:

fyb 900N

mm2

limita de curgere a surubului

fub 1000N

mm2

rezistenta la rupere a surubului

Coeficientii partiali de siguranta γM0 1 γM1 1 γM2 1.25 γM3 1.25

3. Dimensiuni suruburi

Aleg suruburi M16 d 16mm diametrul surubului

d0 17mm diametrul gaurii surubului

dm 15.9mm diamentrul mediu al surubului

A 201mm2

aria bruta

As 157mm2

aria neta

4. Alegerea placii de capat

Grosimea placii de capat trebuie sa fie mai mare sau egala cu grosimea talpii stalp

tf.st 12mm aleg tplaca 15mm

5. Determinarea distantelor intre suruburi

Se definesc urmatoarele distante:

e1 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surudirectia eforturilor solicitante

1.2 d0 e1 4t 40mm

unde t este grosimea minima dintre talpa stalpului si placa de capat

t min tf.st tplaca 12 mm

1.2d0 20.4 mm 4t 40mm 88 mm

andreea

e2 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surdirectia perpendiculara pe eforturile solicitante

1.2d0 e2 4t 40mm

p1 distanta dintre centrele de greutate a doua suruburi consecutive pe directia ef

2.2d0 p1 min 14t 200mm( )

2.2d0 37.4 mm

min 14t 200mm( ) 168 mm

p2 distanta dintre centrele de greutate a doua suruburi consecutive pe directiaperpendiculara eforturilor

2.4d0 p2 min 14t 200mm( )

2.3d0 39.1 mm

min 14t 200mm( ) 168 mm

Se vor amplasa doua coloane de cate 3 suruburi la distantele e1 70mm

e2 50mm

nb 2 3 6p1 80mm

6. Starea de eforturi in cel mai solicitat surub

Forta de forfecare va fi: Fv.Ed

VEd

nb3.167 kN

Forta de intindere in surub data de efort axial va fi: Ft.Ed.N

NEd

nb1.05 kN

Distanta de la fibra comprimata pana la cel mai solicitat surub la fi: ymax 155m

Distantele de la fibra comprimata pana la suruburi sunt:

y1 155mm y2 75mm y3 0mm

Forta de intindere in surub data de moment va fi:

Ft.Ed.M

MEd ymax

2 ymax2

y12

y22

y32

25.701 kN

Astfel se determina forta de intindere in cel mai solicitat surub:

andreea

Ft.Ed Ft.Ed.N Ft.Ed.M 26.751 kN

7. Verificarea la lunecare

Verificarea la forfecare se face cu urmatoarea relatie:

Fv.Ed Fs.Rd

unde Fs.Rd forta capabila la forfecare a unui SIRP Fs.Rd

ks n μ Fp.c 0.8 FγM3

ks

ks 1

n 1 numarul suprafetelor de frecare

μ 0.5 coeficient de frecare pe structura metalica protejata anticoroziv

Fp.c 0.7fub As 109.9 kN

Fs.Rd

ks n μ Fp.c 0.8 Ft.Ed

γM335.4 kN

Fv.Ed 3.167 kN Fv.Ed Fs.Rd 1

Conform P100-2006 trebuie ca:

Fb.Rd 2.5 d fy Σt

Σt -suma minima a grosimilor tablelor care tind sa se deplaseze in acelasi s

Σt 34mm

Fb.Rd 2.5 d fy Σt 1


Verificarea la intindere se face cu urmatoarea relatie:

Ft.Ed Ft.Rd

unde Ft.Rd forta capabila la intindere


Ft.Rd

k2 fub As

γM2113.04 kN


9. Verificarea combinata la tractiune si forfecare

Daca o imbinare pretensionata este supusa unui efort de intindere de calcul Ft.Ed suplimentar

efortului de forfecare de calcul Fv.Ed care are tendinta sa produca lunecare, rezistenta de

calcul la lunecare a unui surub se determina astfel:

andreea

Fs.Rd


γM335.4 kN

Capacitatea de rezistenta la lunecare se va verifica cu rezistenta redusa la lunecarastfel:

Fv.Ed Fs.Rd 1

10. Verificarea la strapungere din forfecare

Pentru a se verifica strapungerea din forfecare se foloseste urmatoarea relatie:

Ft.Ed Bp.Rd


Bp.Rd

0.6 π dm t fu

γM2103.579 kN

Ft.Ed Bp.Rd 1

11. Lungimea surubului

Lungimea surubului se va calcula astfel incat sa parcurga urmatoarele: talpa stalpului, placde baza a grinzii, saiba, piulita si un spatiu de siguranta.

m 17mm grosimea piulitei

s 4mm grosimea saibei

Lsurub tf.st tplaca m s 15mm 63 mm

12. Verificarea sudurii dintre grinda si placa de baza

Grosimea cordonului de sudura trebuie sa se incadreze in urmatorul interval:

