1.Osnovne faze proizvodnje elika: nabrojiti i nacrtati shemu slijeda proizvodnjeelik je openito legura sastavljena od eljeza, ugljika te prateih i legirajuih elemenata. Pratee elemente nije mogue izbjei zbog prirodnog porijekla osnovnog sastojka elika eljeza, a legirajui se elementi dodaju radi poboljanja karakteristika elika. Dobivanje gotovih elinih proizvoda (elinih profila, limova, ica i sl.) moe se podijeliti na tri osnovne faze: a) dobivanje sirovog eljeza iz eljezne rudae b) dobivanje elika iz sirovog eljeza c) oblikovanje gotovih proizvoda iz elika U skladu s navedenim fazama su i eljezare openito podijeljene na karakteristine pogone: visoke pei, eliane i valjaonice.

eljezna ruda se prije ubacivanja u visoke pei prethodno usitnjava, melje, isti od nepoeljnih sastojaka (tzv. jalovine), te na kraju pri radi uklanjanja vode i ugljinog dioksida. Na ovaj se nain dobije porozna, eljezom bogata ruda koja moe biti u obliku kuglica promjera 10-15 mm ili u komadima. Potom se ovako pripremljenoj rudi dodaju elementi koji slue za lake odvajanje preostalih neistoa iz rude prilikom topljenja. Pri tome se, ovisno o kiselosti jalovine, dodaje vapno (kisela) ili glina (bazina). U visoke pei dodaje se ruda, koks i dodaci te se uz pomo toplinske energije nastale od sagorijevanja koksa dobiva sirovo eljezo. U visokim se peima postie temperatura od oko 1600 oC. Troska, koju ine lake topljivi dodaci, dijelovi rude i koks, pliva po povrini otopine, a sirovo eljezo koje je tee pada na dno i odvodi se iz pei. Plinovi nastali sagorijevanjem takoer se odvode iz pei, proiavaju te ponovno koriste za zagrijavanje pei. Visoke pei neprekidno rade 5 do 10 godina.

2.Opisati Thomasov i Linz-Donowitz postupak proiavanja elikaSirovo eljezo je sirovina za dobivanje elika, a taj se postupak odvija u elianama. U elianama se sirovo eljezo oslobaa vika ugljika i drugih neistoa te mu se dodaju odgovarajui legirajui elementi. Ovaj se postupak odvija u dvije faze: proiavanje i dezoksidacija. Proiavanje je postupak kojim se iz sirovog eljeza dobiva sirovi elik reduciranjem vika ugljika, a dezoksidacija je postupak kojim se u sirovom eliku smanjuje sadraj kisika.

Navedeni postupci mogu se provesti u plamenim peima (Siemens-Martinova pe ili elektro-pe), ili konverterima (Thomasov postupak, Bessemer-Birne postupak, Linz-Donawitz postupak), ili njihovom kombinacijom (dupleksni postupak).

Thomasov postupak (1880. g.) bazira se na konverteru koji se moe zakretati, Sirovo eljezo proiava se istim zrakom ili mjeavinom zraka i kisika pod pritiskom (da se smanji sadraj duika), koji se upuhuje kroz perforirano dno konvertera. U konverter se dodaje i vapno zbog vezivanja nepoeljnog fosfora i sumpora. Konverter je kapaciteta oko 90t. elik dobiven ovim postupkom je krt zbog veeg sadraja duika, te je podloan starenju

Kako bi se izbjegla poveana krtost elika, u Linz-Donawitz postupku (1950. g.), kroz gornji otvor konvertera dovodi se isti kisik pod visokim tlakom koji se upuhuje u rastaljenu smjesu sirovog eljeza, starog elika i dodataka. Kapacitet konvertera je takoer znatno vei nego kod Thomasovog postupka, te se dobiju vee koliine elika.

3. Utjecaj legirajuih i prateih elemenata na elikLegirani elici dijele se na: - niskolegirane (sadraj legirajuih elemenata je do 2.5 %) - srednjelegirane (sadraj legirajuih elemenata je od 2.5 do 10 %) - visokolegirane (sadraj legirajuih elemenata je preko 10 %)Legirajui elementi dodaju se eliku radi poboljanja njegovih svojstava: a) mehanikih svojstava vea vrstoa i ilavost, vea otpornost prema troenju, bolja toplinska obradivost b) sposobnosti rezanja da elici podnose veu temperaturu pri obradi c) otpornosti prema koroziji i podnoenju visokih temperatura Najvaniji legirajui elementi koji utjeu na elik: Ugljik (C) najvaniji legirajui element za najvei broj elika. Poveani postotak ugljika poveava eliku vrstou, tvrdou i otpornost na troenje. Zajedno s ostalim legirajuim elementima (W, Mo, Cr, V) stvara karbide koji izravno utjeu na kvalitetu elika. Mangan (Mn) u manjem se postotku (0.2 - 0.5 %) nalazi u svim elicima. Dobro je sredstvo za ienje troske pri dobivanju elika, te se kao feromangan upotrebljava za dezoksidaciju u peima za proizvodnju elika. Ako ga u eliku ima vie od 0.5 % utjee i na kvalitetu elika poveava vrstou i tvrdou uz smanjenje sposobnosti obradivosti. Silicij (Si) kao i Mn u neznatnom se postotku nalazi u svim elicima u obliku ferosilicija dodaje se u metarulke pei radi dezoksidacije elika. Vea koliina silicija pogorava svojstva obradivosti elika, ali poveava elastinost. Krom (Cr) pospjeuje prokaljivost i poveava dubinu tvrdoe. Poboljava otpornost na troenje, ali smanjuje ilavost pa se obino uz krom dodaje i nikal, te su krom-nikalni elici tvrdi i ilavi. Nikal (Ni) relativno skup pa ga uspjeno zamjenjuje molibden. Zajedno s kromom daje elike otporne na hru i kiseline. Volfram (W) jedan od najvanijih legirajuih elemenata za alatne elike. Sadraj u eliku tada moe iznositi 0.5 - 2.4 %. Takvi su elici otporni na troenje, imaju poveanu toplotnu vrstou, dobri su za rezni alat a mogu podnijeti temperaturu do 600 oC bez gubitka tvrdoe. Vanadij (V) sredstvo za proiavanje elika, upotrebljava se za dezoksidaciju pri dobivanju elika. Neznatne koliine vanadija (0.1 - 0.4 %) poboljavaju vrstou elika tvrdou, otpornost na troenje i toplinu. Zastupljen je kod elika kod kojih se trai visoka radna temperatura. esta je kombinacija legiranja krom-vanadij.Molibden (Mo) objedinjuje svojstva kroma i volframa, poveava prokaljivost elika i poveava otpornost prema troenju. Krom i molibden dobra su zamjena kod graevinskih elika za krom-nikal elike jer su vrsti, ilavi i dobro se obrauju. Kobalt (Co) dodaje se nekim elicima radi poboljanja sposobnosti rezanja metala, ilavosti i povienja radne temperature. Dodaje se elicima od kojih se proizvode trajni magneti. Titan (Ti) dodaje se elicima od koji se trai vea otpornost na kiseline. Aluminij (Al) slui za dezoksidaciju kod proizvodnje umirenog elika. Vee slobodni duik i stvara Al-nitrite. Ovi spojevi stvaraju sitnozrnatu strukturu koja daje poboljanu ilavost, otpornost na starenje i dobru zavarljivost.

Neistoe i ukljuci u eliku zauzimaju oko 1 % volumena eline mase, pri emu su oni razliite veliine. U neto vee estice se ubrajaju estice zgure i mangan sulfida (MnS), a na temperaturama vrueg valjanja ovi ukljuci su plastini i izdueni u pravcu valjanja. U skupinu manjih ukljuaka spadaju nitriti i oksidi aluminija te drugi visoko-oksidirajui metali koji se koriste za dezoksidaciju rastopljenog elika prije lijevanja. Neistoe s najtetnijim utjecajem su sumpor (S) i fosfor (P). Formiraju estice fosfida i sulfida koji tetno djeluju na ilavost. Sumpor (S) sklon segregaciji, smanjuje sposobnost zavarivanja i ilavost. Vrlo ga je teko ukloniti, te se njegov sadraj kontrolira paljivim izborom sirovog materijala kao i dodatnim postupcima suvremene proizvodnje koji ga uklanjaju. Fosfor (P) kao i sumpor sklon segregaciji u pojedinim dijelovima elinih profila. Osjetno sniava ilavost, ali poveava postojanost na koroziju.Kisik (O) oksidi i silikati koji nastaju tijekom dezoksidacije mogu stvoriti vlaknastu strukturu u eliku, slinu strukturi drveta, koja je za elik tetna zbog mogunosti terasastog loma.Duik (N) moe biti nevezan u eliku, to je tetno jer poveava mogunost pojave krtog loma i sklonost starenju, ili vezan u obliku aluminijskog nitrata kada djeluje povoljno. Kemijskom se analizom ne moe utvrditi da li je duik u eliku u vezanom ili nevezanom stanju. Vodik (H) sniava ilavost i dovodi do krtosti materijala, te ima nepovoljan utjecaj na sposobnost zavarivanja.

4.Metalna struktura i oblici atomske mreziceMetalografija je znanost o metalima uope, a u uem smislu to je znanost o grai metala i njihovih legura.

Struktura metala nije vidljiva prostim okom, te se posebnom obradom povrine metala (bruenje, glaanje i natapanje u kiselini), pod mikroskopom mogu promatrati kristali metala.Oblik, veliina i raspored metalne strukture glavni su faktori koji utjeu na svojstva metala. Najfinija kristalna zrna mjere se rendgenskom metodom, a vrste kristalnog zrna poblie se opisuju kao: globularni, lamelasti, dentriti, zrnati, igliasti.

