6_1 Egyzserű Kapcsolatok

BME Hidak s Szerkezetek Tanszke A Magyar Mrnki Kamara ltal akkreditlt 17/2007/18 szm mrnktovbbkpz tanfolyam tvoktatsi

tananyaga - EC3: Aclszerkezetek tervezse

sszelltotta: Dr. Papp Ferenc egy. docens Egyszer hegesztett s csavarozott kapcsolatok.

1

Egyszer csavarozott s hegesztett kapcsolatok

Az anyagot sszelltotta: Dr. Papp Ferenc, [email protected]

Az egyszer csavarozott s hegesztett kapcsolatokat az albbi f szakaszokban trgyaljuk:

kapcsolatok kialaktsa, osztlyozsa

kapcsolatok mretezsnek elvei

csavarozott kapcsolatok ellenllsa

hegesztett kapcsolatok ellenllsa




2

A kapcsolatok kialaktsa, osztlyzsa

Funkci szempontjbl az aclszerkezetek kapcsolatait az EC3 az albbi csoportokba sorolja: illeszts, bekts, kapcsolat.

Az illeszts jelents irnytrs nlkli kapcsolatot, lnyegben toldst jelent, esetleges szelvnyvltssal. A bekts a hzott vagy nyomott rudak (pldul rcsos tartk rdjai) vgn lv kapcsolatokat jelenti, amelyekkel a szomszdos szerkezeti elemekhez kapcsoldnak. A szkebb rtelemben vett kapcsolat az sszes tbbi lehetsget magban foglalja (pldul irnytrses oszlop-gerenda kapcsolat, oszlop-alaptest kapcsolat, stb.).

Kialakts szempontjbl az aclszerkezetek kapcsolatait az EC3 kt nagy csoportba sorolja: hegesztett kapcsolatok, mechanikus kapcsolatok.

A hegesztett kapcsolatokban az ignybevtelek tadsa a hegesztsi varratokon keresztl trtnik, mg a mechanikus kapcsolatokban a mechanikus ktelemeken keresztl. Az utbbi csoport leggyakrabban hasznlt megjelensi formja a csavarozott kapcsolat, de - klnsen a rgi szerkezetekben gyakran tallkozunk szegecselt kapcsolatokkal is.

A kapcsolatok a hegesztsi varratok, illetleg a mechanikus ktelemek mellett gyakran tartalmaznak kiegszt elemeket, amelyek leggyakrabban a kvetkezk:

lemezek, idomacl darabok, ms elemek.

A kiegszt elemeket funkcijuk s erjtkuk alapjn klnbzkppen nevezzk, gy leggyakrabban az albbiakrl beszlnk:

hevederlemezek, tktlemezek, homloklemezek, csomlemezek, blslemezek, hevederenknt hasznlt idomaclok, vbekt szgaclok, stb.

A hevederlemez elsdleges clja az anyagi folytonossg biztostsa gy, hogy a hevederlemezben a kapcsolni kvnt szerkezeti elemekkel azonos jelleg feszltsgek keletkezzenek. Pldul a hzott rudak illesztsben hasznlt hevederlemezek is hzottak, a hajltott elemek illesztsben hasznlt hevederlemezek is hajltottak. A hevederlemezek mindig kt, azonos jelleg (de esetleg enyhn eltr mretekkel rendelkez) szerkezeti elem irnytrs nlkli sszekapcsolsra szolglnak. Ha a hevederlemez csavarozott kapcsolatban fordul el, akkor a csavarokban mindig kell nyrsi hatssal szmolnunk.




3

Az tkt- vagy bektlemez a hevederlemezhez hasonl erjtk lemezek, amelyek azonban jellemzen irnytrses kapcsolatokban hasznlatosak. Csavarozott kapcsolat esetben a csavarok nyrtak. A homloklemez egy idomacl vgre, a tengelyre merlegesen vagy kzel merlegesen felhegesztett lemez, amely ltalban egy msik szerkezeti elem sk fellethez (pldul I szelvny vlemezhez) kapcsoldik. A homloklemez jellemzen a sajt skjra merleges irny hajltst kap, s a kapcsol csavarok jellemzen hzottak. A homloklemez klnleges megjelensi formja az oszlop als vgn alkalmazott, a beton alaptesttel val kapcsolatot biztost talplemez. A csomlemez a rcsos tartkban, illetve rcsos tartknt mkd rcsozsokban elfordul lemezelem, amelynek feladata a klnbz irnybl rkez rudak sszekapcsolsa. A csomlemezt valamelyik szerkezeti elemre elzetesen felhegesztik, majd a bekttt rdhoz csavarozssal vagy hegesztsi varrattal kapcsoljk. Terv szerint csak sajt skjban kap ignybevtelt. A blslemez olyan lemez, amelyet elssorban helykitlts cljbl alkalmazunk. Statikai funkcija nincs, csupn azt biztostja, hogy a vele prhuzamosan elhelyezked, sszekapcsoland lemezek kell tvolsgban maradjanak egymstl. Felhasznlsukra plda, amikor klnbz vastagsg lemezeket toldunk, s a vastagsgklnbsget blslemezzel hidaljuk t.