4mm a 0.7t 0.7t 8.4 mm

a 4mm grosimea sudurii

l 1144mm lungimea sudurii

Verificarea sudurii se face astfel:

Fw.Ed Fw.Rd

unde Fw.Ed

VEd

l0.282

kN

m forta de calcul pe unitatea de lungime a s

βw 0.9 coeficient pentru sudura de colt la oteluri

andreea

fvw.d

fu

3 βw γM2184.752

N

mm2

rezistenta de calcul la forfecare a sudurii

Fw.Rd fvw.d a 12.563kN

m forta capabila a sudurii pe unitatea de

lungime

Fw.Ed Fw.Rd 1 Fw.Rd

Fw.Ed44.496

A. Imbinarea grinda secundara - cruce IPE 160 - IPE 400


Eforturile sunt obtinute din infasuratoarea calculului static:

andreea



VEd 4.50kN efort de forfecare de calcul

2. Materiale

Elementele imbinate sunt confectionate din otel laminat:

S 355 fy 335N

mm2


fu 360N

mm2

rezistenta la tractiune

Suruburi de inalta rezistenta din grupa 10.9 cu urmatoarele caracteristici:

fyb 900N

mm2


fub 1000N

mm2


Coeficientii partiali de siguranta γM0 1 γM1 1 γM2 1.25 γM3 1.25

3. Dimensiuni suruburi

Aleg suruburi M16 d 16mm diametrul surubului

d0 17mm diametrul gaurii surubului

dm 15.9mm diamentrul mediu al surubului

A 201mm2

aria bruta

As 157mm2

aria neta


Grosimea placii de capat trebuie sa fie mai mare sau egala cu grosimea talpii stalpulu

tf.st 13.5mm aleg tplaca 15mm

5. Determinarea distantelor intre suruburi

Se definesc urmatoarele distante:

e1 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surub pdirectia eforturilor solicitante

1.2 d0 e1 4t 40mm


andreea

t min tf.st tplaca 13.5 mm

1.2d0 20.4 mm 4t 40mm 94 mm

e2 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surubdirectia perpendiculara pe eforturile solicitante

1.2d0 e2 4t 40mm

p1 distanta dintre centrele de greutate a doua suruburi consecutive pe directia efort

2.2d0 p1 min 14t 200mm( )

2.2d0 37.4 mm

min 14t 200mm( ) 189 mm

p2 distanta dintre centrele de greutate a doua suruburi consecutive pe directiaperpendiculara eforturilor

2.4d0 p2 min 14t 200mm( )

2.3d0 39.1 mm

min 14t 200mm( ) 189 mm

Se vor amplasa doua coloane de cate 3 suruburi la distantele e1 40mm

e2 50mm

nb 2 3 6p1 40mm

6. Starea de eforturi in cel mai solicitat surub

Forta de forfecare va fi: Fv.Ed

VEd

nb0.75 kN

Forta de intindere in surub data de efort axial va fi: Ft.Ed.N

NEd

nb0.383 kN

Distanta de la fibra comprimata pana la cel mai solicitat surub la fi: ymax 80mm

Distantele de la fibra comprimata pana la suruburi sunt:

y1 80mm y2 40mm y3 0mm

Forta de intindere in surub data de moment va fi:

Ft.Ed.M

MEd ymax

2 ymax2

y12

y22

y32

0.113 kN

andreea

Astfel se determina forta de intindere in cel mai solicitat surub:

Ft.Ed Ft.Ed.N Ft.Ed.M 0.497 kN

7. Verificarea la lunecare

Verificarea la forfecare se face cu urmatoarea relatie:

Fv.Ed Fs.Rd

unde Fs.Rd forta capabila la forfecare a unui SIRP Fs.Rd

ks n μ Fp.c 0.8 Ft.EγM3

ks 1

n 1 numarul suprafetelor de frecare

μ 0.5 coeficient de frecare pe structura metalica protejata anticoroziv

Fp.c 0.7fub As 109.9 kN

Fs.Rd


γM343.801 kN

Fv.Ed 0.75 kN Fv.Ed Fs.Rd 1

Conform P100-2006 trebuie ca:

Fb.Rd 2.5 d fy Σt

Σt -suma minima a grosimilor tablelor care tind sa se deplaseze in acelasi sen

Σt 34mm

Fb.Rd 2.5 d fy Σt 1


Verificarea la intindere se face cu urmatoarea relatie:

