grinzi cu sectiune variablila

7/22/2019 Grinzi Cu Sectiune Variablila

http://slidepdf.com/reader/full/grinzi-cu-sectiune-variablila 1/16

GRINZI CU SECTIUNI

VARIABILE



GRINZI CU SECTIUNI VARIABILE

2

CUPRINS

1. Generalitati ........................................................................................................................................................... 3

2. Clasificare .............................................................................................................................................................. 3

2.1Rolul in constructii ........................................................................................................................................... 3

2.2 Dupa alcatuire ................................................................................................................................................. 4

2.3 Dupa destinatie ............................................................................................................................................... 5

3. Variatia inaltimii grinzii ........................................................................................................................................ 6

4. Variatia sectiunii grinzii pe lungimea ei ................................................................................................................ 7

5. Metode de calcul................................................................................................................................................... 8

5.1 Metoda teoretica ............................................................................................................................................ 8

5.2 Metoda analitica ............................................................................................................................................. 9

6. Tehnologia de executie ....................................................................................................................................... 10




3

Grinzi cu sectiuni variabile

1. Generalitati

Elemente liniare (bare) de constructii care sunt solicitate in principal la incovoiere si se

denumesc generic -grinzi- . Pe langa solicitarea la incovoiere , in majoritatea cazurilor aceste elemente

sunt supuse si la forta taietoare, forte locale, moment de rasucire.

In raport cu modalitatea de sprijinire se deosebesc: grinzi simplu rezemate si incastrate

(complet sau partial), precum si grinzi cu o singura deschidere (continue sau cu console).

In constructiile care se executa in prezent, se intrebuinteaza, in majoritatea cazurilor, grinzi cu

o singura deschider, simplu rezemate sau incastrate. Grinzile cu mai multe deschideri, din cauza

influientei usuratoare a momentelor pe reazeme , necesita mai putin material si pot sa fie iarexecutate cu o inaltime mai mica, decat grinzile cu o singura deschidere simplu rezemate fara console.

Montajul grinzilor cu mai multe deschideri este insa mult mai complicat si care mai mult timp decat al

grinzilor cu o singura deschidere.

2. Clasificare

2.1Rolul in constructii

In functie de rolul in structurile de constructii exista grinzi ca de exemplu : grinzi ale cailor derulare , grinzi de cadre , pane de acoperis, grinzi de estacade etc.

In functie de modul de rezolvare exista:

Grinzi cu sectiune plina

Grinzi cu zabrele

Grinzi macaz

Grinzi cu tirant

Grinzi cu goluri in inima

Grinzi cu eforturi initiale

Grinzi pretensionate

Grinzi mixte otel-beton…etc

In acest capitol vor fi tratate grinzile cu sectiune plina din otel.

Grinzile cu sectiune plina pot fi omogene sau hibride.




4

2.2 Dupa alcatuire

Ca mod de alcatuire a sectiunii tranversale a grinzilor se distring:

Grinzi din profile laminate la cald sau chiar profile formate la rece ; acestea pot fi intarite cu

platbande sau profile ,taiate si reasamblate ca grinzi cu goluri in inima sau grinzi cu inaltime

variabila. (v fig.1)




5

2.3 Dupa destinatie

In functie de destinatie , locul in constructive si solicitarile la care sunt supuse grinzile pot fi

prevazute cu una sau doua inimi.

Pentru reducerea consumului de otel pot varia dimensiunile grinzii prin:

Variatia inaltimii sau (si) grosimii inimii;

Variatia uneia sau ambelor dimensiuni ale talpilor;

Variatia numarului de platbande ce alcatuiesc talpile;

Combinatii ale masurilor precedente.




6

3. Variatia inaltimii grinzii

Datorita limitarii dimensiunilor laminatelor si a necesitatilor de variatie a sectiunii ,

grinzile se prevad cu inadiri de uzina, executate uzual cu sudura.

Datorita limitarii posibilitatilor de transport si montaj, grinzile se prevad cu innadiri desantier (montaj), executate cu suruburi de inalta rezistenta, suruburi obisnuite sau suduri.

Innadirile se vor plasa in zone cu solicitari cat mai mici avand in vedere si posibilitatile de

realizare tehnologica.

Pentru a fi de calitate grinzile trebuie sa satisfaca conditii privitoare la :

capacitate portanta (sa nu de pasesca starile linita de rezistenta, stabilitate general, locala si

oboseala );

asigurare impotriva ruperii fragile prin alegerea corespunzatoare a otelului folosit ,

conceptia constructiva si prin tehnologia de executie si montaj);

exploatare normala (sa nu depaseasca starea limita de deformatie, sa nu vibreze excesiv) economie de material sau cost si manopera ;

tehnologie executie, transport , montaj ;

fiabilitate etc .

Pentru grinzi este rationala utilizarea sectiunii “I” compusa din inima si talpi.

Functiile de rezistenta si stabilitate ale partilor componente ale sectiunii I sunt :

talpile preiau majoritatea momentului incovoietor (70-80%);

talpile au importanta mare in asigurarea stabilitatii generale;

inima preia o parte din incovoiere si practic toata forta taietoare , asigura legatura dintretalpi si preia fortele locale.

Grinda cu inaltime variabila este economica cand sectiunea fiecarui tronson respecta

urmatoarele conditii :

inima sa aiba supletea (h/t) maxima admisa din conditia de stabilitate locala (conditie

foarte influenta);

marca de otel folosita sa fie astfel incat ambele stari limita de rezistenta si deformatie

sa fie satisfacute la limita;

intre capacitatea de material distribuit in inima si in talpi sa existe o anumita corelatie.

Variatia inaltimii grinzii se va aplica doar in cazuri bine justificate deoarece conduce la

complicatii in tehnologia de executie.




7

4. Variatia sectiunii grinzii pe lungimea ei

Valoarea momentelor incovoietoare in grinzi variaza, in general, in cuprinsul deschiderii , iar

sectiunea grinzii se stabileste pe baza momentului maxim . De aceea in scopul de a economisi

materialul si pentru a usura greutatea constructiei , este rational sa se modifice alcatuirea sectiunii

grinzilor in raport cu variatia momentelor incovoietoare.

La grinzile nituite si la cele sudate in cazul cand talpile sunt alcatuite din mai multe platbande ,

variatia sectiunii se face prin intreruperea succesiva a platbandelor estreme (fig 217 a) .

La grinzile sudate ale caror talpi au o singura platbanda , variatia sectiunii grinzii se obtine prin variatia

grosimii talpii(fig. 217 b) sau a latimii ei




9

5.2 Metoda analitica

Metoda analitica este mai convenabila, atunci cand variatia sectiunii grinzii se face numai o

singura data pe portiunea unei jumatati de deschidere si ecuatia momentului incovoietor se poate

exprima sub o forma simpla.

Pentru determinarea pe cale grafica a punctelor teoretice de variatie a sectiunii grinzii, se

transeaza curba momentelor incovoietoare , iar in cazul sarcinii mobile, diagrama infasuratoare a

momentelor maxime. Pe axa orizontala se iau lungimile , iar pe cea vertical – valoarea momentelor.

Valoarea totala a ordonatelor de acelasi semn trebuie luata de aceeasi parte a axei orizontale.

Apoi, se iau, pe axa verticala ,la aceiasi scara, valorile momentelor incovoietoare admisibile in

fiecare sectiune a grinzii, adica produsele: W’[δ]; W”[δ]; W”’ [δ] …..W[δ]; fiecare segement de dreapta

se masoara de la zero.

Dreptele orizontale duse prin punctele astfel obtinute, vor taia de doua ori curba momentelor

in punctele in care momentul sarcinilor exterioare este egal cu momentul admisibil pentru grinda cu

sectiune mai mica. In felul acesta, se determina punctele teoretice ale variatiei de sectiune posibile.Schimabarea efectiva a sectiunii grinzii se face la o distanta de la punctele teoretice care a fost

stabilita (in directia momentelor mai mici), astfel incat sa permita asezarea unor legaturi apte ca sa

asigure introducerea in solicitare a platbandei intrerupte, in punctul de intrerupere teoretic.




10

6. Tehnologia de executie

Daca talpa unei grinzi sudate este alcatuita dintr-o platbanda sau o platbanda si un fier T,

sectiunea grinzii poate sa fie modificata, variind sau grosimea platbandei sau latimea ei. Variatia latimii

platbandelor este mai convenabila ,decat variatia grosimii lor , deoarece, in acest caz, se mentine o

inaltime constanta a grinzii, ceea ce este important pentru pozitia sarcinii pe talpa superioara (de

exemplu, grinzile de sub podurile rulante).

Variatia latimii talpilor este mai rationala si din punct de vedere al solicitarii, in general, a grinzii si in

special , in privinta stabilitatii ei generale.

Variatia latimii platbandelor poate sa fie facuta treptat (fig. 220 a) sau prin salturi (fig. 220 b-

d).Variatia treptata, cu toate avantajele ei (regularitatea variatiei liniilor de forte ,lipsa de innadiri,

greutatea minima a talpilor) se intrebuinte, rar ,deoarece in acest caz, este necesar sa se faca taierea

platbandelor sub un unghi ascutit, ceea ce este greu de realizat; afara de aceasta, bucatile inguste

ramase de la taiere, aproape ca nu pot fi utilizate in lucrare.

Variatia latimii platbandelor prin salturi se face dincolo de punctul teoretic de modificare a

sectiunii (fig. 220 b-d), cu ajutorul cusaturii cap la cap,cu pana sau oblic. In cazul imbinarii cu pana

dupa tipul din fig. 220 c , se utilizeaza mai bine lungimea platbandei late si din ea raman mai putine

bucati taiate . Afara de aceasta, eforturile la unghiul intrand sunt, in acest caz, mult mai mici, decat ,la

imbinarea dupa tipul din

fig. 220 b.

Prelucrarea platbandelor pentru o cusatura oblica este mult mai simpla, decat pentru cusatura

in pana, iar dimensiunile bucatilor taiate, in ambele cazuri , sunt aproape egale intre ele (fig. 220 e si f).

Imbinarea in pana in cazul unei sarcini periodice, lucreaza in conditii mai rele decat imbinarea cu

cusatura oblica(apar mai devreme lipsuri in unghiul ascutit). Din aceasta cauza, trebuie sa se dea

preferinta cusaturilor oblice. Micsorarea latimii platbandei mari trebuie facuta treptat [ inclinarea

tesuturilor marginilor, in cazul cusaturilor oblice (fig. 220 e) trebuie sa fie circa de 1 :2 – 1:3]. Aceasta

micsorare a latimii platbandei trebuie inceputa la punctual teoretic de modificare a sectiunii.

Modificarea sectiunii grinzii prin variatia grosimii platbandelor talpilor se face intrebuintand

imbinari oblice sau in pana.

La sarcini statice si imbinari oblice, este necesar sa se prelucreze numai marginile (fig. 221 a)

,iar la imbinarile in pana este rational sa se reduca in mod lin grosimea platbandei mai puternice (fig.

221 b).

La sarcini dinamice, variatia lina a grosimii platbandei mai puternice este absolut necesara (fig.

221 c si d).

Modificarea grosimii platbandei trebuie inceputa de la punctul teoretic de variatie al sectiunii si

trebuie terminate la o distanta de 1-2 grosimi a platbandei mai subtiri de la inceputul cusaturii.Aceste

masuri sunt necesare pentru inlaturarea concentrarii eforturilor locale in punctele de schimbare




11

pronuntata a sectiunii si pentru a departa pozitia acestor sectiuni de zona in care se manifesta

actiunea temperaturii ridicate la sudura.

In cazul unei sarcini statice,este posibil sa se admita imbinarea platbandelor talpilor prin o

cusatura perpendicular pe axa talpii si consolidata cu o eclisa subtire rombica,situate de o parte a

inimii (fig. 221 e). O astfel de imbinare, din cauza necesitatii de a face taietura in tola inimii, nu estemai simpla in ceea ce priveste executarea, decat innadirea oblica.

Asezarea a doua eclise separate pe fiecare jumatate de latime a talpii,ingreuneaza aplicarea

cusarilor la talpi. Executarea imbinarilor la platbandele talpilor, fara innadire cap la cap acoperite

numai cu eclise, nu trebuie sa fie aplicata (excepitii sunt admise in unele cazuri , la lucrarile de

restabilire).

Pentru grinda solicitata la incovoiere dimensionarea ideala ar fi daca se urmareste riguros diagrama

de moment. Acest fapt este evident si foarte important in cazul grinzilor continui, dar la care pot

aparea dificultati de realizare efectiva a acestor forme si sectiuni.

Pentru a avea o dimensionare economica si sigura in conditiile pastrarii unei sectiuni constante pe

toata lungimea grinzei continuii se recurge la o metode care ia in calcul proprietatile elastice ale

otelului. Metoda se bazeaza practic pe calculul in stare limita de cedare a grinzii in ansamblu

considerandu-se ca o grinda continue. Isi pierde capacitatea portanta atunci cand s-a produs un numar

suficient de mare de articulatii plastice astfel incat grinda sa devina mecanism in toate deschiderile sau

numai pe unele deschideri, cedarea producandu-se atunci cand in unele sectiuni momentul ajunge la

valoarea momentului plastic.




12




13




14

Perspectivã axonometricã

Perspectivã axonometricã a structurii




15

Structurã din profile sudate cu sectiune variabilã - perspectivã aerianã

Structurã din profile sudate cu sectiune variabilã - detaliu structurã planseu intermediar




16

Detaliu contravantuiri de acoperis

Structurã din profi le sudate cu sectiune variabilã - detaliu cadru de capãt

grinzi cu sectiune variablila

Documents