Az EC3 a varratokat az albbi t csoportba sorolja: sarokvarrat, tompavarrat, telivarrat, lyukperemvarrat, horonyvarrat.

Leggyakrabban az els kt kategria fordul el. A sarokvarrat kt egymsra merleges (de legalbbis 60 s 120 fok kztti szgben hajl) fellet sszekapcsolsra szolgl, s kszlhet szakaszos formban is. A tompavarrat a lemez vastagsga mentn kialaktott hegesztsi varrat, s attl fggen, hogy a varrat a kapcsolt lemez teljes vastagsgban kiterjed-e vagy sem, kszlhet teljes beolvads, illetve rszleges beolvads tompavarratknt. A telivarrat olyan varratot jelent, ahol kt, egymssal prhuzamosan elhelyezked s egymsra felfekv lemezt oly mdon kapcsolunk ssze, hogy az egyik lemezben elksztett, kb. csavarlyuk mret furatot teljes egszben, kitltnk heganyaggal. Ilyen varratot nem szabad alkalmazni hzer tovbbtsra (teht hzott csavar helyett); alkalmazhat azonban a lemez skjra mkd erk tadsra, illetleg a lemezek sztvlsnak megakadlyozsra (ami adott esetben korrzivdelmi szempontbl, vagy nyomott s/vagy nyrt lemezek esetn a lemezhorpads megakadlyozsa rdekben lehet fontos). A lyukperemvarrat a telivarrathoz hasonlt, csupn annyi az eltrs, hogy a furatot nem teljes egszben tlti ki a heganyag, hanem a furat als peremn ksztnk krbemen sarokvarratot (ebbl kvetkezik, hogy ltalban nagyobb furat szksges, mint telivarrat esetn). A lyukperemvarratot, illetve a telivarratot az albbi brk szemlltetik:




4

A horonyvarrat azt a kt hosszanti varratot jelenti, amelyeket a sk lemezre felfektetett, kr keresztmetszet tmr szelvny s a lemez kztt lehet kialaktani:

lemez tmr krszelvny




5

A kapcsolatok mretezsnek elvei

Ebben a szakaszban ttekintjk az egyszer kialakts, hegesztett s csavarozott kapcsolatok EC3-1-8 szabvny elrsai alapjn trtn mretezst. Hangslyozzuk, hogy az itt megadott kpletetek csak statikus terhelsre rvnyesek (a dinamikus terheket s frasztterhelst kizrjuk).

A kapcsolatok mretezsben az EC3 jfajta szemlletmdot vezetett be, ami azonban nem felttlenl jelenti azt, hogy a tradicionlis szemlletmdot el kell vetnnk. Mieltt az egyszer ktsek mretezsnek rszletkrdseit ttekintjk, pr szban sszefoglaljuk a ktfle megkzelts kztti klnbsget. A tradicionlis megkzeltsmd klnvlasztja a teljes szerkezet (oszlopok, gerendk stb.), illetleg a kapcsolatok mretezst. Egyes orszgokban 8jellemzen pl. nmet terleteken) a kt tervezsi lps fizikailag is klnvlik: a kapcsolatokat a kivitelez vllalat tervezi meg. Teht elszr megtervezzk az adott tartszerkezetet, majd pedig annak kapcsolatait. A kapcsolatok tervezse trtnhet mrtkad ignybevtelekre (bels erkre s nyomatkokra, amelyek a tartszerkezet statikai szmtsbl kiaddnak), vagy pedig hatr ignybevtelekre (bels erkre s nyomatkokra, amelyeket a kapcsolt szerkezeti elemek kpesek felvenni). Ebben a megkzeltsmdban a kapcsolatok tervezse sorn tulajdonkppen ktfle krdst kell megvlaszolni:

hogyan lehet a tervezsi (mrtkad vagy hatr) ignybevtelbl kiszmolni az egyes ktelemekre, illetleg a kapcsolat egyes alkotelemeire (pl. az tktlemezre) jut erket, illetve

hogyan kell a ktelemeket s alkotelemeket ellenrizni a kiszmtott ignybevtelekre?

A korszer megkzeltsi md a kt krdst egysgben kezeli, s az idealizlt (folytonossgot biztost vagy teljes folytonossgi hinyt elidz) viselkeds kapcsolatok mellett lehetsget ad a kzbens viselkeds kapcsolatok alkalmazsra, aminek elssorban az, az elnye, hogy a varicikbl kivlaszthat a gazdasgos megolds. A leegyszerstett a tervezsi folyamat ekkor a kvetkez lpsekbl ll:

1. lps Valamilyen szempont alapjn eldntjk, milyen kapcsolattpust vlasztunk. A dnts alapja ltalban nem statikai, hanem gazdasgossgi, gyrthatsgi, illetve szerelhetsgi szempontok egyttese. 2. lps A kivlasztott kapcsolattpus alapjn eltervezst vgeznk, amelynek eredmnye egy kzelt megolds a szerkezetben szerepl szelvnyekre s a kapcsolatok gynevezett mechanikai jellemzire (merevsg s szilrdsg). 3. lps A kapcsolat kzelt mechanikai jellemzi alapjn pontostjuk a szerkezeti elemeket, majd azok alapjn a kapcsolatok rszletesebb vizsglatt elvgezzk (megtervezzk a vgleges kialaktst, s pontostjuk a mechanikai jellemzket). 4. lps A szerkezet rszletes vizsglat az esetek tbbsgben igazolja a kzelt mechanikai jellemzk hasznlatnak jogossgt, de ha mgsem, akkor vissza kell trni a 3. lpsre.




6

A tervezsi folyamat f jellegzetessge teht, hogy a tartszerkezetek tervezse s a kapcsolatok tervezse prhuzamosan folyik, s mindkett kihat a msikra. A kapcsolatok vonatkozsban a kvetkez krdseket kell megvlaszolni:

a gazdasgos s szerelhet kapcsolat kivlasztsa, a kzelt mechanikai jellemzk meghatrozsa, majd a rszlettervezs sorn a kapcsolat mechanikai jellemzinek megbzhat mdon

trtn meghatrozsa.

A fenti tervezsi folyamatbl ltszik, hogy az utbbi megkzeltsi md alapveten bonyolultabb, s a teljes szerkezet viselkedsvel jelents klcsnhatsban lv kapcsolatok (elssorban nyomatk tadsra tervezett kapcsolatok) esetn relevns. Ms kapcsolatok esetn a tradicionlis megkzeltsi md szerint rdemes eljrni. Ebbl kvetkezik, hogy a korszer megkzeltsi md nem tudja de nem is akarja kiszortani a rgi mdszert, csupn a kapcsolatok egy meghatrozott krben knl elnysebb megoldst.

Az egyes kapcsolati alkot elemekre jut erk maghatrozsakor ltalnossgban az albbi ngy felttelt kell szem eltt tartani:

az egyenslyi felttelt: a kls ignybevtelek s a ktelemekben felttelezett bels erk legyenek egyenslyban;

a kompatibilitsi felttelt: a bels erkhz tartoz alakvltozsok legyenek nmagukban kvetkezetesek s valamilyen anyagtrvny rvn tartozzanak valamilyen globlis elmozdulsmezhz;

a szilrdsgi felttelt: a ktelemekben felttelezett bels erk ne haladjk meg a ktelem teherbrst;

a duktilitsi felttelt: a ktelemekben felttelezett alakvltozsok ne haladjk meg a ktelem alakvltozsi kpessgt.

A felsorolt ngy felttel kzl az egyenslyi, a szilrdsgi s a duktilitsi felttelnek mindig ktelez a betartsa. Annak alapjn, hogy a kompatibilitsi felttelt betartjuk-e, s ha igen, mikppen, a kvetkez mretezsi eljrsokat klnbztetjk meg:

rugalmas eljrs, amely sorn betartjuk a kompatibilitsi felttelt, s a ktelemekben az alakvltozsok s a bels erk kztt (rugalmas) sszefggst tteleznk fel;

kplkeny eljrs, amely sorn ugyancsak betartjuk a kompatibilitsi felttelt, de a ktelemekben az alakvltozsok s a bels erk kztt nemlineris (pldul rugalmas-kplkeny) sszefggst tteleznk fel;

egyszerstett kplkeny eljrs, amely sorn nem tartjuk be a kompatibilitsi felttelt.

Ez utbbi eljrst gyakran alkalmazzuk hegesztsi varratok mretezsekor, mivel ltalban megbzhat eredmnyre vezet (termszetesen a duktilitsi felttelt ekkor is be kell tartani!). Ugyanakkor, az albbi esetekben nem szabad eltrni a rugalmas ereloszls elvtl:

a C tpus csavarozott kapcsolat esetn; az A vagy B tpus csavarozott kapcsolatok esetn, amikor a csavar nyrsi ellenllsa

nem haladja meg a palstnyomsi ellenllst ( Rd,bRd, FF ).

A fenti elvek alapjn varratok s a csavarok kztt ltalban nem szabad ugyanazt az ert megosztani (kivtel az gynevezett hibrid kapcsolat, azaz a hegesztsi varrat s a




7

megcsszsnak ellenll csavarkts egyttese). Egy kapcsolatban hegesztsi varrat s csavar is szerepelhet, ha a ktfle ktelem

ms-ms ert tovbbt, vagy ugyanazon ert ms-ms alkotelemek kztt tovbbtja.

Az utbbi esetre j plda a homloklemezes csavarozott oszlop-gerenda kapcsolat, amelyben a nyomatkbl szrmaz erket, illetve a nyrert a gerendrl a homloklemezre a hegesztsi varratok, a homloklemezrl az oszlopra a csavarok kzvettik.