Atome jo smatramo najmanjim dijelovima materije koji jo uvijek imaju svojstva karakteristina za tu materiju.elik ima kubne atomske mreice a osnovni modeli su:a) prostorno centrirana atomska mreica b) povrinski centrirana atomska mreica

Atomi ugljika se kod prostorno centrirane mreice smjeste u teite kocke, a kod povrinski centrirane mreice na sredine strana kocke. Vano je uoiti da se atomi na povrinama kocke dijele i na susjedne mreice, tj. s jednom polovinom pripadaju svakoj od njih. Svaki atom u kutu prostorno centrirane mreice moe pripadati u 8 razliitih stanica, pa se samo jedna osmina moe raunati za jednu stanicu. Tako broj atoma kod prostorno centrirane mreice iznosi: 8 atoma u kutovima x 1/8 = 1 atom 1 atom u centru x 1 = 1 atom -------------------------------------------------- ukupno: 2 atoma

Kod povrinski centrirane mreice je raun slijedei: 8 atoma u kutovima x 1/8 = 1 atom 6 atoma na povrini x 1/2 = 3 atom ------------------------------------------------- ukupno: 4 atoma5.Utjecaj koliine sadraja ugljika na svojstva elika. Strukture elika ovisno o sadraju ugljika.Tehniko eljezo, za razliku od istog kemijskog eljeza je ono koje se upotrebljava u tehnike svrhe to je elik, sivi lijev, temper lijev i sirovo eljezo. elik je tehniko eljezo koje u sebi ima do 1.7 % ugljika, iako se danas proizvodi i modificirani elik koji sadri i do 2.06 % ugljika. Ako elik u sebi nema drugih elemenata, ili ih ima u neznatnom postotku koji ne utjeu na njegovu kvalitetu, radi se o ugljinom eliku. Ugljini elici mogu se podijeliti na: - elike s malim sadrajem ugljika (do 0.25 %) - elike sa srednjim sadrajem ugljika (od 0.25 do 0.6 %) - elike s visokim sadrajem ugljika (od 0.6 % do 1.7 %)Mogunosti i naini toplinske obrade kod ugljinih elika ovise uglavnom o sadraju ugljika u eliku. Ferit gotovo isto eljezo s neznatnim sadrajem ugljika (ferrum lat. eljezo). Njegovi kristali su svijetli, krupni, mekani i rastezljivi. Lako se plastino oblikuje. Feritni elici koriste se za limove, cijevi i profile jer se lako obrauju u valjaonicama. Perlit kristali ove strukture bljete poput perli (bisera), te je zato dobila takav naziv. To je spoj ferita i cementita, gdje su kristali ferita zasieni cementitom ili kristali cementita zasieni feritom. Perlitna struktura je potpuna kada elik ima 0.8 % ugljika. Kristali perlita tvri su od feritnih, sitni, ilavi i sjajni. Porastom postotka ugljika se u eliku, pored feritnih kristala, pojavljuju i perlitni kristali. Ledeburit to je spoj eljeza i eljeznog karbida Fe3C (cementita). ista ledeburitna struktura sadri 4.3 % ugljika. Cementit slino kao to cement daje tvrdou betonu, tako i eljezni karbid daje tvrdou eljezu i eliku. Dakle, cementit je eljezni karbid Fe3C, iji su kristali vrlo tvrdi i krti.

6.Toplinska obrada elikaarenje elikaarenjem se nakon hladne i tople obrade poboljava eliku vrstoa i olakava daljnja mehanika obrada. U postupku arenja se elini predmeti lagano zagriju na odreenu temperaturu, te odreeno vrijeme dre, a nakon toga lagano hlade. arenjem elik dobiva finozrnatu i jednolinu strukturu, te mu se na taj nain poveava ilavost (manje vrstoa), i omoguava daljnja prerada. Pri tome treba voditi rauna o slijedeem: a) prebrzo zagrijavanje moe dovesti do stvaranja pukotina (djelovanje vlak-tlak: povrinsko se podruje jae zagrijava i iri nego jezgra) b) predugo zagrijavanje i previsoka temperatura moe prouzrokovati grubozrnatu strukturu, ali se ponovnim arenjem ona moe pretvoriti u sitnozrnatu c) u arnim peima ne smije biti suvinog kisika jer bi se on povezao s ugljikom i stvarao gar, to bi znatno oslabilo povrinski sloj

Kaljenje elikaKaljenje elika sastoji se od grijanja i hlaenja, a dobri se rezultati dobiju ukoliko se postupak pravilno izvede. Grijanje se vri u peima do temperature kada se stvori austenitna struktura, tj. kada se alfa kristali ponovno pretvore u gama kristale. Naglim se hlaenjem kod elika postie odreena struktura koja odgovara strukturi izmeu temperature grijanja i hlaenja, a ta je struktura obino martenzitna. Brzo je hlaenje neophodno da se elik ne modificira u koju od meustruktura ili perlit. Kaljenjem se eliku poveava vrstoa i tvrdoa, a smanjuje ilavost. Pri kaljenju atom ugljika koji se nalazi u centru mreice gama eljeza nema vremena da se izlui i stvori kemijski spoj, nego i nakon transformacije gama u alfa eljezo ostane unutar mreice te stvara tzv. prisilnu vrstu otopinu eljeza i ugljika.

Poboljavanje i oplemenjivanjeOplemenjivanje ili poboljavanje elika je kaljenje s naknadnim poputanjem kod visoke temperature, a osnovna je svrha postupka dobivanje visoke vrstoe i ilavosti. Za oplemenjivanje se upotrebljavaju posebni elici koji se i nazivaju elici za oplemenjivanje.Prije oplemenjivanja elici se are na 860-880C, te se tako odstrane naprezanja nastala kod obrade, a struktura elika se normalizira. Potom se vri kaljenje predmeta na temperaturi 800-900C, poslije ega se predmet hladi u vodi ili ulju. Nakon toga slijedi poputanje za 530-670C. Na taj se nain tvrdoa smanjuje a ilavost i vrstoa se znatno povise.

8.Vlastita naprezanjaSpomenuto je da se u sluaju neravnomjernog hlaenja u elinim elementima mogu pojaviti unutarnja naprezanja. Takva naprezanja nazivaju se vlastita naprezanja, budui da nisu uzrokovana vanjskim optereenjem. Mehanizam nastajanja vlastitih naprezanja je pri tomeuvijek vrlo slian. Pri hlaenju prethodno zagrijanih elemenata pojedini dijelovi elementa (tanji) bre se ohlade od drugih. Hladniji dijelovi elementa nastoje se skupiti te na taj nain sabijaju toplija podruja. Kasnije dolazi do ujednaavanja temperature, ali zbog ranijeg plastinog sabijanja toplijeg podruja ono ostaje krae te se radi ostvarenja kontinuiteta elementa u njemu javlja vlano naprezanje. Posljedino tome se u tanjim (ranije ohlaenim) podrujima javljaju tlana naprezanja, tako da se vlastita naprezanja meusobno uravnoteuju. Do pojave vlastitih naprezanja moe doi pri: - djelominom zagrijavanju elementa (npr. element se zagrijava samo s jedne strane) - zavarivanju (na mjestu zavara se u element uvode visoke temperature, te takoer dolazi samo do lokalnog zagrijavanja) - valjanju elemenata, (valjanje se vri u toplom stanju a kasnije se vlastita naprezanja javljaju ovisno o obliku poprenog presjeka postojanje tanjih i debljih dijelova elementa) Vlastita naprezanja imaju nepovoljan utjecaj na nosivost tlanih elemenata te umaranje materijala, radi pojave prijevremene plastifikacije pojedinih dijelova poprenog presjeka.Naime, naprezanja nastala od vanjskog djelovanja pridodaju se na vlastita naprezanja te tako najoptereeniji dijelovi ranije doseu granicu poputanja.

9. Vlano ispitivanje elika radni diagram elikaIspitivanje se provodi u posebnom ureaju (tzv. kidalici) na posebnoj, standardiziranoj epruveti na nain da se epruveta izlae jednolikom razvlaenju sve do loma. Na ovaj se nain moe pratiti ponaanje elika izloenog jednoosnom vlanom naprezanju.

Ispitivanje se moe provesti na epruvetama izrezanim iz uzoraka, ili plosnatim tapovima izrezanim iz tanjih limova. Epruvete mogu biti standardne ili proporcionalne. Standardne epruvete mogu biti duge (Lo/do = 10), ili kratke (Lo/do = 5).

10.Definiraj modul elastinosti, granicu poputanja i vrstou elika (povezati s radnim dijagramom)Modul elastinosti EGrafiki predstavlja tangens kuta krivulje - (E=/); predstavlja mjeru krutosti materijala, za sve elike je jednak i iznosi 210000 N/mm.

Granica poputanja fyPrijelaz izmeu elastinog i plastinog ponaanja materijala; moe biti naglaena i tada se sastoji od dvije bliske vrijednosti izmeu kojih se nalazi plato teenja; naprezanje na poetku plastinog podruja naziva se gornja granica poputanja i ona se koristi kao nominalna vrijednost pri proraunima dok donja granica poputanja predstavlja najniu vrijednost naprezanja u plastinom podruju.Vlana vrstoa fuNajvee nazivno naprezanje materijala prije loma (fu=P/A0)

11.to definira Poissonov broj i kolika je njegova vrijednost za elik?Odnos izmeu relativne poprene i relativne uzdune deformacije (pop / uzd); za elik je ta vrijednost jednaka 0,3; posljedica je opisane pojave suenja poprenog presjeka pri vlanom ispitivanju

12. Ispitivanje elika na tlakIspitivanje elika na tlak nema takvu vanost u odnosu na vlano ispitivanje. Ispitivanje na tlak provodi se na valjkastim epruvetama male duine (zbog sprjeavanja problema sa0 stabilnou). Dijagrami - za tlak i vlak su kod duktilnih materijala, kakav je elik, vrlo slini do naprezanja ispod granice poputanja. Granici poputanja kod tlanog ispitivanja odgovara granica gnjeenja. Poslije granice gnjeenja se kratki tlani uzorak iri u poprenom smjeru (okrugli presjek uzorka postaje u srednjem podruju elipsastog presjeka), na to se troi odgovarajui dio sile te omoguava daljnje poveanje optereenja na skraivanje uzorka (krivulja - raste). Kod dijagrama - nema podruja neravnomjernih plastinih deformacija koje su bile uoene kod vlanog ispitivanja poslije poetka suenja presjeka epruvete.

13. Ispitivanje udarne ilavostiIspitivanje udarne ilavosti vri se na Charpy-jevom ureaju, a koristi se epruveta dimenzija 10 x 10 x 55 mm, slika 2.31. Epruveta u sredini ima oslabljenje u obliku lijeba urezanog pod kutom od 45o i dubine 2 mm. Pri pokusu se koristi injenica da je elik osjetljiv na brzo nanoenje optereenja, te se kao mjera udarne ilavosti smatra udarni rad ili energija (E) potrebna za lom epruvete podijeljena s najmanjom povrinom epruvete (Ao):

Vrijednost moe se prikazati u ovisnosti o temperaturi, slika 2.32. Pri niim temperaturama je lom epruvete krt, dok pri viim dolazi do znatnih plastinih deformacija prije loma. Izmeu ova dva prijelazna podruja postoji podruje mjeovitih lomova u kojem se moe ustanoviti granica prijelazna temperatura izmeu krtog u deformabilni lom.14. Ispitivanje tvrdoe elikaVanost poznavanja tvrdoe elika u elinim konstrukcijama moe biti u mogunosti uspostave meuovisnosti izmeu tvrdoe i vrstoe elika:

fu= 0.35 HB

gdje je HB tvrdoa elika utvrena po Brinellovoj metodi. Na ovaj nain se u odreenim praktinim situacijama relativno jednostavno moe doi do podatka o vrstoi elika. Mjera za tvrdou ovisi o metodi ispitivanja, a osim Brinellove metode se koristi i Vickersova i Rockwellovametoda. Brinellovom metodom se tvrdoa elika ispituje utiskivanjem kaljene eline kuglice promjera D u povrinu elika

Umjesto kuglice se u Vickersovoj metodi koristi dijamantni iljak u obliku etverostrane piramide, dok se kod Rockwellove metode koristi dijamantna kuglica. Oznaka za tvrdou izraunatu po Vickersovoj metodi je HV , a za tvrdou po Rockwellovoj metodi je HRb ili HRc.

