metalne konstrukcije i - gfosgfosweb.gfos.hr/portal/images/stories/studij/strucni/metalne... ·...
TRANSCRIPT
METALNE KONSTRUKCIJE IMETALNE KONSTRUKCIJE I
VLAVLAČČNI I TLANI I TLAČČNI ELEMENTINI ELEMENTI
mr.sc. Jurko mr.sc. Jurko ZovkiZovkićć
VLAVLAČČNO OPTERENO OPTEREĆĆEN ELEMENTEN ELEMENT
osigurati dovoljnu POVRŠINU poprečnog presjeka za prijenos vlačne sile
osigurati dovoljnu POVRosigurati dovoljnu POVRŠŠINU popreINU popreččnog nog presjeka za prijenos vlapresjeka za prijenos vlaččne silene sile
Potrebna površina = SILA
ČVRSTOĆA MATERIJALA
Potrebna povrPotrebna površšinaina = = SILASILA
ČČVRSTOVRSTOĆĆA MATERIJALAA MATERIJALA
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
• osnovni proračun u osnovi vrlo jednostavan:
2/222/22
•• VRLO VAVRLO VAŽŽNI SPOJEVINI SPOJEVI –– utjecaj na izbor dimenzijautjecaj na izbor dimenzija
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT3/223/22
A BNEdNEd
područje spojeva
L1
12
2
1-1 : bruto presjek2-2 : neto ili bruto presjek
• ELEMENTI SPOJENI ZAVARIVANJEMZAVARIVANJEM:
RARAČČUNSKA VLAUNSKA VLAČČNA OTPORNOSTNA OTPORNOST Nt.Rd :
0.
M
yRdpl
AfN
γ=A je bruto površina
poprečnog presjekaA je bruto povrbruto površšinainapoprečnog presjeka
• ELEMENTI SPOJENI VIJCIMA:VIJCIMA:
0.
M
yRdpl
AfN
γ= ili
2. 9,0
M
unetRdu
fANγ
=
0,9 je koeficijent redukcije zbog ekscentričnosti, koncentracije naprezanja i sl.
0,9 je koeficijent koeficijent redukcijeredukcije zbog ekscentričnosti, koncentracije naprezanja i sl.
OTPORNOST POPREOTPORNOST POPREČČNOG PRESJEKA:NOG PRESJEKA:VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
RARAČČUNSKA VLAUNSKA VLAČČNA OTPORNOSTNA OTPORNOST Nt.Rd :
4/224/22
FORMAT DOKAZA OTPORNOSTI:FORMAT DOKAZA OTPORNOSTI:
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT5/225/22
NETTO POVRNETTO POVRŠŠINA POPREINA POPREČČNOG PRESJEKANOG PRESJEKA
“bruto povrbruto površšina ina MINUSMINUS povrpovrššina rupa za vijkeina rupa za vijke i drugih oslabljenja”
• POSEBNA PRAVILAPRAVILA- za L - profile spojene preko jedne nožice, - T – profile- U – profile spojene preko vanjskih elemenata
•• EKSCENTRIEKSCENTRIČČNOSTINOSTI (spoja, profila) uzeti u obzir(spoja, profila) uzeti u obzir
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT6/226/22
• vlačni elementi opterećenje prenose vrlo djelotvorno:imaju RELATIVNO MALE POVRRELATIVNO MALE POVRŠŠINEINE poprečnih presjeka
ZATEGE: izraženo produženju uslijed aksijalnog opterećenja:
• VEĆI POMACI konstrukcije • POVEĆANA BOČNA DEFORMACIJA uslijed vlastite težine
• laki valjani profili se LAKO OLAKO OŠŠTETETETE PRI TRANSPORTU
UPORABLJIVOST, KOROZIJA I UMORUPORABLJIVOST, KOROZIJA I UMOR
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT7/227/22
•• OGRANIČITI VITKOST vlačnih elemenata:
– 300 300 za GLAVNE elemente konstrukcije
– 400400 za SEKUNDARNE elemente konstrukcije
•• KOROZIJAKOROZIJA:: posljedice gubitka materijala mogu biti velike
VLAVLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
UPORABLJIVOST, KOROZIJA I UMORUPORABLJIVOST, KOROZIJA I UMOR
8/228/22
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
•• zglobno oslonjen tlazglobno oslonjen tlaččno optereno optereććen elementen element - STUP
• REALNI STUPOVi su u stvarnosti izloženi:
- ekscentričnom aksijalnom tlačnom opterećenju- poprečnim silama
• pri proračunu se razlikuju:
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
KRATKIKRATKI stupovi
VITKIVITKI stupovi
9/229/22
KRATKI STUPOVIKRATKI STUPOVI
• VRLO MALA VITKOST • NISU UGROŽENI POJAVOM GLOBALNOG IZVIJANJA
• TLAČNA ČVRSTOĆA kratkih stupova je
- diktirana POPREČNIM PRESJEKOM elementa - OVISNA O KLASI poprečnog presjeka
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT10/2210/22
PRESJECI NEOSJETLJIVI NA LOKALNO IZBOPRESJECI NEOSJETLJIVI NA LOKALNO IZBOČČAVANJEAVANJE
• poprečni presjeci klase 1, 2, 3
• raraččunska tlaunska tlaččna otpornost presjekana otpornost presjeka Nc.Rd:
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
KRATKI STUPOVIKRATKI STUPOVI
0,
M
yRdc
fAN
γ⋅
=
11/2211/22
• LOKALNO IZBOLOKALNO IZBOČČAVANJEAVANJE dijelova presjeka sprječava dosezanje granice gnječenja
• RARAČČUNSKA TLAUNSKA TLAČČNA OTPORNOSTNA OTPORNOST jednaka otpornosti na izbočavanje:
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
PRESJECI OSJETLJIVI NA LOKALNO IZBOPRESJECI OSJETLJIVI NA LOKALNO IZBOČČAVANJE AVANJE (KLASA 4)(KLASA 4)
KRATKI STUPOVIKRATKI STUPOVI
Aeff - površina djelotvornog poprečnog presjeka
12/2212/22
• ponašanje vitkih stupova: NAZOVI-ELASTIČNO IZVIJANJEEULEREULEROVO KRITIOVO KRITIČČNO NAPREZANJENO NAPREZANJE
2
2
λπσ E
cr =
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
VITKI STUPOVIVITKI STUPOVI
ili=λ
i - polumjer tromostili - duljina izvijanjaE – modul elastičnosti
13/2213/22
EULEREULER--OVA KRIVULJA IZVIJANJA I NAOVA KRIVULJA IZVIJANJA I NAČČINI OTKAZIVANJA NOSIVOSTI INI OTKAZIVANJA NOSIVOSTI TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT
λ0
Eulerova hiperbola
fy
granicagnječenja
σ
λ 1
otkazivanjegnječenjem
otkazivanje izvijanjem
λ0
fyσ
λ 1
1.0
1.0
14/2214/22
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT15/2215/22
PONAPONAŠŠANJE REALNIH ELEMENATA ANJE REALNIH ELEMENATA
REALNI ELEMENTI:REALNI ELEMENTI:
• NEELASTIČNO IZVIJANJE i prijeprije Euler-ovog kritičnog opterećenja• NESAVRŠENOSTI (IMPERFEKCIJE):
• GEOMETRIJSKE• početna zakrivljenja osi elementa• ekscentrično djelovanje opterećenja
• STRUKTURALNE (materijalne):• vlastita (zaostala, eng. residual) naprezanja
• stupovi SREDNJE VITKOSTISREDNJE VITKOSTI vrlo osjetljivi
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT16/2216/22
PONAPONAŠŠANJE REALNIH ELEMENATA ANJE REALNIH ELEMENATA
REZULTATI PROVEDENIH EKSPERIMENATAREZULTATI PROVEDENIH EKSPERIMENATA
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT17/2217/22
EUROPSKE KRIVULJE IZVIJANJA EUROPSKE KRIVULJE IZVIJANJA
• više od 1000 eksperimenata• testirani različiti oblici presjeka (I H T [ ⊥ Ο) • ispitivano područje vitkosti između 55 i 160
• OTPORNOST ELEMENTA definirana pomoću FAKTORA FAKTORA REDUKCIJEREDUKCIJE χ koji se primjenjuje na fy• χ se odnosi na SVEDENU VITKOSTSVEDENU VITKOST
• KRIVULJE IZVIJANJA preko odnosa faktora redukcije χ nasuprot svedenoj vitkosti
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT18/2218/22
GRAFIGRAFIČČKI PRIKAZ EUROPSKIH KRIVULJA IZVIJANJAKI PRIKAZ EUROPSKIH KRIVULJA IZVIJANJA
a
b
c
d
0.5
λ
χ
1.0
3.02.01.00
Eulerova hiperbola
0
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT19/2219/22
Klase 1,2 i 3
Klasa 4
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT20/2220/22
SASAŽŽETAK POSTUPKA PRORAETAK POSTUPKA PRORAČČUNA TLAUNA TLAČČNOG ELEMENTA:NOG ELEMENTA:
L
k=1
N
k=2
N
L
k=
N N N
12 k= 1
3
2
L2
L3
L3
L3
k=0.7
N
k= 12
N
k=1
N
k=2
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT21/2221/22
TLATLAČČNI ELEMENTNI ELEMENT22/22/2222