SPOJEVI: Dimenzioniranje upetog spoja stup – temelj (zadatak iz skripte MK1)

GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTETKatedra za metalne i drvene konstrukcije

Kolegij: METALNE KONSTRUKCIJE I

Potrebno je izvršiti proračun upetog spoja stup-temelj, Također potrebno jeodrediti dimenzije i debljinu ploče, potreban broj i promjer vijaka, te dimenzije vara.

HE 200 A

MB-20

tpl

bpl

pla

Tsd

Msd

Nsd

ZADATAK

50.0 kNSdN =

50.0 kNmSdM =

50.0 kNSdT =

Veličine djelovanja

(tlačna sila)

Materijal

osnovni materijal: Fe-360 (S235)vijci: k.v. 5.6 (fyb=300 N/mm2, fub=500 N/mm2)

Poprečni presjek

profil: HE 200 Ah = 190 mmb = 200 mmtw = 6,5 mmtf = 10 mm

ULAZNI PODACI

Tlačna sila u pojasu od uzdužne sile:

NpN =

Pojasnice

Vlačna sila u pojasu od momenta savijanja:

N*p

M = 50,0 277.8(0,19 0,01)

sdMkN

h= =

′ −

20 1 50,0 18.653,8

psd

AN kN

A⋅

⋅ = − ⋅ = −

Ukupna sila u vlačnoj pojasnici:

Np = N*p

M + NpN = 277,8 -18,6 0 = 259,2 kN = Fw,Sd

1. RASPODJELA SILA PO PRESJEKU NOSAČA

NpM*

NpM*

h'

Kontrola vara na pojasnicama i hrptu

Dužina vara pojasnice: l ≈ 2 · 200 = 400 mm

Dužina vara hrptal ≈ 2 · 170 = 340 mm

Maksimalna debljina vara obzirom na debljinu hrpta i pojaseva nosača: amax = 0,7 · tmin = 0,7 · 6,5 = 4,6 mm

2. KONTROLA VAROVA

kNFkNLFF Sdw

RkwRdw 2,2595,332

100400

25,19,103

10025,1 ,,

, =>=⋅=⋅=

Za pretpostavljeni var a= 4,0 mm:

uzdužna sila:

poprečna sila:

2. KONTROLA VAROVA

,,

103,9 340 282,6 50,01, 25 100 1, 25 100

w Rkw Rd Sd

F LF kN kN= ⋅ = ⋅ = > Τ =

Nsd = 50,0 kN

100 cm

R

A

s2s

Ft,sd

cx1 x2

3. PRORAČUN VIJAKA

Uz pretpostavku vijaka M-22 udaljenost cmin vijaka od ruba pojasnice iznosi:

mmadc 6,4941,1422222min =⋅+⋅=+=

- Usvojeni c = 50 mm.- Ekscentricitet uzdužne sile e = Msd / Nsd = 50,0 / 50,0 = 1,0 m- Ekscentricitet x1= 50 + 190 - 5 = 235 mm = 0,235 m- Ekscentricitet x2= 1000 - 190/2 + 5 = 910 mm = 0,910 m

22 , 1 ,

1

0,91050,0 193,60,235sd t sd t sd sd

xN x F x F N kN

x⋅ = ⋅ ⇒ = ⋅ = ⋅ =

, ,,

1

136,4 109,1 96,81, 25 2

t rk t sdt rd

M

F FF kN kN

γ= = = ≥ =

,, ,

90,9 5072,7 12,51,25 4 4

b

v rk sdv rd v sd

M

F TF kN F kNγ

= = = ≥ = = =

0,181,01,1094,1

8,967,725,120,1

4,1 ,

,

,

, ≤=⋅

+⇒≤⋅

+Rdt

sdt

RdV

sdV

FF

FF

Otpornost vijaka na vlak

Otpornost vijaka na posmik

Interakcija uzdužne i odrezne sile na vijak

3. PRORAČUN VIJAKA

Proračun dimenzija ploče

mmep

mmmmabbpl

165452752

232202422002022

22

min

=⋅+=+=

=+⋅+=++=

Odabrane dimenzije ploče su 400 x 240 mm

4. PRORAČUN PLOČE

minpl 1a = h + 2 (c+e ) = 190 + 2(50+55)= 400mm

Pritisak po omotaču rupe osnovnog materijala

4. PRORAČUN PLOČE

sdbsdsdV FkNTF ,, 5,124/504/ ====

mmtkNFttF

F plsdbplplRkb

Rdb 0,15,121025,1

3,1511025,1

min,

,, =⇒==⋅=⋅=

Savijanje ploče od odgovora betonske podloges=(400-190+10)/2= 110 mm = 11 cm

R=Ft,sd + Nsd = 193,6 + 50,0 = 243,6 kN

Proračun debljine ploče tplmin

A

s2s

t

t F1 F2

b,sdf

4. PRORAČUN PLOČE

22, /93,0

5.14.1

5.1/62,0

2241136,243

23 cmkNfcmkNbs

Rf ck

plsdB ==≤=

⋅⋅=

⋅⋅=

kNm

sbsfsbsfsFsFM

plsdB

plsdBsd

00,800,200,611,032

2

24,011,0620031

211,024,011,06200

32

32

231

232

322

21

,

,

=+=⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅=

=⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅=⋅+⋅=

kNmmmcFM sdtsd 7,10055,06,193)5(, =⋅=+⋅=

cmfb

Mttb

fMW

fWM

ypl

sdpl

plpl

y

sdysd 54,3

5,2324610701,161,1

61,1

1,1min

min2

minmin =

⋅⋅⋅

=⋅

⋅⋅=⇒

⋅=

⋅=⇒

⋅≤

Naprezanje na betonu

Savijanje ploče

Savijanje ploče od vlačnih vijaka

Usvojene dimenzije ploče su 400 x 240 x 36 mm

5. RASPORED VIJAKA

200

2020

240

5055 50 55190400

100

7070