15. Svojstva elika na viskom temperaturamaPoveanje temperature ima nepovoljan utjecaj na mehanika svojstva elika dolazi do smanjenja granice poputanja i vrstoe.Promjene u radnom dijagramu - elika vidljive su ve kod 300 oC, slika 2.34., kada postepeno opada granica poputanja. Veih promjena u vrstoi pri toj temperaturi jo nema. Pri temperaturi od 500 oC vrstoa pada na oko 50%, dok se iznad temperature od 600 oC smatra da elik vie ne nosi (vrstoa je smanjena na svega oko 20%).

Modul elastinosti takoer se smanjuje, tako da pri temperaturi od oko 600 oC iznosi oko 30% modula elastinosti pri sobnoj temperaturi.16. Utjecaj hladne obrade nas svojstva elikaPod hladnom obradom podrazumijeva se obrada (valjanjem, savijanjem ili preanjem) elemenata pri sobnoj temperaturi. Hladnom obradom se element plastino deformira, uslijed ega dolazi do ovravanja materijala poveava se granica poputanja, vrstoa i tvrdoa ali se smanjuje svojstvo plastinosti, odnosno ilavost. Ova se pojava esto naziva i starenje elika.

Prikazan je uzorak koji je prethodno optereen te potom rastereen i ostavljen nekoliko dana na sobnoj temperaturi. Pri ponovnom optereenju krivulja - poprima oblik za koji je uoljivo poveanje granice poputanja i vrstoe uz smanjenje plastinog podruja. Ovo je tzv. prirodno starenje za razliku od umjetnog starenja kojim se isti efekt moe postii bre uz zagrijavanje nakon hladne obrade (primjerice pola sata na temperaturi od 250 oC).Ponavljanje optereenja i rastereenja u plastinom podruju dovodi do potpunog gubitka svojstva plastinosti, to je vrlo nepovoljno kod konstrukcija. Postupak starenja, uz ogranieno smanjenje svojstva plastinosti, koristi se za poveanje nosivosti elinih ica za prednaprezanje armiranog betona, kod proizvodnje vijaka, kod hladnog uvrtanja elika za armirani beton, hladnog oblikovanja trapeznih tankostijenih profila i sl.

17. Puzanje elikaPuzanjem se naziva pojava poveanja deformabilnosti materijala pod utjecajem dugotrajnog optereenja. To je zapravo polagana ili viskozna deformacija ovisna o vremenu. Za razliku od npr. armiranog betona koji je sklon pojavi puzanja, puzanje elika pri normalnoj temperaturi je beznaajno.

U sluaju poviene temperature i elik poinje puzati.Pri optereivanju zagrijanog elementa deformacija u poetku brzo raste, slino kao i kod elementa na sobnoj temperaturi. Potom se tijekom vremena primjeuje lagano poveanje deformacije poinje puzanje. U prvoj fazi puzanja materijal se jae opire puzanju, a potom slijedi faza jednolikog puzanja kada se pojavljuje stalni prirast deformacije. Nakon toga na odreenom mjestu dolazi do suenja presjeka te se deformacije ubrzano poveavaju do loma.

18. Pojave koje utjeu na smanjenje nosivosti elikaKrti lom - predstavlja otkazivanje nosivosti, odnosno lom konstrukcijskog elementa bez plastine deformacije. Obino se dogaaju na mjestima gdje postoje velike koncentracije naprezanja razliita oslabljenja elemenata, postojanje zareza i pukotina na elementima, postojanje vie zavara na malom podruju i sl. Ishodina toka pojave krtog loma nalazi na razini lokalnih defekata materijala (zareza ili pukotina) koji se, uz prisustvo ostalih nabrojanih nepovoljnih utjecaja poput npr. niske temperature, aktiviraju i progresivno ire do loma i bez daljnjeg poveanja vanjskog optereenja.

Umaranje materijala - dovodi do loma elementa izloenog uestaloj promjeni naprezanja. Ostvarenja procesa plastifikacije pri intenzitetu naprezanja niem od tzv. statike vrstoe materijala. U sluaju statikog optereenja u plastinom materijalu dolazi do preraspodjele naprezanja na mjestima koncentracije naprezanja (greke u materijalu, zarezi i sl.). Meutim, uestala promjena naprezanja djeluje vrlo nepovoljno na proces plastifikacije nastaju nasuprotna lokalna plastificiranja materijala na mjestu koncentracije naprezanja, to vodi prijevremenom stvaranju i irenju pukotine. Ovakvoj su vrsti optereenja izloeni npr. mostovi, kranovi, nosai dizalica i razliitih radnih strojeva koji vibriraju tijekom rada.

Lamelarno kidanje - karakteristino je za zavarene spojeve kod debljih elemenata. Ishodite pojave lamelarnog kidanja obino su lokalne greke u dubini elementa (neistoe), u okolini kojih poinje otvaranje pukotina inicirano vlastitim vlanim naprezanjima (nastalim uslijed skupljanja tijekom hlaenja zavara) koja djeluju popreno na debljinu elementa. Preliminarno sprjeavanje ove pojave obavlja se izborom odgovarajueg osnovnog materijala te pravilnim konstruiranjem zavarenih spojeva kod kojih se ne doputa razvoj vlanih naprezanja uslijed skupljanja zavara okomito na debljinu elementa.

19. Naini izrade hladnooblikovanih proizvodaDobivaju se valjanjem ili savijanjem traka u hladnom stanju. Deformiranjem u hladnom stanju eliku se poveava granica poputanja i rvstoa, smanjuje se ilavost. Poveanjem mehanikih karakteristika najvie izraeno na mjestima deformacije. Ovakvi elementi imaju fine i ravne povrine. Imaju vrlo tanke stijenke- otvoreni- U, C, L, Z- debljine 1,5-6mm zatvoreni: kruni, pravokutni, kvadratniKoriste se za sekundarne elemente konstrukcije.

20.Opisati osnovne vrste vruevaljanih proizvodaVrue valjani proizvodi dijele se na: tapne elemente (tapove): najee se upotrebljavaju kao elementi ispune u reetkastim konstrukcijama, elementima prostorne stabilizacije (spregovima), kao sastavni dijelovi pri izradi spojeva, leajeva i sl., slika 3.1.: L-profili - istokraki s odnosom stranica 1:1, od L 20 x 3 do L 200 x 24; raznokraki s odnosom stranica 1:1.5 i 1:2; od L 30 x 20 x 3 do L 200 x 100 x 14 T profili imaju odnos visine i irine 1 ili 2; rade se s visokim hrptom ili irokom pojasnicom; od 50 mm do 140 mm visine (T 50 do T 140); debljine elemenata 6 do 15 mm Z profili od 30 do 200 mm visine (Z 30 do Z 160) I profili do visine 80 mm (I 80) U - profili do visine 80 mm (U 30 x 15, U 30, U 40 x 20, U 40, U 50 x 25, U 50, U 60, U 65, U 80) puni profili okruglog, kvadratnog, trokutastog, esterokutnog ili poluokruglog poprenog presjeka; okrugli profili promjera od 8 do 200 mm; kvadratni profili stranice od 8 do 100 mm; Lamele valjaju se u debljinama od 5 do 60 mm i dijele se na: plosnati elik irine b = 8150 mm, debljine 5 - 60 mm, duine 3 do 15 m iroki plosnati elik irine b = 150 1200 mm, debljine 5 do 60 mm, duine 3 do 12 m trake irine b = 10 500 mm, debljine od 0.75 do 5 mm Lamele se valjaju samo u jednom smjeru te su slabije otpornosti okomito na os valjanja. Od traka se oblikuju hladnooblikovani profili. Limove valjaju se u dva okomita smjera te su mehanike osobine priblino jednake u smjerovima valjanja; valjaju se u irinama do 2000 mm (moe ii i do 3600 mm) i duinama do 10000 mm; dijele se na: ravne limove dobivene valjanjem izmeu ravnih valjaka - fini limovi debljine do 3 mm - srednji limovi debljine od 3 do 4.75 mm - grubi limovi debljine preko 4.75 mm profilirane limove, dobivene valjanjem izmeu profiliranih valjaka - trapezne limove, primjenjuju se za pokrivanje objekata i kod spregnutih konstrukcija - valovite limove, primjenjuju se za pokrivanje objekata - bradaste limove profilacije u obliku romba ili suze, primjenjuju se uglavnom za podove industrijskih objekata Nosae valjaju se u dva osnovna oblika: I i U profili; duine se kreu od 6 do 15 metara; tenja za poveanje ekonominosti dovela je do vie razliitih profila nosaa: normalni U profili (visine od 80 do 400 mm U 80 do U 400), imaju kosu unutarnju plohu pojasnica, U profili s pojasnicama paralelnih stranica: UAP (visine 80 do 300 mm UAP 80 do UAP 300); UPE (visine od 80 do 400 mm UPE 80 do UPE 400), normalni I profili (visine od 80 do 500 mm I 80 do I 500), imaju kosu unutarnju stranu pojasnica I profili s paralelnim stranicama pojasnica: - IPE profili (visine od 80 do 600 mm IPE 80 do IPE 600), imaju usku pojasnicu - HEA profili (visine od 100 mm do 1000 mm HE-A 100 do HE-A 1000; debljine pojasnica od 5.5 mm do 21 mm; HE-AA 100 do HE-AA 1000 debljine pojasnica od 8 do 31 mm), - HEB profili (visine od 100 mm do 1000 mm HE-B 100 do HE-B 1000, debljine pojasnica od 10 do 36 mm) - HEM profili (visine od 100 mm do 1000 mm HE-M 100 do HE-M 1000, debljine pojasnica od 20 do 40 mm); - profili izrazito velikih dimenzija: HE; HL; HD, HP profili uplje profile okrugli, kvadratni ili pravokutni elementi upljeg poprenog presjeka; mogu biti beavni (dobiveni direktno valjanjem), ili avni (izraeni s uzdunim zavarom) okrugli presjeci promjeri od 33.7 do 1219 mm - 33.7 do 1219), debljine stijenki od 2.6 mm do 25 mm kvadratni presjeci - duljina stranice od 40 do 400 mm ( F 40 do F 400), debljine stijenki od 3 do 16 mm pravokutni presjeci od 50 x 30 do 500 x 300 ( 50 x 30 do 500 x 300), debljine stijenki od 3 do 20 mm Vano je napomenuti da se geometrijske karakteristike (povrina, momenti inercije, momenti otpora i sl.) navedenih proizvoda, potrebne pri proraunima elinih konstrukcija, mogu pronai u odgovarajuim tablicama.

