7 1 imbinari stalp intermediar grinda

Universitatea din OradeaFacultatea de Arhitectură şi ConstrucţiiSpecializarea: Construcţii Civile, Industriale şi Agricole

PROIECT DE DIPLOMĂ Pagina 98

7. CALCULUL ÎMBINĂRILOR STÂLP - GRINDĂ CU ZĂBRELE

7.1. Calculul îmbinării stâlp intermediar - fermă

Calculul sudurilor de colţ

Aceste îmbinări se realizează pentru fixarea unor table pe tălpile şi zăbrelele grinziimetalice din zona reazemului, necesare pentru îmbinarea fermă - stâlp.

Îmbinările cu sudură de colţ, supuse la întindere, compresiune sau forfecare, se verifică,conform STAS 10108/0-78, cu următoarea relaţie:

τN

Σ a l⋅Rfs≤= unde:

τ - efortul unitar de forfecare a sudurii

N - forţa axială preluată de îmbinarea cu sudură de colţ

a - grosimea piesei cele mai subţiri care se sudează

l - lungimea de calcul a cordonului de sudură

Rfs - rezistenţa la forfecare a sudurii.

Talpa de secţiune Ţeavă pătrată 120 x 8 - zona îmbinării fermei cu stâlpul

btalpă 120mm= htalpă btalpă= ttalpă 8mm= - dimensiunile secţiunii

ttablă 35mm= - grosimea tablei sudatăde capătul ţevii

Ntalpă.i 46571− daN= - efortul axial de compresiune - talpa inferioară

Ntalpă.s 15541daN= - efortul axial de întindere - talpa superioară

α 5.71deg= - unghiul pe care îl face talpa superioară a grinzii cu orizontala

Grosimea maximă a cordonului de sudură poate fi: tmax. 0.7 min ttalpă ttablă, ( )⋅=

tmax. 5.6 mm⋅=

Alegem grosimea cusăturii de sudură a: atalpă.i 4mm= atalpă.s 3mm=

ls.talpă.i 4 btalpă⋅ 8 atalpă.i⋅−= ls.talpă.i 448 mm⋅=

ls.talpă.s 2btalpă

cos α( )⋅ 2 btalpă⋅+ 8 atalpă.s⋅−= ls.talpă.s 457.2 mm⋅=

Rezultă astfel eforturile unitare de forfecare ale sudurilor dintre tălpi şi table:



τ talpă.i

Ntalpă.i

2atalpă.i ls.talpă.i⋅= τ talpă.i 1299.41

daN

cm2

⋅= - pentru talpa inferioară

τ talpă.s

Ntalpă.s

2atalpă.s ls.talpă.s⋅= τ talpă.s 566.53

daN

cm2

⋅= - pentru talpa superioară

Rfs 1500daN

cm2

= - rezistenţa de calcul la forfecare pentru suduri executate laelemente din oţel de marca OL 37 - S235JR

Se fac verificările.

τ talpă.i Rfs≤ 1=

τ talpă.s Rfs≤ 1=

Zăbreaua de secţiune Ţeavă pătrată 100 x 8 - bara nr. 43 - zona îmbinăriifermei cu stâlpul

b43 100mm= h43 b43= t43 8mm= - dimensiunile secţiunii

N43 40394daN= - efortul axial de întindere

β 55deg= - unghiul pe care îl face diagonala de reazem cu direcţia verticală

Grosimea maximă a cordonului de sudură poate fi: tmax 0.7 min t43 ttablă, ( )⋅=

tmax 5.6 mm⋅=

55°

12

1

100

Alegem grosimea cusăturii de sudură a: a43 4mm=

ls43 2b43

sin β( )⋅ 2 b43⋅+ 8 a43⋅−= ls43 412.15 mm⋅=

Rezultă astfel efortul unitar de forfecare al sudurii:

τ 43

N43

2a43 ls43⋅= τ 43 1225.09

daN

cm2

⋅=

Rfs 1500daN

cm2

⋅= - rezistenţa de calcul la forfecare pentru suduri executate laelemente din oţel de marca OL 37 - S235JR

Se face verificarea.

τ 43 Rfs≤ 1=



Calculul prinderii cu şuruburi de înaltă rezistenţă pretensionate

Se va rezolva prinderea grinzii cu zăbrele de stâlp ca şi îmbinare cu şuruburi de înaltărezistenţă pretensionate (S.I.R.).

1) Prindere stâlp marginal - talpă superioară grindă cu zăbrele

N14 15541daN= - efort axial de întindere în nod - talpa superioară a grinzii

α 1 5.711deg= - unghi de pantă al acoperişului

N43 40394daN= - efort axial de întindere în nod - diagonala de reazem agrinzii

α 2 35deg= - unghiul pe care îl face diagonala cu direcţia orizontală

Alegem dimensiunile tablei sudate pe capetele barelor grinzii.

btablă1 240mm= htablă1 300mm= ttablă 35 mm⋅=

ex 130mm= ey 37mm= - excentricităţile forţelor axiale

Se reduc eforturile secţionale în centrul de greutate al îmbinării. Rezultă astfel eforturile lacare este supusă îmbinarea.

H N14 cos α 1( )⋅ N43 cos α 2( )⋅+= H 48552.69 daN⋅=

V N14− sin α 1( )⋅ N43 sin α 2( )⋅+= V 21622.55 daN⋅=

40

110

110

40

300

35

HV

MN1

N23

M V ex⋅ H ey⋅+= M 4607.38 daN m⋅⋅=



1. Calculul solicitărilor în şuruburi

Alegem : m1 2= - numărul de şiruri de şuruburi

n 3= - numărul de şuruburi de pe un şir

e1 110mm= - distanţe între şuruburi

Axa după care se produce rotirea trece prin şuruburile de la partea inferioară.

În şurubul cel mai îndepărtat de axa de rotaţie, ia naştere efortul de întindere:

N1.m

M e1⋅

m1 e12

2 e1⋅( )2+

⋅

= N1.m 4188.53 daN⋅=

Din efortul axial orizontal, redus în centrul de greutate al îmbinării, rezultă:

N1.hH

m1 n⋅= N1.h 8092.11 daN⋅=

Efortul de tracţiune în şurubul 1 (cel mai îndepărtat de axa de rotaţie) este:

T1 N1.m N1.h−= T1 3903.59− daN⋅=

Din forţa tăietoare, fiecărui şurub îi revine efortul:

N1.vV

m1 n⋅= N1.v 3603.76 daN⋅=

Efortul rezultant în şurubul cel mai solicitat are valoarea:

N1.rez T12

N1.v2

+= N1.rez 5312.73 daN⋅=

Se realizează prinderea cu şuruburi M20, de grupa 8.8.

Anet 2.25cm2

= - aria netă la filet

Calculul efortului de pretensionare din tija şurubului

Rc 64daN

mm2

= - limita de curgere minimă pentru grupa 8.8

Nt 0.8 Anet⋅ Rc⋅= Nt 11520 daN⋅= - efortul de pretensionare din tijă

2. Calculul efortului capabil al unui şurub

m. 0.9= - coeficientul condiţiilor de lucru



f 0.40= - coeficient de frecare pentru piese din OL37, cu suprafeţelecurăţate prin sablare

ns 1= - numărul suprafeţelor de lunecare

Din cauza efortului de întindere din tija şurubului, se verifică condiţia:

T1 0.8 Nt⋅≤ 1=

Efortul capabil al uni şurub de înaltă rezistenţă pretensionat atunci când nu există efort detracţiune este:

Ns m. f⋅ Nt⋅ ns⋅= Ns 4147.2 daN⋅=

Deoarece în tija şurubului există şi efort de tracţiune, efortul capabil al unui şurubpretensionat va fi:

Ns. Ns 1T1

Nt−

⋅= Ns. 5552.49 daN⋅=

Efortul capabil al unui şurub atunci când acesta ajunge să lucreze la presiune pe gaurăeste:

Ng d tmin⋅ Rp⋅= unde:

d 20mm= - diametrul şurubului 3.5 d⋅ e1≤ 6 d⋅≤ 1=

tHEB260 18mm= - grosimea tălpii stâlpului - HEB 260

tmin tHEB260 18 mm⋅== - suma minimă a grosimilor tablelor care tind să sedeplaseze într-un sens

Rp 6300daN

cm2

= - rezistenţa la presiune pe gaură pentru construcţii executate dinOL37

Ng d tmin⋅ Rp⋅= Ng 22680 daN⋅=

Obţinem astfel efortul capabil minim: Ncap min Ns. Ng, ( ) 5552.49 daN⋅==

Verificarea şuruburilor: N1.rez 5312.73 daN⋅= N1.rez Ncap≤ 1=

Pentru a avea siguranţa că în tija şurubului s-a introdus efortul de pretensionare Nt,

strângerea piuliţei se verifică cu cheia dinamometrică pe care se poate citi momentul derăsucire corespunzător forţei Nt din tije.

