mk-p04(14.12.10.)-spojna sredstva
DESCRIPTION
fdfdfdfdTRANSCRIPT
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije2010./2011.2010./2011.Predavanje br. 4 / 14.12.10.
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 22
SADRŽAJ PREDAVANJA
3. SPOJNA SREDSTVA
3.1. Mehanička spojna sredstvazavrtnjevi...
3.2. Tehnološki postupci spajanjazavarivanje...
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 33
SPOJNA SREDSTVA
Vrste spojeva sa zavrtnjevima
1. Smičući spoj (SS) - sila se prenosi smicanjem tela zavrtnja
2. Smičući spoj sa tačnim naleganjem (SST) - sila se prenosi smicanjem tela zavrtnja
3. Zatezni spoj (ZS) - sila se prenosi zatezanjem tela zavrtnja
4. Kombinovani spoj (KS) - istovremeno smicanje i zatezanje
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 44
SPOJNA SREDSTVARazličita naprezanja zavrtnjeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 55
SPOJNA SREDSTVAPonašanje zavrtnjeva u smičućim spojevima
a) Prenošenje sile u spoju; b) Stvarni oblik dijagrama napona pritiska po omotaču rupe
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 66
SPOJNA SREDSTVA - Naprezanja zavrtnja u smičućem spoju
Srednji element II vrši pritisak po omotaču rupe na desnom delu tela zavrtnja preko površine a-a (sl. a). Napon pritiska je promenljivog intenziteta duž zavrtnja (sl. b); Sila prelazi u elemenat I i vrši pritisak po omotaču rupe na levoj strani tela zavrtnja preko površina b-b′ (sl. a). Taj pritisak je, takođe, promenljiv po visini zavrtnja, a njegova max. vrednost je na mestu prelaza sile iz jednog u drugi element (sl. b). Iz uslova ravnoteže sledi da elementi I prihvataju istu silu kao element II, ali suprotnog smera; Naprezanja duž zavrtnja prouzrokuju pojavu transverzalnih sila koje izazivaju smicanja u telu zavrtnja (sl. c). Ove sile su najveće na mestu promene smera naprezanja, tj. na mestu prelaska sile iz jednog u drugi element, odnosno u ravni smicanja.
a b c
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 77
SPOJNA SREDSTVAStvarni i proračunski dijagrami napona
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 88
SPOJNA SREDSTVADeformacije kod smičućih spojeva
Manji zazor Δd = d0 - d → manje deformacije
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 99
SPOJNA SREDSTVA
Proračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima
Vidovi loma:
1. Lom smicanjem tela zavrtnja
2. Lom gnječenjem omotača rupe
3. Lom neto preseka
4. Lom cepanjem lima
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1010
SPOJNA SREDSTVAProračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima - vidovi loma
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1111
SPOJNA SREDSTVANosivost zavrtnjeva u smičućim spojevima: Fv,dop = min { Fv, Fb }
Fv nosivost zavrtnja na smicanje: Fv = m * Av,1 * τdop = m * (d2 * π / 4) * τdop
(V ≡ T = Transverzalna sila)
m = sečnost zavrtnjaAv,1 = površina poprečnog
preseka tela zavrtnjaτdop = dopušteni napon smicanjad = prečnik zavrtnjaKod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1212
SPOJNA SREDSTVANosivost zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe:Fb = Ab,min * σb,dop = min Σt * d * σb,dop
Ab,min = min. površina kontakta između tela zavrtnja i omotača ruped = prečnik tela zavrtnjamin Σt = min. debljina limovakoji su opterećeni u istom pravcuσb,dop = dopušteni napon pritiskapo omotaču rupe
Kod obrađenih zavrtnjevaumesto prečnika zavrtnja (d)treba uzeti prečnik rupe (d0)
(cal = calculating (engl.) = računski)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1313
SPOJNA SREDSTVAOdređivanje minimalne debljine
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1414
SPOJNA SREDSTVADopušteni naponi za neobrađene zavrtnjeve
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1515
SPOJNA SREDSTVADopušteni naponi za obrađene zavrtnjeve
Dopušteni naponi nisu isti za obrađene i neobrađene zavrtnjeve, mada su izrađeni od materijala istog kvaliteta
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1616
SPOJNA SREDSTVANosivost zavrtnjeva na zatezanje: Ft,dop = As * σt,dopAs = površina ispitnog preseka zavrtnjaσt,dop = dopušten napon zatezanja za zavrtnjeve
As = (π / 4) * ((d2 + d3) / 2)2
d2 = srednji prečnik navojad3 = prečnik jezgra zavrtnja
Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva na zatezanje je ista, jer je ispitni presek isti
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1717
SPOJNA SREDSTVAKombinovano naprezanje zavrtnjeva
Zavrtnjevi koji su istovremeno opterećeni na smicanje i zatezanje
Kontrole nosivosti:
1.Na smicanje: V1 ≤ Fv,dop
2. Na zatezanje: Nt,1 ≤ Ft,dop
3. Na interaktivno dejstvo smicanja i zatezanja:
V1 max. smičuća sila u zavrtnjuNt,1 max. zatežuća sila u zavrtnju
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1818