21. Aktivne mjere zatite od korozijeAktivne mjere poduzimaju se u fazi projektiranja konstrukcije a odnose se na odabir lokacije objekta (makro i mikro lokacije), te odgovarajui izbor osnovnog elinog materijala (prilagoen uvjetima koji proizlaze iz poloaja objekta, naina njegovog koritenja te stupnja iskoritenja elemenata konstrukcije). Kvalitetno oblikovanje konstrukcije i pojedinih detalja iz aspekta poboljanja otpornosti na koroziju, uoavanje moguih izvorita pojave korozije (npr. mjesta na kojima se mogu skupljati neistoe i voda). Reetkasti nosai manje su kvalitetno rjeenje u odnosu na punostijene nosae zbog vie osjetljivih i nepristupanijih povrina i detalja koje treba zatiti. Birati poprene presjeke konstrukcijskih elemenata kod kojih je uz istu otpornost povrina koju treba zatiti manja (okrugli ili etvrtasti uplji profili). Kod primjene upljih profila treba voditi rauna da se njihova unutranjost na odgovarajui nain hermetiki zatvori. Nastavak izveden suelnim zavarivanjem povoljniji je od nastavka izvedenog vezicama i vijcima, ukoliko je primjena takvog nastavka mogua iz drugih aspekata. Zatitu od korozije treba predvidjeti i na kontaktima elinih elemenata s ispunama od zidova.Izborom materijala s poveanom otpornou na koroziju poveavaju se poetni trokovi izgradnje, no u konanici objekt moe biti racionalniji za svog vijeka trajanja. Otpornost na koroziju ovakvih elika je 4 do 6 puta vea u odnosu na standardne elike

22. Pasivne mjere zatite od korozijePasivne mjere zatite od korozije ine postupci kojima se zatiuje (izolira) elina povrina od okolne sredine.

Zatita premazima - premazima se povrina elika zatiuje od kontakta s kisikom i vlagom te tako sprjeava pojava korozije. esto se i za premaze i za gotove prevlake koje nastaju njihovim suenjem koriste izrazi boje i lakovi. Boje i lakovi se na povrinu nanose vieslojno, a imaju dvostruku ulogu zatitnu, te dekorativnu. Dakle, osnovni dijelovi zatite premazima su osnovni ili temeljni sloj (nanosi se u jednom ili dva sloja), te zatitni premaz (nanosi se u dva ili tri sloja). Funkcija osnovnog premaza je neposredna zatita elika, a zatitni slojevi ine zatitu osnovnog premaza i imaju dekorativnu funkciju. Vrlo je vano dobro oistiti povrinu elika, jer je trajnost premaza u direktnoj ovisnosti o stupnju prionjivosti na metalnu povrinu. ienje povrine vri se etkama (runo ili mehaniki posebnim ureajima), pijeskarenjem, plamenicima ili kemijskim sredstvima. Nanoenje slijedeeg sloja vri se nakon djelominog ili potpunog suenja prethodnog sloja, a ponekad je potrebna i mehanika obrada prethodnog sloja.

Zatita metalnim prevlakama - ova vrsta zatite elika od korozije sastoji se u oblaganju eline povrine drugim, na koroziju otpornijim metalima. Najee su to cink i aluminij, a postupci zatite nazivaju se pocinavanje i metalizacija. Pocinavanje je postupak pri kojem se metalni elementi potapaju u kadu s rastaljenim cinkom temperature 450 C, elini element prije pocinavanja treba oistiti mehanikim i kemijskim sredstvima. Zatitna metalna prevlaka pri metalizaciji postie se prskanjem rastopljenog metala pitoljem. Koristi se cink, aluminij ili olovo. Osnovna prednost postupka sastoji se u mogunosti zatite elemenata bez obzira na dimenzije.Kombinirana zatita - koristi se u specijalnim sluajevima kada se trai dugotrajna zatita od korozije, koja je potrebna zbog teke pristupanosti pojedinim konstrukcijama ili dijelovima konstrukcija, ili zbog izloenosti konstrukcije izrazito agresivnim sredinama. Zatita se sastoji od metalnih prevlaka te dodatne zatite premazima preko metalnih prevlaka, to poveava stupanj antikorozijske zatite.

Katodna zatita - bazira se na katodnoj polarizaciji konstrukcije pod djelovanjem elektrolita, a moe se provoditi u zemlji ili vodi. Za provedbu antikorozijske zatite potreban je vanjski izvor istosmjerne struje ili se elina konstrukcija povezuje s drugim metalom iji je elektrokemijski potencijal negativniji od potencijala konstrukcije koja se zatiuje.

23.Utjecaj korozije na sigurnost vlanog elementaIz aspekta sigurnosti konstrukcija je korozija opasna zbog smanjenja geometrijskih karakteristika elemenata konstrukcija (povrine, momenta otpora i sl.), radi ega dolazi do poveanja naprezanja i problema sa stabilnou konstrukcijskih elemenata. Posebno su ugroeni vlani elementi ije su dimenzije ve i inae relativno male, te openito statiki sustavi konstrukcija s vrlo tankim elementima prostorne reetkaste konstrukcije, ortotropne ploe i sl.

24. Metode zatite od poaraTradicionalni pristup zatiti elinih konstrukcija od poara svodi se na oblaganje elinog elementa odgovarajuim izolacijskim materijalima. Najee se koriste: Obloge gipsane ploe ili drugi sustavi na bazi mineralnih vlakana i lakih agregata (perlit, vermikulit). Ovo je estetski prihvatljiv sustav zatite za vidljive elemente - stupove, sputene stropove i sl., a nedostaci se sastoje u neto veoj cijeni i nepraktinosti pri oblaganju razvedenijih konstrukcija ili sloenih detalja. U ovaj nain zatite moe se ubrojiti i metoda potpunog pregraivanja konstrukcijskog sustava protupoarnim pregradama zidovima, podovima ili drugom vrstom obloga. Sprejevi - mineralna vlakna s cementnim ili gipsanim vezivom (specijalni malteri). Metoda je vrlo praktina za sve vrste konstrukcija i detalja, ali je zbog estetskog dojma neprihvatljiva za javne i izloene dijelove zgrade Premazi - tekuine sline standardnim bojama koje se nanose u tankom sloju (1 mm), te istovremenu daju i zavrni estetski dojam konstrukcije u normalnim uvjetima. Pri zagrijavanju na 150-300oC pjenom i bubrenjem stvaraju izolacijski sloj koji titi elini element. Premaz se moe nanijeti u radionici etkom, sprejem ili valjkom do traene debljineU suvremenije metode zatite od poara moe se ubrojiti metoda potpunog ili djelominog ubetoniravanja elinih profila u beton, slika 8.5. Pri poaru beton u odreenoj mjeri djeluje kao izolator koji usporava zagrijavanje elinih profila.

25. Poarna otpornost konstrukcije i klase protupoarne otpornostiPoarnom otpornou elementa konstrukcije (ili konstrukcije u cjelini) smatra se vremenski period u kojem element (konstrukcija) ispunjava zahtjeve iz aspekta nosivosti, otpora irenju poara ili izolacijskih svojstava u pogledu provoenja topline. Da bi se protupoarna svojstva pojedinih elemenata mogla meusobno usporeivati potrebno je definirati jednake poarne uvjete, to u sluaju realnog poara nije mogue. Zato se poarna otpornost utvruje prema tzv. standardnom poaru koji u biti ne predstavlja niti jedan realni poar.Klase protupoarne otpornosti: F30, F60, F90, F120 i F180. Brojana oznaka oznaava trajanje otpornosti elementa prema poaru u minutama.

26. Tehnologija izrade elinih konstrukcijaTehnologija izgradnje elinih konstrukcija, uz osiguranje potrebne tehnike dokumentacije (glavni i izvedbeni projekt s radionikom dokumentacijom i specifikacijom materijala), podrazumijeva nekoliko karakteristinih faza izrade konstrukcije: - izrada dijelova konstrukcije u radionici, koji se openito sastoje od vie pojedinanih elemenata i iji su gabariti takvi da omoguuju transport do gradilita te ugradnju na gradilitu ova faza podrazumijeva vie radova: nabavku i skladitenje materijala, ienje, unutarnji transport u radionici, obiljeavanje, rezanje, obradu rubova elemenata i buenje potrebnih rupa, zavarivanje, oznaavanje elemenata, probnu montau u radionici radi kontrole tonosti izrade, izradu zatite od korozije i skladitenje gotovih proizvoda - transport prethodno izraenih montanih cjelina na gradilite - montaa, odnosno meusobno spajanje i povezivanje dopremljenih elemenata na gradilitu u gotovu konstrukciju Dakle, elina konstrukcija nije monolitna nego se sastoji od odreenog broja montanih cjelina iji gabariti ovise o mogunostima prijevoza. S druge strane, dimenzije konstrukcijskih elemenata esto su takve da premauju standardne duine valjanih profila ili veliine limova za izradu limenih nosaa. Pojedini elementi stoga se moraju nastavljati i povezivati, a ovisno o tome da li se to radi u radionici ili na gradilitu razlikujemo radionike i montane spojeve.

Radioniki spojevi izvode se u radionici pri izradi montanih cjelina koje se transportiraju na gradilite. Uvjeti rada u radionici su bolji nego na gradilitu, te se ovi spojevi esto izvode zavarivanjem (to ovisi i o vrsti spoja, intenzitetu djelovanja koja se moraju preuzeti i sl.). Montanim spojevima na gradilitu se povezuju dopremljeni montani segmenti te tako formira konana konstrukcija. Zbog jednostavnosti i brzine ugradnje danas se najee koriste vijani montani spojevi, iako je mogua primjena i zavarenih spojeva.