Ft.Ed Ft.Rd

unde Ft.Rd forta capabila la intindere


Ft.Rd

k2 fub As

γM2113.04 kN


9. Verificarea combinata la tractiune si forfecare

Daca o imbinare pretensionata este supusa unui efort de intindere de calcul Ft.Ed suplimentar

andreea

efortului de forfecare de calcul Fv.Ed care are tendinta sa produca lunecare, rezistenta de

calcul la lunecare a unui surub se determina astfel:

Fs.Rd


γM343.801 kN

Capacitatea de rezistenta la lunecare se va verifica cu rezistenta redusa la lunecare astfel:

Fv.Ed Fs.Rd 1

10. Verificarea la strapungere din forfecare

Pentru a se verifica strapungerea din forfecare se foloseste urmatoarea relatie:

Ft.Ed Bp.Rd


Bp.Rd

0.6 π dm t fu

γM2116.526 kN

Ft.Ed Bp.Rd 1

11. Lungimea surubului

Lungimea surubului se va calcula astfel incat sa parcurga urmatoarele: talpa stalpului, placa de baza a grinzii, saiba, piulita si un spatiu de siguranta.



Lsurub tf.st tplaca m s 15mm 64.5 mm

12. Verificarea sudurii dintre grinda si placa de baza

Grosimea cordonului de sudura trebuie sa se incadreze in urmatorul interval:

4mm a 0.7t 0.7t 9.45 mm




Fw.Ed Fw.Rd

unde Fw.Ed

VEd

l0.144

kN

m forta de calcul pe unitatea de lungime a sud

βw 0.9 coeficient pentru sudura de colt la oteluri S3

andreea

fvw.d

fu

3 βw γM2184.752

N

mm2



m forta capabila a sudurii pe unitatea de

lungime

Fw.Ed Fw.Rd 1 Fw.Rd

Fw.Ed87.367

Imbinare stalp marginal - fundatie


Eforturile sunt obtinute din infasuratoarea calcului static:



2. Materiale

Stalpul este confectionat din otel laminat:

S 355 fy 355N

mm2


fu 510N

mm2

rezistenta la tractiun

Suruburile sunt din grupa 6.8 cu urmatoarele caracteristici:

fyb 480N

mm2


andreea

fub 600N

mm2


Coeficientii partiali de siguranta γM0 1 γM1 1 γM2 1.25 γM3

Cuzinetul se afla in clasa de expunere XC2 si este de clasa C25/30 cu urmatoarea rezis

fck 25N

mm2

rezistenta caracteristica la compresiune

γc 1.5 coeficient partial de siguranta pentru situatii de proiectapermanente si tranzitorii

αcc 1 coeficient ce tine cont de efectele de lunga durata, valorecomandata

fcd

αcc fck

γc16.667

N

mm2

rezistenta de calcul la compresiune

3. Dimeniuni suruburi

Aleg suruburi M24 d 24mm diametrul surubului d0 35mm

A 452mm2

aria bruta

As 324mm2

aria neta


Dimensiunile placii de capat:

Lpl 300mm lungimea placii de capat

Bpl 300mm latimea placii de capat

hpl 30mm grosimea placii de capat

Lungimea si latimea placii de capat trebuuie sa respecte urmatoarea relatie:

NEd

Apl

MEd

Wpl fcd

Apl Bpl Lpl 900 cm2

Wpl

Bpl Lpl2

64.5 10

3 cm

3

NEd

Apl

MEd

Wpl fcd 1

Se vor calcula tensiunile dintr-un capetele opuse ale placii de baza:

σ1

NEd

Apl

MEd

Wpl 1.157

N

mm2

compresiune

andreea

σ2

NEd

Apl

MEd

Wpl 1.341

N

mm2

compresiune

Pe placa de baza apare doar compresiune. Suruburile de ancoraj se vor dispune constructiv.2

σmax max σ1 σ2 1.341N

mm2

Placa 1:

b 240mm a 240mmb

a1

α1 0.125 M1 α1 σmax a2

9.658 kN

α2 0.037 M2 α2 σmax a2

2.859 kN

M max M1 M2 9.658 kN

Grosimea placii satisface conditia:

6 M

fy12.776 mm hpl

6 M

fy 1

5. Dispunerea si dimensiunile suruburilor de ancoraj

Intinderea din prinderea incastrata a stalpului de fundatie va fi preluata de 4 suruburi M24.

nb 2 2 4

Determinarea distantei dintre suruburi si marginea placii de baza.

e1 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surub pedirectia eforturilor solicitante

1.2 d0 e1 4t 40mm


t hpl 30 mm

1.2d0 42 mm 4t 40mm 160 mm e1 80mm

e2 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surub pedirectia perpendiculara pe eforturile solicitante

andreea

1.2d0 e2 4t 40mme2 80mm



l 35 d 0.84 m lungimea de ancoraj

r 45.5mm raza de curbura a surubului de 180 deg pe exterior

T 84mm ciocul surubului

Lungimea totala a surubului L s m l π r T 1.094 m 14

6. Verificarea sudurii dintre stalp si placa de beton

Grosimea sudurii trebuie sa se incadreze in urmatorul interval:

4mm a 0.7t 0.7t 21 mm




Fw.Ed Fw.Rd

unde Fw.Ed

NEd

l3.748

kN



fvw.d

fu

3 βw γM2261.732

N

mm2



m

forta capabila a sudurii pe unitatea delungime

Fw.Ed Fw.Rd 1

andreea

Imbinare stalp central - fundatie


Eforturile sunt obtinute din infasuratoarea calcului static:



2. Materiale

Stalpul este confectionat din otel laminat:

S 355 fy 355N

mm2


fu 510N

mm2

rezistenta la tractiun

Suruburile sunt din grupa 6.8 cu urmatoarele caracteristici:

fyb 480N

mm2


andreea

fub 600N

mm2


Coeficientii partiali de siguranta γM0 1 γM1 1 γM2 1.25 γM3

Cuzinetul se afla in clasa de expunere XC2 si este de clasa C25/30 cu urmatoarea rezis

fck 25N

mm2

rezistenta caracteristica la compresiune

γc 1.5 coeficient partial de siguranta pentru situatii de proiectapermanente si tranzitorii

αcc 1 coeficient ce tine cont de efectele de lunga durata, valorecomandata

fcd

αcc fck

γc16.667

N

mm2

rezistenta de calcul la compresiune

3. Dimeniuni suruburi

Aleg suruburi M24 d 24mm diametrul surubului d0 35mm

A 452mm2

aria bruta

As 324mm2

aria neta


Dimensiunile placii de capat:

Lpl 600mm lungimea placii de capat

Bpl 600mm latimea placii de capat

hpl 30mm grosimea placii de capat

Lungimea si latimea placii de capat trebuuie sa respecte urmatoarea relatie:

NEd

Apl

MEd

Wpl fcd

Apl Bpl Lpl 3.6 103

cm2

Wpl

Bpl Lpl2

63.6 10

4 cm

3

NEd

Apl

MEd

Wpl fcd 1

Se vor calcula tensiunile dintr-un capetele opuse ale placii de baza:

σ1

NEd

Apl

MEd

Wpl 1.084

N

mm2

compresiune

andreea

σ2

NEd

Apl

MEd

Wpl 1.108

N

mm2

compresiune

Pe placa de baza apare doar compresiune. Suruburile de ancoraj se vor dispune constructiv.2

σmax max σ1 σ2 1.108N

mm2

Placa 1:

b 600mm a 600mmb

a1

α1 0.125 M1 α1 σmax a2

49.854 kN

α2 0.037 M2 α2 σmax a2

14.757 kN

M max M1 M2 49.854 kN

Grosimea placii satisface conditia:

6 M

fy29.028 mm hpl

6 M

fy 1

5. Dispunerea si dimensiunile suruburilor de ancoraj

Intinderea din prinderea incastrata a stalpului de fundatie va fi preluata de 4 suruburi M24.

nb 2 2 4

Determinarea distantei dintre suruburi si marginea placii de baza.

e1 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surub pedirectia eforturilor solicitante

1.2 d0 e1 4t 40mm


t hpl 30 mm

1.2d0 42 mm 4t 40mm 160 mm e1 50mm

e2 distanta de la marginea imbinarii pana la centrul de greutate al primului surub pedirectia perpendiculara pe eforturile solicitante

andreea

1.2d0 e2 4t 40mme2 50mm



l 35 d 0.84 m lungimea de ancoraj

r 45.5mm raza de curbura a surubului de 180 deg pe exterior

T 84mm ciocul surubului

Lungimea totala a surubului L s m l π r T 1.094 m

6. Verificarea sudurii dintre stalp si placa de beton

Grosimea sudurii trebuie sa se incadreze in urmatorul interval:

4mm a 0.7t 0.7t 21 mm




Fw.Ed Fw.Rd

unde Fw.Ed

NEd

l2.532

kN



fvw.d

fu

3 βw γM2261.732

N

mm2



m

forta capabila a sudurii pe unitatea delungime

Fw.Ed Fw.Rd 1

andreea

103

andreea

pului.

ub pe

andreea

rub pe

forturilor

a

mm

andreea

Ft.Ed

sens

r

andreea

re

ca

sudurii

S355

andreea

e

andreea

ui.

pe

andreea

b pe

turilor

andreea

d

ns

andreea

durii

355

andreea

andreea

1.25

stenta:

are

oare

andreea

xM24

e

andreea

durii

355

andreea

1.25

stenta:

are

oare

andreea

xM24

e

andreea

durii

355

mathcad - imbinari

Documents