W połączeniach rozciąganych osiowo takich jak kątownik zamocowane jednym ramieniem bądź w ceownikach zamocowanych środnikiem pojawia się zginanie w węźle. Zginanie w węźle powstaje w wyniku mimośrodowgo (niesymetrycznego) usytuowania łączników względem środka ciężkości danego elementu i ma bezpośredni wpływ na nośność elementów. Jak obliczyć nośność kątowników połączonych jednym ramieniem? W dalszej części artykułu omówimy poruszoną kwestie [1,2].
Co wpływa na nośność kątowników połączonych jednym ramieniem?
Zginanie elementów połączonych w sposób mimośrodowy ma bezpośredni wpływ na nośność elementów. Wielkość nośności w tym przypadku zależy przede wszystkim od ilości zastosowanych śrub, które przekładają się na zmniejszenie przekroju netto. W związku z powyższym podczas wyznacza nośności danego elementu należy uwzględnić nie tylko ilość śrub ale również ich odległości od brzegu elementu zgodnie z poniższym rysunkiem [1,2].
Zgodnie z normą [2] podczas obliczeń nośności kątowników połączonych jednym ramieniem dopuszczalne jest stosowanie uproszczenia w postaci pręta obciążonego osiowo. Nośność obliczeniową w zależności od ilości łączników należy wyznaczyć według następujących wzorów:
- obliczenie nośności w przypadku jednej śruby (rys.1a):
N_{u1,Rd} = \frac {2(e_2 – 0,5d_0) \cdot t \cdot f_u}{γ_{M2}}
\]
- obliczenie nośności w przypadku dwóch śrub (rys.1b):
N_{u2,Rd} = \frac {β_2 \cdot A_{net} \cdot f_u }{γ_{M2}}
\]
- obliczenie nośności w przypadku trzech śrub (rys.1c):
N_{u3,Rd} = \frac {β_3 \cdot A_{net} \cdot f_u }{γ_{M2}}
\]
gdzie:
- fu – wytrzymałość na rozciąganie stali łączonego elementu,
- t – grubość ścianki kątownika,
- Anet – pole przekroju netto kątownika. W przypadku kątowników nierównoramiennych połączonych węższym ramieniem, przyjmuje się, że pole przekroju Anet równe polu przekroju netto zastępczego kątownika o szerokości obu ramion równej szerokości ramienia węższego,
- β2 , β3 – współczynniki redukcyjne zależne od rozstawu śrub p1 wg tabl. 12 [2]:
- zarówno współczynnik β2 , β3,
| Rozstaw | p1 ≤ 2,5d0 | p1 ≥ 5,0d0 |
| 2 śruby | b2=0,4 | b2=0,7 |
| 3 śruby i więcej | b3=0,5 | b3=0,7 |
- γM2 – częściowy współczynnik nośności równy 1,25.
Literatura:
[1] A.Biegus “Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodu 3 – Część 4 – Połączenia śrubowe,
[2] PN-EN 1993-1-8. Eurokod 3 -Projektowanie konstrukcji stalowych -Część 1-8: Projektowanie węzłów.