27. Pojam prikljuka i spoja. Podjela spojeva obzirom na nain spajanja elemenataPod pojmom spoja podrazumijeva se usko podruje na kontaktu elemenata koji se spajaju i gdje se nalaze spojna sredstva, dok se ire podruje veze na kojem dolazi do interakcije izmeu spojnih elemenata govori o prikljuku.Vijani spojeviVijci su mehanika spojna sredstva koja omoguuju jednostavno i brzo spajanje dijelova konstrukcijskih elemenata. Posebno su pogodni za izradu montanih spojeva zbog jednostavnosti ugradnje i neovisnosti o vremenskim uvjetima. Vijci se ugrauju u rupe koje su prethodno izbuene kroz sve elemente koji se spajaju i koje se nalaze na odgovarajuim razmacima, te se ostvaruje diskontinuirano spajanje elemenata. Vijci se sastoje od nekoliko dijelova potrebnih za pravilnu izradu vijanog spoja: - tijela vijka s esterokutnom glavom i valjkastog dijela s navojem - esterokutne matice s otvorom u sredini unutar kojeg je izraen navoj - podlone ploice koja moe biti krunog ili kvadratnog oblika Vijci se izrauju od elika razliitih mehanikih karakteristika, te se u skladu s tim dijele prema klasama vrstoe. Pri tome su i kod vijaka najvanije karakteristike materijala granica poputanja (fy) i vlana vrstoa (fu).Veliina rupe ovisi o promjeru vijka i utjee na nosivost spoja, a mora biti takva da se vijak moe nesmetano ugraditi.Podlone ploice postavljaju se ispod matice i omoguuju bolji kontakt spojenim elementima, te otklanjaju mogunost da se navoj tijela vijka nae u podruju spoja.Zakovani spojeviDanas se uglavnom koriste samo za sanacije i ojaavanja postojeih zakovanih konstrukcija. Po nainu funkcioniranja zakovani spojevi vrlo su slini vijanim spojevima. Sila se iz jednog u drugi element spoja takoer prenosi tokasto (diskontinuirano), ali su rupe za zakovice dobro popunjene tijelom zakovica te su spojevi manje deformabilni i otporniji na proklizavanje.

Zakovice se sastoje od valjkastog tijela i glave zakovice, a razlikuju se obzirom na oblik glave:- zakovice s polukrunom glavom - zakovice s poluuputenom glavom - zakovice s uputenom glavomNajee se primjenjuju zakovice s polukrunom glavom, a rupa je za 1 mm ira od promjera zakovice. Zakovice se prije ugradnje zagriju do temperature koja omoguuje kovanje, te se potom stavljaju u prethodno izbuene rupe. Posebnom presom vri se pritisak na glavu zakovice i slobodni kraj, na kojem se tako oblikuje druga glava zakovice.Zavareni spojeviZavarivanje je postupak spajanja dva ista ili slina metala dovoenjem topline koja uzrokuje topljenje osnovnog i dodatnog materijala, te na taj nain stvaranje materijalnog kontinuiteta. Pod osnovnim materijalom podrazumijeva se materijal samih elemenata koji se spajaju, dok dodatni materijal nastaje taljenjem elektroda ili ica za zavarivanje.U rastaljenom stanju se osnovni i dodatni materijal meusobno mijeaju, te dolazi do njihovog fizikog i kemijskog spajanja. Hlaenjem se ostvaruje fiziki kontinuitet izmeu dva dijela koji su zavareni, a samo mjesto spajanja naziva se zavar.Zavareni spoj treba imati mehanika svojstva ista ili bolja od osnovnog materijala, to se posebno odnosi na granicu poputanja, vlanu vrstou i izduenje pri lomu.

28.Zavarivanje, vrste zavara Zavarivanje je postupak spajanja dva ista ili slina metala dovoenjem topline koja uzrokuje topljenje osnovnog i dodatnog materijala, te na taj nain stvaranje materijalnog kontinuiteta. Pod osnovnim materijalom podrazumijeva se materijal samih elemenata koji se spajaju, dok dodatni materijal nastaje taljenjem elektroda ili ica za zavarivanje.U rastaljenom stanju se osnovni i dodatni materijal meusobno mijeaju, te dolazi do njihovog fizikog i kemijskog spajanja. Hlaenjem se ostvaruje fiziki kontinuitet izmeu dva dijela koji su zavareni, a samo mjesto spajanja naziva se zavar.

Zavari u uvali - koriste se za elemente koji se spajaju pod nekim kutem, ili kod preklopnih spojeva kada elementi koji se spajaju lee u paralelnim ravninama. Dimenzije zavara definirane su njegovom debljinom (aw) i duinom (Lw), slika 9.21. Otpornost ovih zavara, odnosno njihovu debljinu i duinu potrebno je proraunati

Suelnim zavarima spajaju se elementi koji lee u istim ravninama. Suelnim zavarima mogu se izvesti i kutni spojevi. Ovisno o tome da li je zavar izveden du itave debljine elementa ili samo djelomino, dijele se na zavare s punim ili djelominim uvarom. Spajati se mogu dijelovi iste ili razliite debljine, to se postie odgovarajuom obradom rubova elementa koji ine lijeb u kojem se rastapa mjeavina osnovnog i dodatnog materijala. Raunska debljina zavara jednaka je tada debljini tanjeg elementa u spoju. Ako su elementi tanji od 5 mm nije potrebna posebna obrada rubova elementa koji se spajaju. Suelni zavari openito se ne proraunavaju nego se zahtjeva da njihove karakteristike budu jednake ili bolje od osnovnog materijala, to je kontrolom kvalitete zavara potrebno i dokazati.

Zavari u rupama izvode se po cijelom opsegu otvora koji moe biti krunog ili ovalnog oblika. Ovakvi se zavari koriste za izradu preklopnih posminih spojeva.

Zavari u lijebu, primjenjuju se u sluajevima kada se spajaju elementi koji imaju zaobljene rubove (bar jedan element). Ova se vrsta zavara najee koristi kod zavarivanja armaturnih ipki ili ankera, ili za spajanje npr. pravokutnih upljih profila.

Za razliku od epastih spojnih sredstava gdje se sila izmeu spojenih dijelova postupno prenosi (vijci i zakovice), zavarivanjem se uspostavlja materijalni kontinuitet te je i tijek sila u spoju ravnomjeran. Ipak, ovo je tono samo kod suelnih zavara, dok kod preklopnih i zavara u uvali dolazi do skretanja silnica.Isto tako, ako u zavaru postoje odreene pogreke, do skretanja silnica dolazi i kod suelnih spojeva te se javljaju koncentracije naprezanja. Koncentracija naprezanja javlja se i kod primjene zavara u uvalama zbog nagle promjene tijeka sila.

29.Postupci zavarivanja Postoji vie postupaka zavarivanja koji se mogu podijeliti obzirom na vrstu izvora toplinske energije koji se koristi za zavarivanje. Najee se koriste elektrini izvori, a mogui su jo i termokemijski (plinsko zavarivanje), mehaniki i drugi izvori topline. Kao izvori elektrine energije najee se koriste elektrini luk i elektrini otpor. Navode se slijedee vrste elektrolunog zavarivanja:

Runo elektroluno zavarivanje Elektrini luk uspostavlja se izmeu topljive elektrode (katode) i osnovnog materijala (anode), kada se elektroda priblii blizu osnovnom materijalu, elektroda se sastoji od jezgre i zatitne obloge. Jezgru ini metalna ica odgovarajue kvalitete, a zatitna obloga sastavljena je od smjese mineralnog i metalnog praha. Obloga slui za stvaranje zatitnog sloja oko mjesta zavarivanja od prodora okolnog zraka, te stvaranje ljake iznad taline u lijebu da se sprijei naglo hlaenje zavara. Promjer elektrode bira se u skladu s jakou struje koja se primjenjuje. Uinak je relativno mali kod dugih i debelih zavara, a kvaliteta izvedenog zavara bitno ovisi o kvalificiranosti zavarivaa, tehnikoj opremi i poloaju zavarivanja.

Elektroluno zavarivanje pod zatitom praka Kod ovoga postupka koristi se neobloena ica za zavarivanje namotana na kolut. lijeb ispod luka posipa se prahom koji se zajedno s icom istopi u elektrinom luku (ulogu obloge elektrode ovdje ima prah). Ureaj za zavarivanje je mobilan i kree se po posebno postavljenim vodilicama. Zbog oitih razloga, zavarivanje se moe obavljati samo u radionici i samo u horizontalnom poloaju, te je potrebno namjetati dijelove koje treba zavarivati. Na ovaj nain vri se poluautomatsko zavarivanje koje ima bitno vei uinak nego runo zavarivanje, a posebno je efikasno kod debljih elemenata te ravnih dugih zavara.

Elektroluno zavarivanje pod zatitom plina Postupak je vrlo slian prethodno opisanom, a sutinska se razlika sastoji u koritenju zatitnog plina umjesto praha za zatitu od okolnog zraka. Zavarivanje se moe izvoditi runo, poluautomatski ili automatski, a sam je postupak vrlo ist. Kao zatitni plin moe se koristiti inertni plin (argon), ili aktivni plin ugljini-dioksid (CO2).

Elektroluno zavarivanje netopljivom elektrodom Kod ovoga se postupka koristi netopljiva elektroda izraena od volframa ili tungstena. Elektroda se nalazi u pitolju u koji se dovodi elektrina energija, inertni plin iz boce te voda za hlaenje pitolja. U elektrini luk dovodi se ica za zavarivanje.Elektroluno zavarivanje trnova - modanika Modanici se koriste kao sredstva za sprezanje kod spregnutih konstrukcija elik-beton Elektrini luk uspostavlja se izmeu dijelova koji se zavaruju modanika i osnovnog materijala. Modanici, iji je zavretak posebno obraen, se stavljaju u posebne pitolje i prislanjaju na osnovni materijal kroz posebno izraen keramiki prsten. Uspostavom elektrinog luka topi se materijal modanika i tako lijepi za osnovni materijal. Keramiki prsten ima funkciju zatite od okolnog zraka, sprjeava curenje rastaljenog dijela modanika te omoguava postepeno hlaenje zavara.

30.Greke u zavarima i kontrola zavaraNa kvalitetu zavarenog spoja takoer utjeu i dimenzije elemenata koji se zavaruju, odabrani postupak zavarivanja, izbor elektrode odnosno dodatnog materijala za zavarivanje, kvaliteta primijenjene opreme za zavarivanje te strunost radnika. Zbog tehnoloke sloenosti postupka zavarivanja moe doi i do nekih nepravilnosti, odnosno greaka u zavarima. Greke se mogu javiti zbog ljudskog faktora, loeg izbora osnovnog materijala, izbora neprikladnog postupka zavarivanja, izbora vrste i oblika spoja i sl. Poznavanje uzroka nastanka teta i procjena njihovog utjecaja na sigurnost konstrukcije stoga je vrlo bitno.