k1 0.18..0.20= - coeficient de frecare global ce cuprinde influenţa frecării pe fileteşi între piuliţe şi rondele

k1 0.20=



Momentul de răsucire necesar atingerii forţei de pretensionare este:

Mr k1 d⋅ Nt⋅= Mr 4608 daN cm⋅⋅=

Verificarea distanţelor între şuruburi:

e1 110 mm⋅= - distanţa între şuruburi 3.5 d⋅ e1≤ 6 d⋅≤ 1=

e0 40mm= - distanţa de la marginea tablei la primul şurub3.5 d⋅

2e0≤

6 d⋅

2≤ 1=

2) Prindere stâlp marginal - talpă inferioară grindă cu zăbrele

N15 50328− daN= - efort axial de compresiune în nod - talpa inferioară a grinzii

Alegem dimensiunile tablei sudate pe capetele barelor grinzii.

btablă2 240mm= htablă2 260mm= ttablă 35 mm⋅=

Se reduc eforturile secţionale în centrul de greutate al îmbinării. Rezultă astfel eforturile lacare este supusă îmbinarea.

H2 N15= H2 50328− daN⋅=

45

85

85

45

26

0

35

H



1. Calculul solicitărilor în şuruburi

Alegem : m2 2= - numărul de şiruri de şuruburi

n2 3= - numărul de şuruburi de pe un şir

e2 85mm= - distanţe între şuruburi

Axa după care se produce rotirea trece prin şuruburile de la partea inferioară.

Din efortul axial orizontal, redus în centrul de greutate al îmbinării, rezultă:

N1.h2

H2

m2 n2⋅= N1.h2 8388 daN⋅=

Efortul rezultant în şurubul cel mai solicitat are valoarea:

N1.rez2 N1.h2= N1.rez2 8388 daN⋅=

Se realizează prinderea cu şuruburi M24, de grupa 10.9.

Anet.2 3.24cm2

= - aria netă la filet

Calculul efortului de pretensionare din tija şurubului

Rc. 90daN

mm2

= - limita de curgere minimă pentru grupa 10.9

Nt2 0.8 Anet.2⋅ Rc.⋅= Nt2 23328 daN⋅= - efortul de pretensionare din tijă

2. Calculul efortului capabil al unui şurub

m. 0.9= - coeficientul condiţiilor de lucru

f 0.4= - coeficient de frecare pentru piese din OL37, cu suprafeţelecurăţate prin sablare

ns 1= - numărul suprafeţelor de lunecare

Efortul capabil al uni şurub de înaltă rezistenţă pretensionat atunci când nu există efort detracţiune este:

Ns.2 m. f⋅ Nt2⋅ ns⋅= Ns.2 8398.08 daN⋅=

Efortul capabil al unui şurub atunci când acesta ajunge să lucreze la presiune pe gaurăeste:

Ng d tmin⋅ Rp⋅= unde:

d2 24mm= - diametrul şurubului 3.5 d2⋅ e2≤ 6 d2⋅≤ 1=



tmin2 tHEB260 18 mm⋅== - suma minimă a grosimilor tablelor care tindsă se deplaseze într-un sens

Rp 6300daN

cm2

⋅= - rezistenţa la presiune pe gaură pentru construcţii executate dinOL37

Ng2 d2 tmin2⋅ Rp⋅= Ng2 27216 daN⋅=

Obţinem astfel efortul capabil minim: Ncap2 min Ns.2 Ng2, ( ) 8398.08 daN⋅==

Verificarea şuruburilor: N1.rez2 8388 daN⋅= N1.rez2 Ncap2≤ 1=

Pentru a avea siguranţa că în tija şurubului s-a introdus efortul de pretensionare Nt,

strângerea piuliţei se verifică cu cheia dinamometrică pe care se poate citi momentul derăsucire corespunzător forţei Nt din tije.

k1 0.18..0.20= - coeficient de frecare global ce cuprinde influenţa frecării pe fileteşi între piuliţe şi rondele

k1 0.2=

Momentul de răsucire necesar atingerii forţei de pretensionare este:

Mr2 k1 d2⋅ Nt2⋅= Mr2 11197.44 daN cm⋅⋅=

Verificarea distanţelor între şuruburi:

e2 85 mm⋅= - distanţa între şuruburi 3.5 d2⋅ e2≤ 6 d2⋅≤ 1=

e0 45mm= - distanţa de la marginea tablei la primul şurub3.5 d2⋅

2e0≤

6 d2⋅

2≤ 1=



daN 10N=

7 1 imbinari stalp intermediar grinda

Documents