Elementy rozciągane osiowo-Obliczenie nośności
Elementy rozciągane osiowo, Konstrukcja stalowa. konstrukcja stalowa kratownicowa

Elementy rozciągane osiowo

Elementy rozciągane osiowo w konstrukcjach stalowych mogą występować np. w postaci stężeń, ściągów, wieszaków, itp. Elementy rozciągane wykonuje się najczęściej z prętów okrągłych, płaskowników, rur, lin lub kształtowników walcowanych, takich jak kątowniki. Wymiarowanie elementów rozciąganych polega na wyznaczeniu takiego pola przekroju poprzecznego, który jest w stanie przenieść przyłożoną siłę rozciągającą. W tym celu należy sprawdzić następującą zależność:

\[
A≥\frac{N}{f_y}
\]

gdzie:
N – siła rozciągająca,
fy –  granica plastyczności stali,
A – pole przekroju poprzecznego.

Obliczenie nośności elementów rozciąganych

Nośność elementów rozciąganych sprawdza się według następującego wzoru:

\[
{N_{t,Rd}} > {N_{Ed}}
\]

gdzie:
NEd – obliczeniowa zewnętrzna siła rozciągająca,
Nt,Rd – obliczeniowa nośność elementu na rozciąganie.

Nośność obliczeniową, w przypadku przekrojów elementów rozciąganych nieosłabionych przez otwory przeznaczone na łączniki, oblicza się następująco:

\[
{N_{t,Rd1}} = {N_{pl,Rd}} = \frac{{A}⋅{f_y}}{γ_{M0}}
\]

gdzie:
A – pole przekroju brutto,
fy –  granica plastyczności stali,
γM0 =1,0 – współczynnik materiałowy.

W przypadku, gdy element jest osłabiony przez otwory przeznaczone na łączniki, nośność obliczeniowa przekroju jest zmniejszona poprzez redukcję pola przekroju o pole otworów:

\[
{N_{t,Rd2}} = {N_{pl,Rd}} = \frac{0,9⋅{A_{net}}⋅{f_u}}{γ_{M2}}
\]

gdzie:
Anet – pole przekroju netto,
fu –  granica wytrzymałości stali,
γM2 =1,25 – współczynnik materiałowy.

Współczynnik 0,9 w powyższym równaniu ma za zadanie uwzględnić ewentualne mimośrody i spiętrzenia naprężeń.

Wyznaczenie przekroju netto

Pole powierzchni netto przekroju to nic innego niż pole przekroju brutto pomniejszone o powierzchnię otworów:

\[
A_{net} = A-ΔA
\]

Gdzie ΔA to łączna suma otworów w danym przekroju, jaką należy odjąć od pola przekroju elementu.

Przykłady wyznaczenia przekroju netto elementu rozciąganego.
  • Obliczenie przekroju netto przypadek a):

Przekrój I-I:

\[
A-ΔA=(b-2d)⋅t
\]
  • Obliczenie przekroju netto przypadek b):

Przekrój I-I:

\[
A-ΔA=(b-d)⋅t
\]

Przekrój II-II

\[
A-ΔA=(b_1+b_2+b_3-2d)⋅t
\]
  • Obliczenie przekroju netto przypadek c):

Przekrój I-I:

\[
A-ΔA=(b-d)⋅t
\]

Przekrój II-II:

\[
A-ΔA=(b-2d)⋅t
\]

Przekrój III-III:

\[
A-ΔA=(b_1+b_2+b_3+b_4-3d)⋅t
\]

W przypadku przekrojów niesymetrycznych pojawiają się mimośrody, czyli przesunięcia osi środków ciężkości elementu. Z taką sytuacją można się spotkać w przypadku kątownika mocowanego jedną półką:

Kątownik mocowany jedną półką: a) 1 śruba, b) 2 śruby, c) 3 i więcej śrub.

Obliczenie nośności przekroju kątownika w przypadku mocowania 1 śrubą:

\[
{N_{t,Rd}} = \frac{2,0⋅{(e_2-0,5⋅d_0)}⋅{t⋅f_u}}{γ_{M2}}
\]

Obliczenie nośności przekroju kątownika w przypadku mocowania na 2 śruby:

\[
{N_{t,Rd}} = \frac{β _2⋅{A_{net}}⋅{f_u}}{γ_{M2}}
\]

Obliczenie nośności przekroju kątownika w przypadku mocowania na 3 śruby i więcej:

\[
{N_{t,Rd}} = \frac{β _3⋅{A_{net}}⋅{f_u}}{γ_{M2}}
\]

Gdzie:
β2 = 0,4 dla p1 ≤ 2,5 d0
β2 = 0,7 dla p1 ≥ 5,0 d0
natomiast
β3 = 0,5 dla p1 ≤ 2,5 d0
β3 = 0,7 dla p1 ≥ 5,0 d0

Zobacz też:

Charakterystyki geometryczne figur płaskich

Kratownice – budowa, statyka i wyznaczalność

Ramy – budowa, statyka i wyznaczalność

Elementy rozciągane osiowo
Udostępnij:
Elementy rozciągane osiowo
Napisane przez
Paweł Wrochna
Co myślisz o tym artykule?
0 reakcji
love
0
like
0
so-so
0
weakly
0
0 komentarzy
Najnowsze komentarze
  • Najnowsze komentarze
  • Najlepsze komentarze
Zaloguj się, aby dodać komentarz.
Prawa zastrzeżone Pi Corp sp. z o.o. copyright 2020-2022