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Nedostaci veza sa običnim zavrtnjevima:
1. Zazor između tela zavrtnja i rupe
2. Obični zavrtnjevi nisu pogodni za veze u dinamičkim konstrukcijama
3. Deformacije veza sa običnim zavrtnjevima su reativno velike zbog poništenja zazora i izduženja tela zavrtnja
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 1919
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Karakteristike visokovrednih zavrtnjeva (VVZ):
1. (+) Visok kvalitet osnovnog materijala (fy = 640-1080 MPa)2. (+) Mogućnost prednaprezanja (PN)3. (+) Drugačije ponašanje veza sa prednapregnutim VVZ4. (+) Mogućnost primene kod dinamički opterećenih konstrukcija5. (-) Nešto sporija ugradnja
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2020
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Prednosti visokovrednih u odnosu na obične zavrtnjeve:1. (+) Veća nosivost2. (+) Manja deformabilnost veze3. (+) Manja naprezanja u osnovnom materijalu na mestu neto preseka
(prenošenje sile putem trenja)4. (+) Sprečeno je nekontrolisano odvrtanje navrtke
Nedostaci visokovrednih zavrtnjeva:1. (-) Viša cena2. (-) Posebna obrada tarnih površina3. (-) Kontrola kvaliteta na gradilištu
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2121
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Vrste spojeva sa visokovrednim zavrtnjevima:
Prednapregnuti visokovredni zavrtnjevi (PN VVZ):1. Tarni spoj (TS)2. Tarni spoj sa tačnim naleganjem (TST)3. Zatežući spoj (ZS)4. Kombinovani spoj (KS)
Neprednapregnuti VVZ:Kao kod običnih zavrtnjeva (SS, SST, ZS, KS)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2222
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIa) Tarni spoj: PN sila, koja izaziva zatezanje tela zavrtnja, preko navrtke, podloške i glave zavrtnja, vrši pritezanje elemenata u spoju; između pritisnutih površina se javljaju sile trenja koje prenose smičuću silu u spoju
b) Zatežući spoj: sile zatezanja kod PN zavrtnjeva raste tek nakon savlađivanja kontaktnog pritiska između elemenata spoja
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2323
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIOblik i dimenzije visokovrednih zavrtnjeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2424
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIOsnovne dimenzije standardnih visokovrednih zavrtnjeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2525
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIObeležavanje visokovrednih zavrtnjeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2626
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIMehaničke karakteristike osnovnog materijala i zavrtnjeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2727
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIPonašanje prednapregnutih VVZ u smičućim spojevimaU zavrtnjevima se javlja zatezanje, a u kontaktnom spoju pritisakSila trenja između limova zavisi od pritiska i hrapavosti kontaktnih površiPrenos sila se ostvaruje trenjemKoncentracija napona u neto preseku je manja nego kod veza sa neprednapregnutm zavtnjevimaTok sila kod prednapregnutih zavrtnjeva:
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2828
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Proklizavanje
Kada je smičuća sila u zavrtnju manja od sile trenja koja se angažuje u spoju, nema reltivnih pomeranja između limova, a sile se prenose trenjem
Nakon dostizanja sile trenja dolazi do naglog pomeranja (proklizavanje) između elemenata (poništava se zazor)
Proklizavanjem ne dolazi do iscrpljenja nosivosti zavrtnja, već on počinje da “radi” kao običan zavrtanj na smicanje i pritisak omotača rupe
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 2929
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVINaprezanje VVZ je složeno
1. Sila zatezanja u zavrtnju2. Sekundarni (neželjeni) uticaji od torzije usled trenja između
navrtke i navoja i između navrtke i podloške
Sila prednaprezanja: Fp = ν1 * f02 * As
f02 = tehnička granica razvlačenjaAs = površina ispitnog presekaν1 = koeficijent pritezanja (redukcije): ν1 = 0,7 (za k > 0,14)
ν1 = 0,8 (za k ≤ 0,14)
Koeficijent “k” zavisi od trenja između navrtke i navojaVrednosti definiše proizvođač (k = 0,13 - 0,17)Obavezno ispitivanje pri ugradnji
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3030
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Vrednosti sile prednaprezanja (važi za VVZ k.č 10.9)
Za k.č. 8.8 vrednosti iz tabele pomnožiti sa 0,70Za k.č. 12.9 vrednosti iz tabele pomnožiti sa 1,20
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3131
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Postupci kontrolisanog unošenja sile prednapezanja (pritezanja): merenje momenta uvrtanja (pritezanja) navrtke - najčešće momentnim ključem (sl.)