Greke u zavarima mogu se podijeliti na vie naina. Primjerice, mogu biti podijeljene na: - greke u dimenzijama ili obliku zavara - greke u strukturi materijala Najee greke u dimenzijama zavara su: preveliko nadvienje zavara, zarezi na rubovima zavara, rupiasta povrina zavara, neuvaren korijen zavara, otar prijelaz izmeu osnovnog materijala i zavara, nedovoljno ispunjavanje zavara.

U strukturalne greke ubrajamo pukotine i plinske mjehurie u unutranjosti zavara, neistoe u zavaru i sl. Greke u zavarima takoer se mogu podijeliti i na: - vidljive greke, tj. one greke koje se mogu otkriti i prepoznati vizualnim putem - nevidljive ili latentne greke koje je mogue uoiti jedino primjenom tehnikih pomagala (razarajuim ili nerazarajuim postupcima) - greke koje se mogu otkriti samo pri otkazivanju nosivosti zavara

Postoji vie metoda za kontrolu kvalitete zavara, a osim vizualne kontrole moe se izdvojiti jo nekoliko karakteristinih pomou kojih se kontrola vri bez razaranja samog zavara: - radiografska kontrola - ultrazvuna kontrola - kontrola penetrantima - elektromagnetska kontrola

Radiografski pregled zavara zasniva se na injenici da materijali razliite gustoe i debljine apsorbiraju razliitu koliinu gama ili rendgenskih zraka, te se zbog toga razliite pukotine ili plinski mjehurii mogu uoiti na radiografskoj snimci. Postupak se moe primjenjivati u radionici i na montai, kada se koristi postupak s izotopima (iridijem ili kobaltom) koji ne zahtjeva koritenje elektrine energije.

Ultrazvunom kontrolom vri se mjerenje intenziteta ultrazvunih valova odaslanih kroz zavar. Brzina ultrazvunih valova ovisi o karakteristikama materijala te je konstantna za odreenu vrstu materijala. Primjerice, za elik ta brzina iznosi 5850 m/s. U sluaju postojanja greaka u zavaru doi e do odstupanja od te vrijednosti, te e takav dogaaj upuivati na postojanje greke. Ovom metodom vrlo brzo se moe ustanoviti postojanje greke na odreenom dijelu zavara.

Elektromagnetska kontrola koristi se za otkrivanje povrinskih greaka u zavarima, a radi na principu registriranja promjena u magnetskom polju koje se dogaaju uslijed postojanja greaka u zavarima. Ovom metodom moe se otkriti postojanje pogreaka, ali ipak ne i njihov poloaj i veliina pa su u takvim sluajevima potrebna dodatna ispitivanja.

Penetranti su tekuine velike povrinske aktivnosti kojima se premazuju zavari. Oni s povrine mogu doprijeti u razliite pukotine i plinske mjehure. Poslije odreenog vremena povrina zavara se oisti i premae posebnim sredstvom pomou kojeg se mogu uoiti ostaci penetranta koji dopiru iz razliitih pukotina (ako postoje).

31. Analogija ponaanja elinog materijala, elementa konstrukcije i prikljukaRotacijska sposobnost prikljuaka moment savijanja M jednak momentu Mj koji se prikljukom prenosi, a predstavlja relativnu rotaciju izmeu spojnih elemenata i samog prikljuka. Istraivanje stvarnog ponaanja prikljuaka openito se moe provesti eksperimentalno, numeriki ili analitiki.Openito se prikljuci, kao i elementi, prema tome mogu razmatrati iz aspekta tri osnovne karakteristike:-vrstoe, odnosno sposobnosti preuzimanja i prijenosa reznih sila-duktilnosti, odnosno posjedovanja odgovarajueg rotacijskog kapaciteta-rotacijske krutosti, reprezentirane odgovarajuim nagibom krivulje M - Globalni proraun konstrukcije mogue je provesti na tri naina:-elastini globalni proraun-idealno plastini globalni proraun-elastoplastini globalni proraun

32. Podijela spojeva obzirom na rotacijsku krutost. Analogija rotacijske sposobnosti elementa i spojaS obzirom na rotacijsku krutost, prikljuci se mogu klasificirati usporedbom poetne rotacacijske krutosti Sj,ini s odreenim graninim vrijednostima, te definirati kao:

Nepopustljivi prikljuci: Sj,inigdje je:kb = 8- zaokvire kod kojih vezni sustav smanjuje horizontalne pomake za najmanje 80 %kb = 25 - za ostale okvire uz uvijet da za svaki kat vrijedi Kb/Kc 0,1 (u protivnom se sluaju prikljuci trebaju tretirati kao djelomino nepopustljivi).

Djelomino nepopustljivi prikljuci: svi prikljuci u podruju 2 na slici klasificiraju se kao djelomino nepopustljivi. Takoer, i prikljuci u podrujima 1 i 3 mogu se smatrati kao djelomino nepopustljivi.

Nominalno zglobni prikljuci: Sj,ini

Znaenje oznaka u gornjim izrazima je slijedee:Kb prosjena vrijednost omjera Ib/Lb za sve grede u vrhu promatranog kata,Kc prosjena vrijednost omjera Ic/Lb za sve stupove promatranog kata,Ib moment tromsti grede,Ic moment tromosti stupa,Lb raspon grede (od osi do osi stupova)Lc katna visina stupa

33. Metoda doputenih naprzanjaPouzdanost konstrukcije provjerava se raunanjem naprezanja u elastinom podruju; ta naprezanja se usporeuju sa doputenim naprezanjima.

max dop max dop

Doputena naprezanja odreena su tako da se eksperimentalno optereenje materijala pri lomu dijeli s odreenim faktorom sigurnosti.Openito se zahtjeva da uinci djelovanja (E) budu manji od otpornosti (R) elementa, pri emu su obje veliine izraene preko naprezanja u mjerodavnom prejeku:

E R / -globalni faktor sigurnosti

Nedostatak je da se pouzdanost konstrukcije svodi na problem vrstoe materijala, a ne na nosivost konstrukcije, te se naprezanja ograniavaj na podruje elastinosti.

34. Metoda graninih stanjaGranino stanje stanje konstrukcije pri kojem dolazi do opasnosti da ona izgubi neko od svojih bitnih svojstava. Treba pokazati da je raunska otpornost (Rd) vea od odgovarajueg raunskog uinka djelovanja na konstrukciju (Ed)

Ed Rd

Razlikujemo:Granino stanje nosivosti odnosi se na sigurnost konstrukcije i vezano je za njenu vrstou, stabilnost i velike deformacije.Granino stanje uporabljivosti odnosi se na zahtjeve vezane za zadovoljavajue koritenje graevine ogranienje prekomjernih progiba konstrukcije, vibracija i lokalnih deformacija.

35. Vrste djelovanjaS obzirom na to kako je dolo do pojave naprezanja u konstrukciji:Izravno ili direktno skup sila koje djeluju neposredno na konstrukciju (tzv.mehanika djelovanja)Indirektno ili neizravno prislino ili sprijeeno deformiranje (uslijed npr. Temperaturnih promjena, nejednolikog slijeganja ili potresa)

S obzirom na promjene inteziteta tijekom vremena:Stalna djelovanja (G) djelovanja za koja se smatra da e djeovati na konstrukciju tijekom cijelog vijeka trajanja, ili kojih je promjena inteziteta tijekom vremena zanemariva u odnosu na srednju vrijednost (npr. vlastita teina konstrukcije, nepomina oprema objekta, teina slojeva poda)Promjenjiva vrijednost (Q) djelovanja koja se pojavljuju tijekom odreene proraunske situacije i kod kojih je promjena inteziteta znaajnija tijekom vremena (npr.prisilna optereenja, optereenja vjetrom ili snijegom, korisno optereenje zgrada i sl.) Izvaredna djelovanja (A) djelovanja openito kratkog vremena trajanja i ija je vjerojatnost pojave u planiranom vijeku koritenja objekta mala (npr.eksplozije ili udari vozila, potresi, poari i sl.)

S obzirom na mogunost promjene poloaja u prostoru:Prostorno nepomina djelovanja djeluju uvijek na istom mjestu (npr.vlastita teina)Prostorno slobodno djelovanje djelovanja koja mogu mijenjati svoj poloaj unutar konstrukcije (npr.pokretna optereenja od prometa i dizalica, optereenja vjetrom, optereenja snijegom)

S obzirom na odziv konstrukcije:Statika djelovanja djelovanja koja ne izazivaju znatna ubrzanja konstrukcije ili konstrukcijskog elementaDinamika djelovanja djelovanja koja izazivaju znatno ubrzanje konstrukcije ili konstrukcijskog elementa

36. Reprezentativne vrijednostiPodrazumijevamo one kojima se vri proraun konstrukcije. Reprezentativnih vrijednosti za neko djelovanje moe biti i vie, to ovisi o vrsti djelovanja, o tome da li se zasebno razmatra utjecaj samo toga djelovanja na konstrukciju ili se djelovanje pojavljuje u kombinaciji s drugim djelovanjima.Karakteristina vrijednost - (Fk) - glavana reprezentativna vrijednost, predstavlja vrijednost za koju se s vjerojatnou (p) moe smatrati da nee biti prekoraena u planiranom vijeku trajanja konstrukcije. Jedno djelovanje moe biti reprezentativno dvijema karakteristinim vrijednostima: gornjom, nepovoljnom (sufix sup) i donjom, povoljnom (sufix inf).Kao reprezentativna vrijednost stalnog djelovanja openito se uzima samo karakteristina vrijednost. Promjenjiva djelovanja mogu biti reprezentativna svim navedenim reprezentativnom vrijednostima (karakteristinom, kombinacijskom, uestalom i nazovistalnom vrijednosti)

Kombinacijska vrijednost prikazana kao umnoak (Qk) upotrebljava se pri definiranju kombinacija djelovanja tako da se u proraunu uzme smanjena vjerojatnost istodobnog pojavljivanja najnepovoljnijih vrijednosti. Upotrebljava se za provjeru graninih stanja nosivosti i nepovratnih graninih stanja uporaljivosti.

esta vrijednost umnoak 1Qk odreuje se tako da se ukupno vrijeme unutar kojeg je ta vrijednost prekoraen a iti samo mali dio predienog vijeka trajanja.

Nazovistalna vrijednost umnoak 2QK ukupno vrijeme unutar kojeg je ta vrijednost prekoraena ini velik dio predvienog roka trajanja.