8

A csavarozott kapcsolatok ellenllsa

A csavarozott kapcsolatok ellenllsnak szmtst az albbi szakaszokban trgyaljuk:

csavarozott ktsek osztlyozsa

csavarmret s a furatmret viszonya

csavarkp kialaktsnak szablyai

nyrt csavarok ellenllsa

hzott csavarok ellenllsa

sszetett ignybevtellel terhelt (hzott s nyrt) csavarok ellenllsa

srldsos fesztett csavarok ellenllsa

sszetett ignybevtellel terhelt (hzott s nyrt) csavarok ellenllsa




9

A csavarozott ktsek osztlyozsa

A csavarozott ktseket a bennk szerepl csavarok erjtknak megfelelen az EC3-1-8 t osztlyba sorolja (A-tl E-ig). Az aclszerkezetek csavarozott kapcsolataiban a csavarokat nyrer, hzer, vagy e kett kombincija terheli. A csavarok erjtkra hatssal van, hogy a csavar fesztett-e vagy sem. A nyrt csavarktsek hrom osztlyt klnbztetjk meg:

A osztly csavarkts Az ertads nyrs s palstnyoms rvn valsul meg (a csavar nem fesztett). B osztly csavarkts

A csavar fesztett, s a hasznlhatsgi hatrllapotban az ertads az sszeszortott felletek kztti srlds rvn valsul meg, azonban a teherbrsi hatrllapotban a csavar nem fesztettknt viselkedik (az erket nyrs s palstnyoms veszi fel).

C osztly csavarkts A csavar fesztett, s az ertads mind hasznlhatsgi, mind teherbrsi hatrllapotban az sszeszortott felletek srldsa rvn valsul meg.

Az EC3-1-8 a B osztly csavarokat hasznlhatsgi hatrllapotban megcssz-nak, a C osztly csavarokat pedig teherbrsi hatrllapotban megcsszsnak ellenll-nak nevezi. A srlds rvn trtn ertads felttelezi, hogy az sszeszortott felletetek nem cssznak el egymson (mg a nem fesztett csavar mkdsnl a megcsszs termszetes). A B s a C osztly csavar esetn gondoskodni kell a srld felletetek megfelel elksztsrl.

A hzott csavarktseknek az albbi kt osztlyt klnbztetjk: D osztly csavarktsek A csavarok nem fesztettek. E osztly csavarktsek A csavarok fesztettek.

Az ertads mindkt esetben a csavar hzsa rvn valsul meg. A fesztett csavarokat a nagyobb merevsg biztostsa, illetleg a rezgsekkel s a frasztterhelssel szembeni kedvezbb viselkedsk miatt alkalmazzuk. Ha egy csavar egyszerre hzott s nyrt (ez gyakran elfordul pldul homloklemezes kapcsolatban), akkor egyszerre kt osztlyba is tartozhat. A lehetsges prostsok: AD, BE, CE.




10

A csavarmret s a furatmret viszonya

Az EC3-1-8 ngyfle csavarlyuk tpust klnbztet meg: norml csavarlyuk tlmretes csavarlyuk rvid hastk csavarlyuk hossz hastk csavarlyuk.

A tovbbiakban a norml csavarlyuk alkalmazst felttelezzk. Norml csavarlyuk esetn az elrt lyukhzag (azaz a furattmr s a furatba kerl csavar szrtmrje kztti klnbsg) a csavar tmrjtl fgg:

M12 s M14 csavar esetn: 1 mm M16, (M18), M20, M22, M24 csavar esetn: 2 mm M27 s annl nagyobb csavar esetn: 3 mm

A csavarok szabvnyos geometriai adatait az albbi tblzat foglalja ssze:

A csavarok anyagnak jellse megegyezik a magyar gyakorlattal. A kvetkez csavarminsgeket szoks alkalmazni (a kevss gyakoriak zrjelek kztt szerepelnek):

(4.6), (4.8), 5.6, (5.8), (6.6), (6.8), 8.8, 10.9, (12.9)

A jellsekben az els szm a csavar szaktszilrdsgnak karakterisztikus rtkre ( ubf ) utal (pldul 5.6 csavar estn MPa500fub = stb.), mg a msodik szm a csavar folyshatrnak karakterisztikus rtkt ( ybf ) adja meg a szaktszilrdsghoz viszonytva (pldul 5.6 csavar estn MPa300f6.0f ubyb == stb.).

A fenti tblzat megadja a szabvnyos csavarok mindazon geometriai jellemzit, amelyeket az EC3-1-8 szerinti szmtsokban felhasznlunk. Az egyes jellemzk rszletesebb magyarzatt felhasznlsuk helyn adjuk meg.




11

A csavarkp kialaktsnak szablyai

Csavarozott ktsekben a csavarok kiosztsnl a minimlis s a maximlis tvolsgi mretekhez kell igazodnunk, amelyeket az albbi tblzat foglal ssze:

A tblzat Mret oszlopban az 1-es index a kapcsolt er irnyt, a 2-es index az arra merleges irnyt jelenti. A minimlis hatrok betartsa a csavar teherbrst ler kpletek rvnyessghez szksges, a maximlis hatrok pedig elssorban a kapcsolt lemezek egymstl val elvlsnak, illetve az ebbl ered korrzis veszlynek a megelzsre, valamint a nyomott lemezekben a lemezhorpads megakadlyozsra szolglnak. Ha sem korrzi veszly, sem pedig lemezhorpads veszlye nem ll fenn, a maximlis hatrokhoz nem kell ragaszkodni. A csavarok elrendezsnek lersa sorn az EC3-0-8, illetve a kapcsold szakirodalom a kvetkez jellseket hasznlja:

d a csavarszr tmrje d0 a csavarlyuk tmrje e1 a szls csavarlyuk tengelynek tvolsga az elem vgtl, az ertads

irnyban (vgtvolsg) e2 a szls csavarlyuk tengelynek tvolsga az elem szltl, az ertads

irnyra merlegesen (szltvolsg) p1 a csavarlyuk tengelynek egymstl mrt tvolsga az ertads irnyban

(osztskz) p2 a csavarlyuk tengelynek egymstl mrt tvolsga az ertads irnyra

merlegesen (osztskz)




12

A fenti jellseken tl t a vkonyabbik kapcsolt lemez vastagsga. Az EN 10025-5 szerinti aclok fokozottan ellenllnak a lgkri korrzinak. A csavarlyuk sorok az ertads irnyban szimmetrikusan eltolhatk. Ekkor kzbens csavarsorokban p1 re fokozott korrziveszly esetn a tblzatban megadott rtk ktszerese vonatkozik, mg a msik kt esetben nincs maximlis hatr. Ugyanakkor a *-gal jellt hatr felre cskkenthet, feltve, hogy a csavarok kztt mrt legkisebb tls tvolsg legalbb 2,4d0 rtk. Nyomott lemezekben a maximlis osztstvolsgoknak (p1, p2 ) s szltvolsgnak (e2 ) a horpads is hatrt szab. A (b) esetben a nem szls csavarsorokban, az ertads irnyban a csavarok osztstvolsgnak maximlis mrete ktszeresre nvelhet a tblzatban megadott rtkek, illetleg bizonyos felttelek esetn (lsd. a tblzathoz fztt magyarzatban) nincs maximlis hatr.




13

A nyrt csavarok ellenllsa

A nyrt csavarok tnkremenetele a csavarszr elnyrdsval, vagy a csavarszr krl az alapanyag (ritkbban a csavarszr) palstnyomsi ellenllsnak kimerlsvel kvetkezik be. Ennek megfelelen a nyrt csavarok esetn a kvetkez kt ellenrzst kell elvgezni:

Rd,Ed, FF

Rd,bEd, FF

ahol: Ed,F a csavarra hat nyrer rtke; Rd,F a csavar nyrsi ellenllsnak tervezsi rtke; Rd,bF a csavar palstnyomsi ellenllsnak tervezsi rtke.

A csavarok Rd,F nyrsi ellenllsnak meghatrozshoz tudni kell, hogy a csavarszr melyik (a menetes vagy a menet nlkli) rszben mkdik a nyrs, illetve azt, hogy hny nyrt sk van. Az n-szer nyrt csavar esetn - ha valamennyi nyrt sk menet nlkli rszben van - a csavar nyrsi ellenllsa a kvetkez:

2M

ubRd,

Af6,0nF

=

ahol: ubf a csavar anyagnak szaktszilrdsga; A a csavarszr keresztmetszete (ez a mennyisg szmthat a csavartmrbl); 2M a kplkeny trshez tartoz biztonsgi tnyez, amelynek ajnlott rtke 1,25.

Az n-szer nyrt csavar esetn, ha valamennyi nyrt sk a csavar menetes rszn halad t (az ilyen kialaktst clszer kerlni), akkor a nyrsi ellenlls:

2M

subRd,

AfnF

=

ahol az elzkben mr meghatrozott jellseken tl: a csavar anyagtl fgg mdost tnyez - 4.6, 5.6 s 8.8 anyag csavar esetn: = 0,6 - 4.8, 5.8, 6.8, s 10.9 anyag csavar esetn: =0,5 As a csavar feszltsg-keresztmetszete (lsd a fenti tblzatot).

Ha a nyrt skok vegyesen a menetes s menet nlkli rszben vannak, akkor az elz kt kplet rtelemszer kombinlsval lehet a csavar nyrsi ellenllst meghatrozni.