Mu = Fp * d * k
Mu = moment uvrtanjaFp = ν1 * f02 * As = sila prednaprezanjad = prečnik zavrtnjak = 0,13-0,17 (koeficijent koji zavisi od stanja površina navoja)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3232
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVINosivost prednapregnutih VVZ u tarnim spojevima
1. Na proklizavanje:
m = broj tarnih ravni (kao sečnost kod običnih zavrtnjeva)Fp = ν1 * f02 * As = sila prednaprezanjaμ = koeficijent trenjaν2 = koeficijent sigurnosti na proklizavanje
2. Na pritisak po omotaču rupe:
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3333
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIμ = koeficijent trenja
ν2 = koeficijent sigurnosti na proklizavanje
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3434
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVINosivost neprednapregnutih VVZ u smičućim spojevima(kao kod običnih zavrtnjeva)
1. Na smicanje:
m = sečnost
2. Na pritisak po omotaču rupe:
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3535
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVIDopušteni naponi za VVZ (τdop važi za k.č. 10.9)
Za k.č. 8.8 (12.9) τdop se određuje množenjem sa 0,7 (1,2)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3636
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Nosivost obrađenih prednapregnutih VVZ u tarnom spoju:
Fv,dop = nosivost obrađenog zavrtnja na smicanje i pritisak po omotaču rupe
Fs,dop nosivost zavrtnja na proklizavanje
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3737
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Proračun nosivosti prednapregnutih VVZ na zatezanje
Kontrola nosivosti: Ft,dop = ν3 * FpFp = ν1 * f02 * As
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3838
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Proračun nosivosti neprednapregnutih VVZ na zatezanje - kao kod običnih zavrtnjeva
Kontrola nosivosti: Ft,dop = σt,dop * As
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 3939
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Proračun nosivosti prednapregntih VVZ u kombinovanim spojevima (KS)
Neobrađeni VVZ:
Obrađeni VVZ:
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4040
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Pravila za konstruisanje veza sa zavrtnjevima:1. Veze i nastavci treba da budu simetrični2. Min. broj zavrtnjeva sa jedne strane spoja
2 (u zgradarstvu)3 (u mostogradnji)
3. Veze na preklop sa 1 zavrtnjem - samo u izuzetnim slučajevima
Smicanje, savijanje i zatezanje zavrtnja
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4141
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Min. broj i prečnik spojnih sredstava
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4242
SPOJNA SREDSTVA - VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI
Optimalan prečnik zavrtnja:
Pravilan izbor prečnika zavrtnja = uravnotežen odnos nosivosti na smicanje i pritisak po omotaču rupe
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4343
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Zavarivanje: tehnološki postupak spajanja istih ili sličnih metala
Na visokim temperaturama tope se osnovni i dodatni materijal, dolazi do njihovog mešanja i sjedinjavanja (fizičkog i hemijskog)
Hlađenjem ove mešavine dolazi do očvršćavanja i nastaje šav kao materijalni kontinuitet
Zavarivanjem nastaje kontinualan spoj
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4444
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Primena zavarivanja u građevinskim konstrukcijama
Izrada osnovnih elemenata konstrukcije (I, U, Lprofili, sandučasti profili, kružni profili...)
Izrada sklopova specifičnih konstrukcija (ortotropne ploče mostova...)