Koeficijent kombinacije koji uzima u obzir smanjenu vjerojatnost pojave vie promjenjivih djelovanja s ekstremnim vrijednostima.Koef koji ovisi o vrsti djelovanja i propisan je za razliite objekte (zgrade mostove).Za pojednostavljeno kombiniranje =0.9 ( proraun situacija sa stalnim i jednim promjenjivim djelovanjem).

37.Klasifikacija poprenog presjekaPopreni presjeci elinih elemenata sastoje se od pojedinanih ploastih elemenata- pojasnice i hrptovi. Debljina ploastih elemenata je ralativno mala u donosu na njihovu irinu. Pri pojavi tlanih naprezanja u njima se mogu pojaviti lokalna izboivanja to dovodi do ogranienja otpornosti poprenog presjeka. Radi toga se ova nepovoljna pojava nastoji izbjei ograniavanjem odnosa izmeu irine i debljine ploastih elemenata to predstavlja osnovu postupka klasifikacije poprenog presjeka. Klasifikacija se vri ovisno o kvaliteti osnovnog materijala, obliku poprenog presjeka, vitkosti pojedinog dijela presjeka.Prema EC postoje 4 klase pop presjeka

KLASA 1- plastini popreni presjek ( kod ovakvih p.p. proraunu statikih sustava i proraunu otpornosti vri se prema teoriji plastinosti) KLASA 2 kompaktni popreni presjek ( proraun statikih sustava po teoriji elastinosti, a proraun otpornosti po teoriji plastinosti) KLASA 3 ne kompaktni popreni presjek (proraun statikog sustava i proraun otpornosti vri se prema teoriji elastinosti) KLASA 4 vitki popreni presjeci (proraun statikog sustava prema teoriji elastinosti, a proraun otpornosti prema teoriji elastinosti na djelotvornom (efektivnom) p p

38. Pojam efektivne irine poprenog presijeka, tretman presjeka klase 4 pri dokazu otpornosti elementaProraun otpornosti poprenih presjeka klase 4, kod kojih je otpornost na savijanje ograniena pojavom lokalnog izboivanja dijelova presijeka, moe se pojednostavljeno provesti formiranjem djelotvornog poprenog presjeka, te potom primjenom istih postupaka prorauna kao i za presjeke klase 3.Povrina djelotvornog poprenog presjeka dobije se izuzimanjem onih dijelova gdje se oekuje pojava lokalnog izboavanja uz zadravanje prvobitne visine poprenog presjeka.Oslabljenja prvobitnog presjeka za formiranje djelotvornog presjeka rade se u tlano napregnutim dijelovima poprenog presijeka. Ovakav pristup omoguuje pojava tzv. prekokritine nosivosti ploe koja je vezana za postojanje odreenih kapaciteta nosivosti ploe i poslje pojave izboavanja uslijed dosezanja kritinog naprezanja izboavanjem. Izboavanjem ploe se ne iscrpljuje potpuno njena nosivost, ali raspodjela normalnih naprezanja u ploi vie nije ravnomjerna. Najvea naprezanja se javljaju u rubnim dijelovima ploe, a najmanja u srednjim dijelovima. Pojednostavljeno-srednji dijelovi ploe se iskljuuju iz nosivosti, a rubni dijelovi se napreu jednosliko na djelotvornoj irini beff .

39. Znaenje M-fi dijagrama u izboru metode prorauna elinih konstrukcijaIzbor odgovarajueg modela prorauna ovisan je o M- dijagramu, tako da su po eurokodu definirane etiri mogue klase elementa.

40. Osnovni zahtjevi pri proraunu vlanih elemenataProraun vlanog elementa u osnovi je relativno jednostavan, treba osigurati dovoljnu povrinu poprenog presjeka za preuzimanje odgovarajue sile koja djeluje na element, te se ovdje radi o provjeri otpornosti na razini porenog presjeka. Stoga kod vlanih elemenata posebnu ponju treba usmjeriti na konstrukcije i proraun spoja, te se moe dogoditi da zahtjevi izrade spoja ujedno budu i mjerodavni za odabir poprenog presjeka vlanog elementa.Za elemente izloene uzdunoj vlanoj sili treba biti zadovoljeno:

NEd / Nt,Rd 1,0

NEd proraunska uzduna sila kao uinak djelovanjaNt,Rd - proraunska otpornost poprenog presjeka na uzdunu silu

41.Pojam neto i bruto povrine vlanog elementa, nain odreivanja neto povrineNeto povrina poprenog presjeka izrauna se tako da se od ukupne (bruto) povrine poprenog presjeka odbiju povrine rupa za vijke i druga oslabljenja poprenog presjeka. Kada vijci nisu smaknuti (naizmjenino postavljeni) u spoju, mjerodavni neto popreni presjek je bilo koji presjek okomit na os elementa i koji prolazi kroz rupe za vijke.Kod spojeva sa smaknutim redovima vijaka, ukupna povrina koju pri izraunu neto povine poprenog presjeka treba oduzeti od bruto povrine presjeka, je vea vrijednost od: povrine rupa za vijke koje se nalaze unutar presjeka koji je okomit na uzdunu os elementa (presjek 1-1) sume povrina svih rupa unutar bilo kojeg dijagonalnog (cik cak) presjeka du elementa, uveane za iznos s2t / (4p) za svaki meuprostor izmeu pojedinih rupa kroz koje prolazi promatrani presjek (presjek 2-2)

42. Pojam izvijanja tlanog elementa i kritine sile za pojavu izvijanjaKod elemenata optereenih uzdunom tlanom silom do otkazivanja nosivosti moe doi i onda kada su zadovoljeni uvijeti vrstoe u poprenim presjecima elementa. Neki elementi pri odreenim vrijednostima tlanih uzdunih sila gube svoj prvobitni pravocrtni oblik i prelaze u krivocrtini. Takav oblik deformacije naziva se izvijanje.U sluaju izvijanja lom elementa moe nastupiti pri znatno manjoj uzdunoj tlanoj sili od one koja bi do loma dovela na osnovu graninih vrijednosti vrstoe.Najmanja vrijednost uzdune sile pri kojoj se tap nakon otputanja optereenja ne vraa u prvobitni poloaj naziva se kritina sila, Ncr. Ako uzduna sila prelazi vrijednost kritine sile element je u nestabilnoj ravnotei i tada moe doi do loma elementa.

43. Naini prorauna tlanog tapa prema ECProraunu otpornosti tlanog elementa na izvijanje prethodi klasifikacija odabranog poprenog presjeka i dokazivanje poprenog presjeka na tlanu silu, te se kompletni dokaz nosivosti jednolikih tlanih elemenata sastoji od slijedeih stavki:

Klasifikacija poprenog presjeka

Otpornost poprenog presjeka

NEd / Nc,Rd 1,0

Nc,Rd = A fy / M0 za klase presjeka 1, 2 i 3

Nc,Rd = Aeff fy / M0 za klasu presjeka 4

Odreivanje duljine izvijanja Lcr,y i Lcr,z

Odreivanje elastinih kritinih sila Ncr,y i Ncr,z

Ncr,y = 2 E Iy / Lcr,y2 i Ncr,z = 2 E Iz / Lcr,z2

Odreivanje svedene vitkosti y i z

y = i z =

Odreivanje mjerodavne krivulje izvijanja

Odreivanje pomonih veliina y i z

y = 0,5 (1 + (y - 0,2) + y2) z = 0,5 (1 + (z - 0,2) + z2)

Odreivanje faktora redukcije y i z

y 1,0z 1,0 Odreivanje proraunske otpornosti elementa na izvijanje Nb,y,Rd i Nb,z,Rd

Nb,y,Rd = y Nc,RdNb,z,Rd = z Nc,Rd

Dokaz nosivosti elementa na izvijanjeNEd / Nb,Rd 1,0Nb,Rd = min (Nb,y,Rd i Nb,z,Rd)

44. Znaenje pojma dokaza nosivosti na razini elementa i na razini poprenog presjeka u sluaju tlanog elementa.Problem izvijanja zapravo je problem stabilnosti ravnotee izmeu vanjskih i unutarnjih sila. U sluaju izvijanja, otkazivanje elementa moe nastupiti pri znatno manjoj uzdunoj sili od one koja bi do otkazivanja dovela na osnovi graninih vrijednosti po kriteriju vrstoe. Ovo je posljedica injenice da pri izvijanju nastaju dodatna normalna naprezanja zbog momenta savijanja. Treba uiniti da tlana naprezanja uzrokuju pojavu nestabilnosti te da se proraunskim tretmanom treba obuhvatiti cijeli element, budui da se problem stabilnosti ne moe svesti na odreeni popreni presjek. Zato se kod tlano optereenih elemenata govori o dokazu sigurnosti na razini elementa.

45. Kako u proraunu tlanog tapa u obzir uzimamo geometrijske i strukturalne nesavrenostiUvodi se pretpostavka da je element idealno ravan, uzduna sila djeluje tono u teistu poprenog presjeka, materijal je homogen i sl. U stvarnosti je nemogue postii ovakve idealne uvjete te se umjesto o idealnom govori realnom elementu koji ima odgovarajue nesavrenosti. Tako u stvarnosti realni element: Imaju poetne deformacije, odnosno os im odstupa od pravca Izloeni su ekscentrinom djelovanju uzdune tlane sile i djelovanju poprenih sila U elementu postoje naprezanja koja su posljedica izrade elementa (vlastita naprezanja) Granica poputanja nije jednaka u svakoj toki poprenog presjeka i elementa i sl.Navedene nesavrenosti mogu se svrstati u dvije skupine:Geometrijske vezano za geometriju presjeka i elementa i unos optereenjaStrukturalne vezano za karakteristike osnovnog materijalaElementi srednje vitkosti vrlo su osjetljivi na utjecaj nesavrenosti koji su i najzastupljeniji u konstrukcijama dok elementi velike vitkosti najee nisu osjetljivi na utjecaj nesavrenosti.

46. U kojem je sluaju pri proraunu presjeka izloenog savijanju i poprenoj sili potrebno smanjiti otpornost presjeka na savijanje? Kako se to ini?Ukoliko proraunska posmina sila prelazi polovicu proraunske otpornosti poprenog presjeka na posmik ( VEd > 0,5 Vpl,Rd ), potrebno je smanjiti njegovu proraunsku otpornost na savijanje na vrijednost MV,Rd. To se radi na nain da se posmino podruje presjeka u raun uvodi sa smanjenom vrijednosti granice poputanja elika. Smanjenje vrstoe u posminom podruju ovisi o omjeru poprene sile koja djeluje na posmik i posmine otpornosti presjeka, a izraunava se preko koeficijenta PP = ( 2 VEd / Vpl.Rd 1 )2Smanjena granica poputanja posminog podruja prema tome iznosi:Fy,red = ( 1 P ) fyte se u skladu s tako pretpostavljenom raspdjelom vrstoe po poprenom presjeku proraunava njegova preostala otpornost na savijanje ( M V,Rd ).

47.Shear lagBernoullieva hipoteza ravnih presjeka ne vrijedi ako na nosa djeluju poprene sile, budui uzrokuju deformacije poprenog presjekaZbog toga dolazi do neravnomjerne raspodjele normalnih naprezanja po poprenom presjeku, te ona nisu proporcionalna udaljenosti od neutralne osi poprenog presjekaNormalna naprezanja u pojasnicama u blizini hrpta I i U nosaa su vea nego na rubovima pojasnice.Ova pojava se naziva zaostajanje posmika (shear-lag).Shear-lag moe imati utjecaja i u tlanom i u vlanom podruju p presjeka kod irih pojasnicaNaprezanja se po irini pojasnice smanjuju, a pri kontaktu pojasnice i hrpta poveavajuZbog pojednostavljenja se za proraun pretpostavlja ravnomjerna raspodjela normalnih naprezanja du odreene irine pojasnice koja se zove sudjelujua irinaUtjecaj shear-lega moemo zanemariti ako je bo vee ili jednako l0/50Bo-irina vanjskog elementa ili polovica irine unutarnjeg elementa poprenog presjekaLo- razmak nul-toaka momenata savijanja

48. Utjecaj poloaja djelovanja optereenja te naina oslanjanja elementa (rotacija i krivljenje) na otpornost na bono izvijanje nosaaMjesto djelovanja poprenog optereenja utjee na vrijednost idealnog kritinog momenta. U sluaju djelovanja poprenih sila izvan centra posmika one uzrokuju i dodatne torrzijske utjecaje. Ovisno i poloaju poprenih sila, ti utjecaji mogu biti povoljni (stabilizirajui) ili nepovoljni (destabilizirajui). Konvencija za odreivanje predznaka faktora Zg se daje u odnosu na centar posmika, te je kod gravitacijskih optereenja ova vrijednost pozitivna za optereenja koja djeluju iznad centra posmika. U opem sluaju faktor Zg ima pozitivnu vrijednost za optereenja koja djeluju prema centru posmika.

49. Bono izvijanje pojam i usporedba s izvijanjem tlanog tapaAko nosa nije bono pridran, postoji mogunost da se bono deformira (izvije). Ta pojava posljedica je karakteristinog oblika poprenog presjeka punostjenih nosaa koji preuzimaju silu u svojoj jaoj ravnini, dok im je krutost na savijanje oko slabije osi, te torzijska krutost vrlo mala.Otkazivanje nosivosti moe se pojaviti uslijed savijanja i izvijanja koje ukljuuje bone deformacije i zaokretanje nosaa, i to pod utjecajem uzdune sile. Ta pojava naziva se bono izvijanje. Bono izvijanje slino je izvijanju tlanog tapa, ali se ovdje samo dio poprenog presjeka nalazi u tlaku i optereenje djeluje popreno na uzdunu os nosaa. Tlana se naprezanja javljaju kao poslijedica savijanja nosaa oko jae osi , a kako je vitkost oko slabije osi puno manja, nosa se izvija ba oko te osi. Vlani dio poprenog presjeka ometa slobodno bono deformiranje nosaa, te dolazi i do rotacije poprenog presjeka pa se u obzir mora uzeti i utjecaj torzije.

50.Bono torzijsko izvijanje realnih elemenata problematika, ovisnost o relativnoj vitkostiPretpostavke za proraun idealnog kritinog momenta bono-torzijskog izvijanja openito se bitno razlikuju od stvarnih uvjeta u kojima se nosai nalaze. Slino kao kod analize tlanog elementa i ovdje bitnu ulogu u otpornosti elementa imaju neizbjene geometrijske i strukturalne nesavrenosti. Posljedino se javlja manja nosivost realnih elemenata u odnosu na idealnu kritinu nosivost.

Slika

Rezultati eksperimentalnog ispitivanja realnih nosaa pokazuje da se openito razlikuju tri podruja nosivosti ovisno o relativnoj vitkosti LT U podruju vitkosti LT < 0,4 elementi su dovoljno kruti i oko svoje slabije osi, te openito nije potrebno provoditi dokaze otpornosti na bono-torzijsko izvijanje, Elementi ija vitkost je LT 1,2 imaju otpornost na bono-torzisko izvijanje vrlo blisku vrijednosti Mcr, koja se dobije u elastinom podruju uz idealizirane pretpostavke (utjecaj nesavrenosti kod ovih je elemenata manji), Za elemente ija vitkost se nalazi izmeu ova dva ekstrema (najbrojnija skupina), kritini elastini moment predsavlja gornju granicu otpornosti i kod njih je utjecaj nesavrenosti najizrazitiji.

slika

51. Postupak dokaza otpornosti nosaa na bono izvijanje prema EC 3 Izraunamo idealni kritini moment bonog izvijanja Mcr (ovisno o rubnim uvijetima i optereenju nosaa)

Mcr = C1 + +

Rauna se bezdimenzionalna vitkost LT, ako je 0,4 nije potrebna provjera na bonoizvijanje

LT =

Odreuje se faktor redukcije LT na bono izvijanje koristi linije a- za valjane profile i c- za zavarene

Rauna se moment otpornosti na bono izvijanje Mb,RD

Mb,Rd =

Uvijet otpornosti na bono izvijanje My,er Mb,Rd

Ukoliko greda na odgovarajuim razmacima ima bono postavljena pridranja, dijelovi izmeu pridranja mogu se odvojeno promatrati.Pri tome gledamo najkritiniji segment.

52. Mjere za sprjeavanje ili ograniavanje pojave bono torziskog izvijanjaBono torzijsko izvijanje se odgovarajuim konstrukcijskim mjerama i postupcima moe sprijeiti ili ograniiti, to se dokazuje proraunom Odabir poprenih presjeka otponih na bono torzijsko izvijanje- zatvoreni popreni presjeci velike torzijske krutosti Dodatno poveanje krutosti presjeka oko slabije osi (z-z). Primjerice, ojaanje tlane pojasnice I nosaa U nosaem Ogranienje duljine bono torzijskog izvijanja nosaa ugradnjom odgovarajuih pridranja elementa- izvedba vezova/spregova, zatega i drugih stabilizirajuih elemenata Konstrukcijski zahvati na leajevima ugradnja odgovarajuih ukruenja radi postizanja vee upetosti s obzirom na mogunost krivljenja na krajevima ( vei faktor efektivne duine bono-torzijskog izvijanja53.Otpornost poprenog presjeka punostjenog nosaa optereenog na savijanje u ovisnosti o klasi poprenog presjekaPo nainu izrade gredni nosai se mogu podijeliti na punostjene i reetkaste. Preuzimanje momenata savijanja se i kod punostenih i kod reetkasih nosaa vri na slian nain pomou pojasnica punog nosaa, odnosno pojaseva reetkastog nosaa, dok se preuzimanje poprenih sila razlikuje. Proraun otpornosti grednih nosaa esto se svodi na dokaz otpornosti poprenog presjeka na maksimalni moment savijanja od vanjskog djelovanja, te osiguranje dostatne krutosti kroz ogranienje progiba nosaa Uz predpostavku da poprni presjeci nakon deformacije ostaju ravni i okomiti na elastinu liniju nosaa (odnosno da se pri savijanju nosaa samo zakreu), proizlazi da je raspodjela deformacije po visini poprenog presjeka linearna. Pri tome se uzduna vlakna nosaa na jedom rubu izduuju a na suprotnom skrauju. Ako su deformacije nosaa u elastinom podruju iz hookeovog zakona slijedi da su i naprezanja po visini poprenog presjeka linearno raspodjeljena, odnosno vrijedi:

x = E * x = E * (z / r)y = (My / Iy) * z = My / WyMy moment savijanja koji djeluje oko osi y-yIy moment inercije poprenog presjeka oko osi y-yz udaljenost presjeka za koji se naprezanje rauna od neutralne osiWy moment otpora poprenog presjeka oko osi y-y

Do otkazivanja nostivosti nosaa uslijed savijanja nee doi ako je raunska vrijednost momenta od vanjskog djelovanja (MEd) manja od raunske otpornosti poprenog presjeka na savijanje (Mc,Rd), odnosno:MEd Mc, Rd

Raunska otpornost na savijanje ovisi o obliku poprenog presjeka, kvaliteti materijala i klasi poprenog presjeka, te se rauna na slijedei nain: za presjeke klase 1 i 2 raunska otpornost na savijanje jednaka je plastinom momentu otpornosti poprenog presjeka: Mc,Rd = Mpl,Rd =

gdje je:

Wpl plastini moment otpora poprenog presjeka

fy granica poputanja materijala

za presjeke klase 3 raunska otpornost na savijanje jednaka je elastinom momentu otpornosti poprenog presjeka: Mc,Rd = Mel,Rd =

gdje je:

Wel elastini moment otpora poprenog presjeka

fy granica poputanja materijala

za presjeke klase 4 raunska otpornost na savijanje jednaka je otpornosti poprenog presjeka na lokalno izboivanje: Mc,Rd = M0l,Rd =

gdje je:

Weff moment otpora djelotvornog poprenog presjeka

fy granica poputanja materijala

54.Otpornost poprenog presjeka punostejnog nosaa na poprenu silu, pojam posmine povrine, granica poputanja za posmina naprezanjaIz raspodjele posminih naprezanja po poprenom presjekuvidljivo je da se najvei dio naprezanja prenosi preko hrpta nosaa, te da je promjena inteziteta naprezanja du hrpta relativno mala.Granica poputanja za posmina naprezanja:

e = T =fy Ty = fy / Ty posmina granica poputanja

Za osiguranje dostatne otpornosti nosaa mora poprena sila usljed djelovanja (VEd) biti manja od raunske otpornosti poprenog presjeka na poprenu silu (Vpl,Rd)

VEd Vpl,Rd Plastina otpornost poprenog presjeka na poprenu silu glasi:

Vpl,Rd = AvAv povrina poprenog presjeka u smjeru posmine sile

Za odreivanja posmine povrine najee se u praksi korsiti priblian izraz za posminu povinu valjanih I, H ili U presjeka, kada poprena sila djeluje paralelno s hrptom:

Av =1,04 * h * twOvaj izraz vrijedi samo ako je hrbat dovoljno krut da ne moe doi do njegovog izboivanja. Ta je pretpostavka ispunjena ukoliko je vitkost neukruenog hrpta:

69 * U protivnom treba hrbat kontrolirati na mogunost izboivanja.