Az Rd,bF palstnyomsi ellenllst a kvetkez kplet adja meg:

2M

ub1Rd,b

tdfkF

=




14

ahol az elzeken tl: uf az alapanyag szaktszilrdsga d a csavarszr tmrje t az egy irnyba elmozdulni akar lemezek sszvastagsga kzl a kisebbik b a csavarkp geometrijtl fgg cskkent tnyez, amely egyben szksg

esetn a csavar szaktszilrdsgt is figyelembe veszi (jellseket lsd fent):

= 0,1;f

f;min

u

ubdb

ahol az ertads irnyban szls, illetleg a bels csavarokra:

=

var)csabels(41

d3p

var)csaszls(d3e

0

1

0

1

d

1k ugyancsak a csavarkp geometrijtl fgg cskkent tnyez, amely az ertadsra merleges irnyban szls, illetleg bels csavarokra:

=

var)csabels(5,2;7,1dp4,1min

var)csaszls(5,2;7,1de8,2min

k

0

2

0

2

1

A kpletbl lthat, hogy a csavarkp vltozsval (a vgtvolsg, s az osztstvolsg nvelsvel) bizonyos hatrok kztt nvelhet a palstnyomsi ellenlls. Ezrt, ha a palstnyoms a mrtkad, akkor a csavarkpet lehetsg szerint gy clszer kialaktani, hogy az rtke 1,0, a 1k rtke pedig 2,5 legyen.

Abban az esetben, amikor a kapcsolat n. hossz kapcsolat, azaz az azonos tvitelre tervezett ktelemek kzl az els s az utols tvolsga (a kapcsolat Lj hossza) az ertads irnyban meghaladja a 15d rtket, a csavarok Rd,F nyrsi ellenllst a kvetkez cskkent tnyezvel kell mdostani (annak figyelembevtelre, hogy ezekben a ktsekben az erk eloszlsa mr nem tekinthet egyenletesnek):

75,0de,d200

d15L1 f,L

ff,L

=

Blslemezek alkalmazsa estn, ha a blslemezek tp teljes vastagsga meghaladja a ktelemek d tmrjnek 1/3-t, akkor az Rd,F nyrsi ellenllst a kvetkez tnyezvel kell cskkenteni:

0,1de,t3d8

d9p

pp

+

=




15

A hzott csavarok ellenllsa

A hzott csavarok tnkremenetelt vagy a csavar elszakadsa (hzsi ellenllsnak kimerlse), vagy a kigomboldsa hatrozza meg. A kigomboldsi ellenlls kimerlsekor a csavarfej (illetve az altt) a lemez vastagsga mentn krhz hasonl alakban elnyrdik (a jelensg hasonlt a vasbeton lemezek tszrdshoz). A helyesen kialaktott ktsekben a csavar hzsi tnkremenetele a mrtkad.

A hzott csavar ellenrzsekor a kvetkez kt felttel teljeslst kell kimutatni: Rd,tEd,t FF

Rd,pEd,t BF

ahol Ed,tF csavarban bred hzer Rd,tF a csavar hzsi ellenllsa Rd,pB a csavar-lemez egyttes kigomboldsi ellenllsa.

A csavar hzsi ellenllst ( Rd,tF ) a kvetkez kplet adja meg:

2M

subRd,t

Af9,0F

=

A csavar kigomboldsi ellenllst elvileg kln-kln is ki kell szmtani a csavarfej s anya alatt, azonban a legtbb esetben szemlletbl megllapthat, hogy melyik a mrtkad A kigomboldsi ellenlls kplete:

2M

upmRd,p

ftd6,0B

pi

=

ahol dm a csavarfej vagy a csavaranya laptvolsgnak (bert kr tmrje) s

cscstvolsgnak (kr rt kr tmrje) szmtani kzepe (lsd a fenti tblzatot)

tp a csavarfej vagy az anya alatti lemez vastagsga fu a lemez anyagnak szaktszilrdsga




16

Az sszetett ignybevtellel terhelt (hzott s nyrt) csavarok ellenllsa

Ha a csavart egyszerre terheli hz- s nyrer ( Rd,tF s Rd,F ), akkor a csavart egyrszt ellenrizni kell kln nyrsra s kln hzsra, tovbb (mivel a nyrt skokban nyr- s hzfeszltsgek egyszerre keletkeznek) ki kell mutatni az interakcis felttel teljeslst is:

0,1F4,1

FFF

Rd,t

Ed,t

Rd,

Ed,

+

A kplet felptsbl kvetkezik, hogy a kvetkez kiegszt feltteleknek is teljeslnie kell: Rd,bEd, FF

Rd,tEd,t FF

Rd,bEd,t BF




17

A srldsos fesztett csavarok ellenllsa

Nyrervel terhelt srldsos fesztett csavarkts esetn az ertads gy trtnik, hogy a fesztett csavarok sszeszortjk az rintkez felleteket, amelyek ezek utn srlds rvn kzvetlenl adjk t az ert. A srlds rvn trtn ertads felttele, hogy az egy-egy csavarra szmthat ignybevtel ( Ed,F ) ne haladja meg a csavarhoz tartoz megcsszsi ellenllst ( Rd,sF ), azaz azt az ert, amelynl a csavarhoz tartoz felletek kzti tapads megsznik.

Az EC3-1-8 szerint kvetelmny tovbb, hogy az Ed,F csavarer a csavar Rd,bF palstnyomsi ellenllst se haladja meg (a palstnyomsi ellenllst a nem fesztett csavarok esetre kell meghatrozni). Az elzekben megklnbztettnk B s C kategrij kapcsolatokat. A B kategriban a srldsos erradsnak csak a hasznlhatsgi hatrllapothoz tartoz terhekre, a C kategriban pedig a teherbrsi hatrllapothoz tartoz terhekre is mkdnie kell. Ennek megfelelen az egyes kategrikra a kvetkez ellenrzseket kell elvgezni (valamennyi jellt mennyisg egyetlen csavarra vonatkozik):

B kategria esetn Rd,sser,Ed, FF - a hasznlhatsgi hatrllapothoz tartoz nyrer nem haladja

meg a csavar hasznlhatsgi hatrllapothoz tartoz megcsszsi ellenllst;

Rd,Ed, FF - a teherbrsi hatrllapothoz tartoz nyrer nem haladja meg a csavar nyrsi ellenllst (a nem fesztett csavarokkal azonos mdon);

Rd,bEd, FF - a teherbrsi hatrllapothoz tartoz nyrer nem haladja meg a csavar palsnyomsi ellenllst (a nem fesztett csavarokkal azonos mdon);

C kategria esetn Rd,sEd, FF - a teherbrsi hatrllapothoz tartoz nyrer nem haladja meg

a csavar teherbrsi hatrllapothoz tartoz megcsszsi ellenllst;

Rd,bEd, FF - a teherbrsi hatrllapothoz tartoz nyrer nem haladja meg a csavar palsnyomsi ellenllst (a nem fesztett csavarokkal azonos mdon);

Mind a teherbrsi, mind a hasznlhatsgi hatrllapothoz tartoz megcsszsi ellenlls arnyos a csavar feszterejvel, amelyet a szmtsokban a kvetkez rtkkel kell figyelembe venni (illetve a kivitelezsekor ekkora erre kell meghzni a csavart):

subC,p Af7,0F =

ahol ubf a csavar anyagnak szaktszilrdsga, As pedig a csavar-feszltsg keresztmetszete. A teherbrsi s a hasznlhatsgi hatrllapothoz tartoz megcsszsi ellenlls rtkt egyarnt a kvetkez sszefggs szolgltatja:

C,p3M

sRd,s F

nkF =




18

ahol: ks lyuktnyez, amelynek rtke:

norml csavarlyukra 1,0; tlmretes lyukakra 0,85; rvid hastk lyukakra 0,85 vagy 0,76 attl fggen, hogy az ertads hastk lyuk tengelyre merleges vagy azzal prhuzamos-e

n a srld felletek szma a srldsi tnyez, amely a fellet-elksztsi osztly fggvnyben van

megadva (lsd ksbb) 3M pedig a biztonsgi tnyez, amelynek rtke ltalban 1,1 (n. hibrid

ktsekben azonban 1,25)

A srldsi tnyez szempontjbl ngy fellet-elksztsi osztlyt (A, B, C s D) klnbztetnk meg:

A osztly: srtezett vagy szemcsefjt, de festetlen felletek; B osztly: srtezett vagy szemcsefjt, majd festett felletek; C osztly: drtkefzssel vagy lngszrssal tiszttott felletek; D osztly: kezeletlen felletek.

Az osztlyokhoz tartoz srldsi tnyezk rendre 0,5; 0,4; 0,3; s 0,2.




19

Az sszetett ignybevtellel terhelt srldsos fesztett csavarok ellenllsa

Amennyiben a csavarban hzer keletkezik, akkor ellenrizni kell a csavart a nem fesztett csavarokra elrt mdon hzsra s palstnyomsra, tovbb vizsglni kell nyrsra az elzkben lert mdon, de a kvetkez mdostott megcsszsi ellenllsokkal:

B kategria esetn: ( )ser,Ed,tC,p

3M

sser,Rd,s F8,0F

nkF =

C kategria esetn: ( )Ed,tC,p

3M

sRd,s F8,0F

nkF =

ahol ser,Ed,tF s Ed,tF a hzer tervezsi rtke a hasznlhatsgi hatrllapotban, illetve a teherbrsi hatrllapotban.




20

A hegesztett kapcsolatok ellenllsa

A hegesztett kapcsolatok ellenllst az albbi kt szakaszban trgyaljuk:

o hegesztsi varratok mretezsnek elvei

o varratmretezs mdszerei




21

A hegesztsi varratok mretezsnek elvei

Hegesztsi varratok tervezsekor be kell tartani az alkalmazott szmtsi modell rvnyessgi feltteleibl kvetkez szablyokat. Ezek a felttelek meghatrozzk az alkalmazhat varrat tpust, illetve a szmts mdjt. A varrat egyik alapvet mrete a hasznos mret vagy gykmret (jele:a), amelynek felvtelre a kvetkez szablyok vonatkoznak:

teljes beolvads tompavarrat esetn az a mret a vkonyabbik kapcsolt elem vastagsgval egyezik meg;

rszleges beolvads tompavarrat esetn az a mret a megbzhatan elrhet beolvadsi mlysggel egyezik meg;

sarokvarrat estn az a varratmret a varrat keresztmetszetnek harmadik (a nem lemezekre es) oldalhoz tartoz magassggal egyezik meg; ha a harmadik oldal homor vagy dombor, akkor az gy kiadd skidomba rhat hromszg magassgt kell venni:

Sarokvarrat esetn a hasznos mretnek legalbb 3 mm-nek kell lennie, az ennl kisebb varratok nem vehetk figyelemben teherhord varratknt.