Izrada veza između elemenata konstrukcije (samostalno ili u kombinaciji sa zavrtnjevima)
Ojačanje elemenata konstrukcije (adaptacije i sanacije)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4545
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEPrednosti i nedostaci zavarivanja:
1. (+) Materijalni kontinuitet (pravilan tok sila)2. (+) Manja težina konstrukcije (lakše veze, mogućnost variranja debljine)3. (+) Brža izrada u radionici (nema bušenja)4. (+) Nema slabljenja elemenata rupama za spojna sredstva5. (+) Manja deformabilnost veza, a samim tim i konstrukcije6. (+) Velike mogućnosti konstrukcijskog oblikovanja7. (+) Nepropusnost spojeva (za vodu i gasove)8. (+) Estetski aspekt
1. (-) Potrebna kvalifikovana radna snaga2. (-) Potrebna kontrola kvaliteta spojeva u radionici i na gradilištu3. (-) Osetljivost na atmosferske uslove na gradilištu (temperatura, vetar)4. (-) Veća osetljivost na dejstvo požara5. (-) Nerazvojivost veza (nisu montažno-demontažne)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4646
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEOsnovni pojmovi
Osnovni materijal - materijal od koga su izrađeni elementi koji se spajaju
Dodatni materijal (elektroda ili žica) - materijal koji se pri zavarivanju topi i meša sa rastopljenim metalom osnovnog materijala
Spoj – međusobni položaj delova koji se spajaju
Šav – materijalizovano mesto spajanja (materijal između delova koji se spajaju dobijen topljenjem dodatnog i osnovnog materijala na mestu spoja)
ZUT – Zona Uticaja Toplote - zona u osnovnom materijalu neposredno uz šav koja je strukturno izmenjena usled visokih temperatura (>600 °C)
Žljeb – prostor u koji se deponuje dodatni materijal
Zavar - deo šava dobijen topljenjem dodatnog materijala u jednom prolazu
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4747
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4848
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEa) šavovi iz jednog zavarab) šavovi iz više podužnih zavarac) šavovi izviše poprečnih zavara
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 4949
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Osnovni principi pri projektovanju zavarenih konstrukcija
Veze i nastavci jednostavni za izvođenje
Izbegavati teške položaje zavarivanja (manja efikasnost, lošiji kvalitet)
Racionalan izbor kontrole kvaliteta zavarenih spojeva
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5050
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEVrste spojeva (zavise od međusobnog položaja spajanih elemenata):
Sučeoni spojevi - spajani elementi leže u istoj ravniUgaoni ili T spojevi – spajani elementi su pod uglom (≠ 180°)Preklopni spojevi - između preklopljenih elemenata koji leže u dve paralelne ravni
Vrste šavova (zavise od oblika šava):
Sučeoni šavovi sa punom penetracijomSučeoni šavovi sa delimičnom penetracijomUgaoni šavovi...
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5151
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Vrste šavovaSučeoni šavovi sa punom penetracijom
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5252
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Vrste šavovaSučeoni šavovi sa delimičnom penetracijom
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5353
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Vrste šavovaUgaoni šavovi
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5454
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Sučeoni spojeviElementi koji se spajaju leže u istoj ravni
Elementi iste debljine Elementi različite debljine
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5555
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Ugaoni spojeviElementi koji se spajaju su pod uglom različitim od 180°
Pravi ugaoni spojevi Kosi ugaoni spojevi
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5656
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Prekinuti ugaoni spojevi
Krstasti spojevi
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5757
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Preklopni spojevi
Direktni preklopni spojevi Preklopni spojevi sa podvezicama
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5858
SPOJNA SREDSTVA -ZAVARIVANJE
Funkcija žljeba kod sučeonih šavova:
da omogući pristup elektrodi po čitavoj debljini limada omogući topljenje osnovnog materijala uzoni šavada formira korito za deponovanje mešavineosnovnog i dodatnog materijalaOblik i dimenzije žljebova su propisani standardom
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 5959
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Ugaoni šavovi
Primena: za ugaone i preklopne spojeve
Nije potreba posebna obrada ivica
Dodatni materijal se deponuje u korito koje obrazuju elementi (limovi)koji se spajaju
Mogu biti kontinualni ili isprekidani
Tok sila i proračun je drugačiji nego kod sučeonih šavova
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6060
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEDimenzije ugaonih šavova
Osnovne dimenzije: debljina (a) i dužina (l) šava
Min. debljina šava: amin = 3 mm
Max. debljina šava: amax= 0,7tmin
Kod šupljih profila: amax= tmin
Max. dužina šava: lmax=100a
Min. dužina šava: lmin= 6a ili 40 mm
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6161
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Prilikom zavarivanja značajnu ulogu ima toplota
Količina unesene toplote utiče na količinu istopljenog dodatnog i osnovnog materijala i na razvoj temperature u osnovnom materijalu
Postupci zavarivanja - prema izvoru toplotne energije dele se na:
1. Elektrotermičke2. Termohemijske3. Mehaničke4. Ostale
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6262
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEElektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom - istopljeno jezgro elektrode ispunjava žljeb u osnovnom materijalu, a istopljena obloga elektrode obrazuje zaštitni sloj u vidu troske
1 - Priključak na el. mrežu2 - Izvor struje3 i 3a - Zavarivački kablovi4 - Držač elektrode5 - Obložena elektroda6 - Električni luk7 - Komad koji se zavaruje8 - Uzemljenje
Eletrični luk između topljive elektrode i osnovnog materijalaTemperatura: 3000-4000°CElektroda se topi i meša sa rastopljenim osnovnim materijalom
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6363
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEObeležavanješavova u tehničkojdokumentaciji
(SRPSC.T3.011/1986.)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6464
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Greške u šavovimaDimenzionalne greške ili greške oblikaStrukturne greške ili greške kompaktnosti
Kontrole kvaliteta šavovaObim i vrsta kontrole šavova zavise od:
vrste i intenziteta naprezanjaod značaja spoja i značaja same konstrukcije
Treba izabrati tehno-ekonomski optimalan nivo kontrole kvaliteta
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6565
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEVizuelna kontrola kvaliteta (VK)Vrše je kvalifikovana licaMogu se otkriti samo dimenzionalne greškeKoriste se pomoćna sredstva – lupa, šabloni, i sl.
Radiografska kontrola kvaliteta (RK)Zavisno od gustine i debljine materijali apsorbuju različitu količinu rendgenskih ili gama zraka koji kroz njih prolaze;Kada zrak prolazi kroz poru ili prslinu šava on se manje apsorbujeRadiogram sučeonog V šavaa) bez grešaka b) sa uključcima troske i podužnim prslinama
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6666
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEUltrazvučna kontrola kvaliteta
Princip: brzina prostiranja ultrazvučnih talasa kroz metal je konstantna(čelik: v = 5850 m/s; Al: v = 6300 m/s)Svaki diskontinuitet (pora, uključak,...) izaziva poremećaj brzine iintenziteta talasaPrimenjuju se ultrazvučni talasi visoke frekvencije 0,5 - 15 MHz
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6767
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEKvalitet sučeonih šavova (SRPS U.E7.150)
“S” ili specijal (B)da su vizuelno ujednačeni, jedri, bez naprslina, bez grešaka na početku i kraju šava, da su eventualna nadvišenja i zarezi obrušeni i to u pravcu toka sila, da je koren šava dobro očišćen i ponovo zavaren; RK: 100%
I kvalitet (C)nije potrebno da se obruse eventualna nadvišenja; RK: 50%
II kvalitet (D)ne zahteva se primena radiografske kontrole
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6868
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEProračun šavova - proračun sučeonih šavova
Osnovne pretpostavke:Zanemaruju se koncentracije naponaZanemaruju se sopstveni (zaostali) naponiUticaji u šavovima se određuju kao u osnovnom materijaluDimenzije sučeonih šavova i osnovnog materijala su jednake (a = tmin)Dužina sučeonih šavova:
lw′ = b − 2alw′ = b (uz primenu polaznih i završnih pločica)
w = weld (engl.) = zavareni šav
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 6969
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEOdređivanje napona u sučeonim šavovima
Normalni napon:
Smičući napon:
Uporedni napon:
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7070
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEDopušteni napon za sučeone šavove: σb,w,dop = k ·σdop
σb,w,dop = dopušteni napon za sučeone šavovek = koeficijent kvaliteta sučeonih šavova (k ≤ 1)(zavisi od: kvaliteta šava i osnovnog materijala i vrste naprezanja)
σdop = dopušteni napon za osnovni materijal
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7171
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEDokaz nosivosti sučeonih šavova
Kontrola normalnih napona:
Kontrola smičućih napona:
Kontrola uporednih napona:
bw = butt weld (engl.) = sučeoni šav
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7272
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Proračun ugaonih šavova - osnovne proračunske dimenzije:
Debljina šava a: visina najvećeg trougla koji se može upisati u šav
Ova visina se uvek meri upravno na stranu trougla uz lice šava
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7373
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJEMax. naprezanja u ugaonom šavu se javljaju u merodavnoj ravniU opštem slučaju u njoj se mogu javiti sledeće komponente napona:
σII = normalni napon koji deluje u pravcu ose šavaσ┴ = normalni napon koji deluje upravno na merodavnu ravan šavaτII = smičući napon koji deluje u pravcu ose šavaτ┴ = smičući napon koji deluje upravno na osu šava
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7474
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJERadi uprošćenja se merodavna ravan rotira u ravan spoja, ACC'A'Na osnovu eksperimenata, pretpostavlja se da se u ravni spoja javljaju sledeće komponente napona:n = normalni napon koji deluje upravno na ravan spojaVII = napon smicanja koji deluje u pravcu šava u ravni spojaV┴ = napon smicanja koji deluje upravno na šav u ravni spoja
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7575
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
Kontrola nosivosti ugaonih šavova:
Uporedni napon σu je vektorski zbir svih komponentalnih napona u šavu
Dopušteni naponi za ugaone šavove σw,dop [MPa]σw,dop = 0,5 * fu / ν
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7676
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop
1.1 Podužni (bočni) ugaoni šavovi
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7777
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop
1.2 Poprečni (čeoni) ugaoni šavovi
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7878
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop
1.3 Kosi ugaoni šavovi
θ
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 7979
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop
1.4 Poprečni i podužni ugaoni šavovi (1)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8080
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop1.5 Poprečni i podužni ugaoni šavovi (2)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8181
SPOJNA SREDSTVA - ZAVARIVANJE
1.Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih spojeva na preklop1.6 Poprečni i podužni ugaoni šavovi (3)
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8282
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE2. Proračun ugaonih šavova kod aksijalno opterećenih elemenata u
ugaonim spojevima
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8383
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
3.1 Proračun ugaonih šavova kod veza opterećenih na savijanje –veza konzolnog lima vertikalnim ugaonim šavovima
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8484
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
3.2 Proračun ugaonih šavova kod veza opterećenih na savijanje –veza konzolnog lima horizontalnim ugaonim šavovima
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8585
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE3.3 Veza I nosača opterećenog momentom savijanja (My) i transverzalnom silom (V) sa ugaonim šavovima
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8686
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
3.3 Geometrijskekarakteristike
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8787
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
3.4 Veza između nožice i rebra nosača
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8888
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
3.5 Veza između nožice i rebra kranskog nosača
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 8989
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJEKonstruisanje zavarenih spojeva – preporuke
(+) Lako izvođenje: spoj pristupačan, položaj zavarivanja što jednostavniji(+) Primena uobičajenih postupaka zavarivanja(+) Izvođenje šavova sa što manjim dimenzijama(+) Pravilan izbor vrste i kvaliteta šava(+) Ravnomeran tok sila(+) Male deformacije usled zavarivanja i mali sopstveni naponi
(-) Debeli limovi i debeli šavovi(-) Nagomilavanje šavova na jednom mestu(-) Oštri prelazi i nagli diskontiniteti kod dinamički opt. konstrukcija(-) Montažni nastavci u zavarenoj izradi(-) Teški položaji zavarivanja(-) Komplikovani detalji
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 9090
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJEKonstruisanje zavarenih spojeva – primeri
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 9191
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJEKonstruisanje zavarenih spojeva – primeri
Metalne konstrukcijeMetalne konstrukcije 9292
SPOJNA SREDSTVA - ZAVAR IVANJE
Ne mogu se kombinovati:
1. Zakivci i obični (neobrađeni) zavrtnjevi
2. Obični zavrtnjevi i prednapregnuti VVZ
3. Obični zavrtnjevi i zavarivanje
4. Prednapregnuti VVZ i obični zavrtnjevi sa zazorom većim od 0,3 mm
5. Prednapregnuti VVZ i zavarivanje kod dinamički opterećenih konstrukcija, osim kod elemenata opterećenih na savijanje (nosača)
6. Sučeoni i ugaoni šavovi kod dinamičkog opterećenja