Projektowanie szwów szyjnych siatkowych dźwigarów na pasach dźwigowych zgodnie z DIN EN 1993-6

Artykuł o tematyce technicznej

Seria artykułów na temat projektowania spawów dźwigarów dźwigowych została podsumowana w tym artykule, opisującym konstrukcję spoin pachwinowych, zgodnie z poprzednimi artykułami na temat projektowania spoin szynowych dźwigarów dźwigarowych w stanie granicznym nośnościstanie granicznym zmęczenia . Uwzględniane są zarówno stan graniczny nośności, jak i stan graniczny zmęczenia.

Stan limitu ostatecznego

Zastosowane obciążenia powodują zarówno poziome, jak i pionowe obciążenia kół, które należy uwzględnić w projekcie. Zastosowanie obciążenia koła mimośrodowego obciążeń koła pionowego nie jest uwzględniane w projekcie stanu granicznego nośności, a zatem nie występuje żaden dodatkowy moment skręcający.

Rysunek 01 - Spoiny internetowe jako spoina z podwójnym zaokrągleniem

Poniżej znajduje się zestaw formuł do obliczania naprężeń i obliczeń.

Naprężenia spowodowane obciążeniem kół
$ begin {array} {l} max; {Mathrm Sigma} _ Perp = = Frac {{Mathrm F} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}} + {Mathrm H} _ Mathrm {Ed}} {2; cdot; sqrt2; cdot; {Mathrm a} _ Mathrm w; cdot; {Mathrm l} _mathrm {eff}}, ..., v, {mathrmau} _ perp, = frac {{matrm F} _ {matrm z,} mathrm {Ed}} + + {{Mathrm H} _ Mathrm {Ed}} {2; cdot; sqrt2; cdot; {Mathrm a} _ Mathrm w; cdot {mathrm l} _ matrm {eff}} {Mathrmau} _ Perp = = Frac {{Mathrm F} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed} } - - {{Mathrm H} _ Mathrm {Ed}} {2; cdot; sqrt2; cdot; {Mathrm a} _ Mathrm w; cdot {{ Mathrm l} _ matrm {eff}}, ..., ..., {mathrm sigma} _ perp, = frac {{matrm F} _ {{ mathrm z, Mathrm {Ed}} - - {{Mathrm H} _ Mathrm {Ed}} {2; cdot; sqrt2; cdot; {Mathrm}} Mathrm w, cdot {Mathrm l} _ Mathrm {Eff}} {Mathrmau} _ równoległy = = frac {{Mathrm V} _ Mathrm {Ed} ; cdot {mathrm S} _ matrm y} {{matrm l} _ matrm y; cdot; 2; cdot; {matrm a} _ matrm w} () {{matrmau} _ równoległy = = frac {{Mathrm V} _ Mathrm {Ed}; cdot; {Mathrm}} Mathrm y} {{Mathrm l} _ Mathrm y; cdot; 2; cdot; {Mathrm a} _ Mathrm w} {Mathrm Sigma} _ {Mathrm v Mathrm w, Mathrm {Ed}} = = sqr {{Mathrm Sigma} _ Perp²; +; 3; cdot; {Mathrm}} Perp²; ; +; 3; cdot; {Mathrmau} _ równoległy}};;; &; {{Mathrm Sigma} _ {Mathrm v, Mathrm w, Mathrm { Ed}} = = srt {{Mathrm Sigma} _ Perp²; +; 3; cdot; {Mathrm au} _ Perp²; +; 3; cdot {{matrmau} _ równoległy}} end {tablica} $

Projekt spawania
$ begin {array} {l} {Mathrm Sigma} _ {Mathrm v, Mathrm w, Mathrm {Rd}} = = Frac {{Mathrm f} _ Mathrm u} { {Mathrm B} _ Mathrm w; cdot; {Mathrm gamma} _ {Mathrm M2}};;;);} {Frac {{Mathrm Sigma} _ {{ Mathrm v, Mathrm w, Mathrm {Ed}}} {{Mathrm Sigma} _ {Mathrm v, Mathrm w, Mathrm {Rd}}} qq 1.00 {1} { mathrm Sigma} _ {Perp, Mathrm w, Mathrm {Rd}}; = = frak {0.9; cdot; {Mathrm f} _ Mathrm u} {{Mathrm} gamma } _ {Mathrm M2}}, ... O, Frac {{Mathrm Sigma} _ {Perp, Mathrm w, Mathrm {Ed}}} {{Mathrm Sigma} _ {Perp, Mathrm w, Mathrm {Rd}}} qq, 1.00 end {tablica} $

Stan ograniczenia zmęczenia

W przeciwieństwie do ULS, naprężenia wynikające z obciążeń poziomych są pomijane, a zatem obciążenia pionowe koła są brane pod uwagę tylko. Jednakże, w zależności od istniejącej klasy uszkodzeń i zastosowanego załącznika krajowego, należy uwzględnić obciążenie mimośrodowe koła równe 1/4 szerokości główki szyny. W ten sposób powstaje dodatkowy moment skręcający, który najpierw musi zostać przeniesiony przez spoiny szynowe, a następnie przez górny kołnierz, wstęgę i na końcu spoiny wstęgowe.

Rysunek 02 - Zastosowanie obciążenia koła mimośrodowego w FLS

Spoiny szynowe muszą przenosić ten moment skręcający prawie całkowicie. Z drugiej strony, wpływ sztywności skrętnej górnego kołnierza powinien być brany pod uwagę dla spoin na wstędze, ponieważ ma to decydujący wpływ na zginanie wstęgi, a tym samym na naprężenia w spoinie.