Az EC3-1-8 szerint a varrat figyelembe veend varrathossz az a hossz, amelyen biztosan teljes mret lesz a varrat. Amennyiben a varratvgeken krterkpzds vrhat, akkor az ezek ltal lefedett hosszt nem szabad szmtsba venni. A krter hossza a varrat hasznos mretvel vehet azonosnak. A 30 mm-nl, illetve a 6a-nl rvidebb varratot ertads szempontjbl nem szabad figyelembe venni. Amikor a varrat hossza meghaladja a 150a rtket (hossz varrat), akkor a varrat ellenllst cskkenteni kell a kvetkez tnyezvel:

0,1de;a150

L2,02,1 1,Lw

j1,Lw

=

Az 1,7 m-nl hosszabb varratok esetn ez a cskkent tnyez a kvetkez:

0,16,0de;17L1,1 2,Lww2,Lw =

ahol Lw a varrat hossza mterben.




22

A varratmretezs mdszerei

A hegesztsi varratok mretezsre az EC3-1-8 kt egyenrang mdszert knl. Az els mdszert a tovbbiakban egyszerstett mretezsi mdszernek, a msodikat pedig ltalnos mretezsi mdszernek nevezzk.

Az egyszerstett mdszer

Mint nevbl is kvetkezik, az egyszerstett mdszert egyszerbb hasznlni, de htrnya, hogy a varratok nagyobbak lesznek, mint az ltalnos mretezsi mdszer alapjn tervezettek. A mdszer szerint ki kell mutatni, hogy a varrat egysgnyi hosszra es [ ]m/kNF Ed,w fajlagos er nem haladja meg a varrat Rd,wF fajlagos ellenllst. A varrat egysgnyi hosszra es Ed,wF fajlagos ert egyenletes varratfeszltsg-eloszls esetn a mkd kls er s a varrathossz hnyadosaknt szmtjuk, ms esetekben pedig a szilrdsgtan megszokott eszkzeivel lhetnk (ered feszltsget szmtunk, de az a hasznos varratmrettel nem osztunk). A varrat Rd,wF fajlagos ellenllst a kvetkez kplet adja meg:

afF d,vwRd,w =

ahol d,vwf a varrat nyrszilrdsga, amely a kvetkezkppen szmthat:

2Mw

ud,vw 3

ff =

Az utbbi sszefggsben fu az alapanyag szaktszilrdsga, 2M a kplkeny trshez tartoz biztonsgi tnyez (ajnlott rtke 1,25), w pedig az anyagminsgtl fgg korrekcis tnyez, amelyet az albbi tblzatbl kell venni:

Lthat, hogy az egyszerstett mdszer szerint a varrat ellenllsa nem fgg a r mkd er irnytl.

Az ltalnos mdszer

Az ltalnos mretezsi mdszer bonyolultabb, azonban ltalban kisebb varratmretet eredmnyez. Tovbbi elnye lehet, hogy az MSz 15024 szabvnyhoz kzelebb ll, mint az egyszerstett mdszer. Az ltalnos mdszer szerint a varrat egyes pontjaiban kialakul ered feszltsget (mely nem ms, mint az egyszerstett mdszerben meghatrozott egysghosszra jut er s a varrat a hasznos mretnek hnyadosa) , , s komponensekre kell bontani,




23

majd a kvetkez kt felttel teljeslst kell kimutatni:

2Mw

u222 f)(3 ++

2M

uf

A komponensekre bontshoz meg kell hatrozni a varrat kzpskjt. A kzpsk tompavarrat esetn a kapcsolt lemezekre merleges sk, sarokvarrat esetn a varratkeresztmetszetnek, mint hromszgnek a harmadik (lemezzel nem rintkez) oldalhoz emelt magassg ltal kijellt sk. Amennyiben a sarokvarrat harmadik fellete homor vagy dombor, akkor a bert hromszg oldalhoz tartoz magassgot kell tekinteni. A hrom feszltsgkomponens az ered feszltsg komponenseit jelenti a kzpskra vonatkoztatva. 0= esetn az egyszerstett mdszer s az ltalnos mdszer ugyanarra az ellenrzsi kpletre vezet, mg

0 esetn az egyszerstett mdszer tbbletbiztonsgot tartalmaz az ltalnos kplethez kpest. Az ltalnos mdszer fenti msodik kplete az esetek tlnyom tbbsgben nem mrtkad.

Documents

6_1 Egyzserű Kapcsolatok