Określając stałą skrętną górnego kołnierza, [2] przyjmuje tylko górny kołnierz, dopóki szyna nie jest sztywno zamocowana. Tylko w takim przypadku moment skręcający jest określany na podstawie szyny i kołnierza. Inne podejście jest opisane w [5] , gdzie poszczególne elementy sztywności skrętnej szyny i kołnierza są sumowane, dzięki czemu możliwe jest osiągnięcie większej sztywności górnego kołnierza. Jednak tego podejścia nie przedstawiono w [2] .

Do projektowania spoin pachwinowych zwojowych konieczne jest połączenie dwóch elementów naprężeniowych. Występują naprężenia spowodowane centrycznym obciążeniem koła i naprężeniami wynikającymi z momentu skręcającego. Pełne momentu skręcającego P jest częściowo absorbowane przez górną kołnierza, a tym samym wstęga składnika M dzięki zaginaniu internetowej pozostaje wzoru spoin.

Na koniec należy zauważyć, że ta procedura obliczeniowa i opis mają zastosowanie tylko do podwójnych spoin pachwinowych między górnym kołnierzem a środnikiem. Jeśli spoiny dolnego kołnierza i środnika powinny być również zaprojektowane jako spoiny pachwinowe, to wpływ obciążenia koła jest pomijalnie mały ze względu na istniejącą długość zastosowanych obciążeń koła. W tym przypadku regulowane są komponenty naprężeń wynikające z naprężeń zginających lub ścinających, a także minimalne grubości.

Poniżej znajduje się zestaw formuł do obliczania naprężeń i obliczeń.

Naprężenia spowodowane centrycznym obciążeniem koła
$ {Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}, Mathrm {Cen}, Mathrm {Weld}} = = Frac {{Mathrm F} _ {Mathrm Z, Mathrm {Ed}}} {2; cdot; {Mathrm a} _ Mathrm w; cdot; {Mathrm l} _ Mathrm {Eff}} $

Naprężenia spowodowane obciążeniem koła mimośrodowego
$ begin {array} {l} {Mathrm M} _ Mathrm T = = {{Mathrm F} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}} = cdot {{{ Mathrm b} _ Mathrm {Rail}} 4 mathrm beta = = frac {Mathrm p; cdot; {Mathrm h} _ Mathrm w} {Mathrm h} _ Mathrm w} {Mathrm a } {} Mathrm I} _ {Mathrm T, Mathrm {Chord}} = = Frac {{Mathrm b} _ Mathrm {cs}; cdot {{Mathrm} t} _ matrm f³} 3 mathrm lambda = = sqrt {frac {2.98; cdot; {Mathrm t} _ Mathrm w³} {Mathrm a; {mathrm I} _ matrm T}, cdot frac sin mathrm h² (Mathrm beta)} {mathrm h} (2) cdot mathrm beta - - 2 - cdot - Mathrm beta}} {Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed} Mathrm {ecc}}; = = frak6 {{Mathrm t} _ Mathrm w²}; cdot; {Mathrm M} _ Mathrm T; cdot; frac {Mathrm } 2, cdot, an, Mathrm h, left (frac mathrm lambda, cdot, Mathrm a} 2) Right, {Mathrm M} _mathrm {web}; =; {Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}, Mathrm {Ecc}} = cdot; Frac {{Mathrm t} _ mathrm w²; cdot; {Mathrm l} _ Mathrm {Eff}} 6 {Mathrm Sigma} _ {Mathrm Z, Mathrm {Ed}, Mathrm {Ecc} Mathrm {weld}} = frac {{Mathrm M} _ Mathrm {Web}} {({Mathrm t} _ Mathrm w + + {Mathrm}} Mathrm w); cdot {{Mathrm} } _ mathrm w; cdot; {Mathrm l} _ Mathrm {Eff}} end {tablica} $

Wynikły stres w spawaniu
$ {Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}} = = {Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}, Mathrm {Cen}, Mathrm {Ed}, Mathrm {Cen}, Mathrm {weld}} + + {{Mathrm Sigma} _ {Mathrm z, Mathrm {Ed}, Mathrm {Ecc}, Mathrm {Weld}} $

Projekty
$ begin {array} {l} frak {{Mathrm gamma} _ Mathrm {Ff}, cdot, trójkąt matrm Sigma} {{Mathrm E, 2}} { frac {trójkąt {matrm Sigma} _ Mathrm c} {{Mathrm gamma} _ Mathrm {Mf}}} <<1.00 frac {displaystyle {Mathrm gamma} _ matrm {Ff}, cdot, trójkąt matrmau} _ {matrm E, 2}} {displaystyle frac {trójkąt {matrm {}} Mathrm gamma} _ Mathrm {Mf}}} <<1.00 end {array} $

streszczenie

Trzy artykuły techniczne dotyczące różnych spawów dźwigarów dźwigowych wyjaśniają ten temat szczegółowo. W praktycznej realizacji w indywidualnych przypadkach należy zdecydować, czy zastosować sztywność skrętną górnego kołnierza jako dodatek do poszczególnych elementów szyny i kołnierza, czy też samodzielnie kołnierza.

Odniesienie

[1] Seeßelberg, C. (2016). Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode (5 wyd.). Berlin: Bauwerk.
[2] Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 6: Konstrukcje nośne dźwigów ; EN 1993-6: 2007 + AC: 2009
[3] Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 3: Działania wywołane przez dźwigi i maszyny ; EN 1991-3: 2006
[4] Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1–9: Zmęczenie ; EN 1993-1-9: 2005 + AC: 2009
[5] Petersen, C. (2013). Stahlbau , (4 ed.). Wiesbaden: Springer Vieweg.

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

Samodzielne Konstrukcje stalowe
CRANEWAY 8.xx

Program samodzielny

Wymiarowanie belek podsuwnicowych według EN 1993-6 i DIN 4132

Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD