sijos ir sijynai

7/25/2019 Sijos Ir Sijynai

http://slidepdf.com/reader/full/sijos-ir-sijynai 1/13

1

Sijos ir sijynai1.1 Bendra charakteristika

Sijos yra pagrindinis ir paprasčiausias konstrukcinis lenkiamasis elementas. Jos plačiaitaikomos civilinių ir pramoninių pastatų konstrukcijose, darbo aikštelse, tarpaukštinseperdangose, tiltuose, estakadose, pramoninių pastatų pokraninms sijoms, hidrotechninių statinių

konstrukcijose ir kituose pastatuose. Nedidelių tarpatramių (iki 15÷20 m) konstrukcijoseracionaliau yra naudoti vientiso skerspjūvio sijas. Did jant trapatramiui, sijos apkrovos did ja.Sijos kartais naudojamos ir 36 m tarpatramio pokraninms sijoms. Tokios sijos būna dvipakops,džinio skerspjūvio. Tiltuose sijų tarpaatramis gali siekti 200m.

1.2 Sijų tipai

Plieninms sijoms dažniausiai naudojamos dvit jo skerspjūvio valcuotos arba virintinssijos. Naudojami ir kiti skerspjūviai (1 pav.). Sijos efektyvumą lenkimui apibūdina branduoliogeometrin charakteristika – branduolio spindulys AW =ρ . Dvit jas skerspjūvis yra 2 kartusefektyvesnis už kvadratinį ir 3 kartus – už apvalų (2 pav.), nes medžiagos pasiskirstymasskerspjūvyje geriausiai atitinka lenkiamo lemento normalinių įtempių diagramą.

Pav. 1. Sijų tipai: 1,2) Valcuoti dvit jai, 3) virintinis dvit jas, 4) sudtin sija sujungta varžtais, 5) lovys, 6)suporinti loviai suvirinti antdklais, 7) džinis skerspjūvis, 8) kampuotis.

Priklausomai nuo tarpatramio naudojamos:

•

dvit jo arba lovinio profilio valcuotos sijos;• sudtinio skerspjūvio (virintins, sujungtos varžtais arba kniedmis) sijos.Racionaliau naudoti valcuotas sijas, nes mažesns darbo sąnaudos. Tačiau esant dideliems

tarpatramiams ir lenkiamiesiems momentams, jų panaudojimą riboja sortimentas.Statyboje naudojami sijų tipai:• plonasiens sijos;• sijos iš lankstytų profilių;• presuotos sijos;• sudtins sijos iš aliuminio lydinių;• bipliens sijos, t.y. sijos suvirintos iš dviejų skirtingos klass plienų;• iš anksto įtemptosios sijos.



Pav. 2.

Lenkiamų jų skerspjūvių efektyvumas

Pagal statinę schema ir atrmimo sąlygas sijos klasifikuojamos (3 pav.):• karpytos sijos;• nekarpytos;• konsolins sijos.

Pav. 3.

Sijų schemos: 1) dviatram, 2) konsolin, 3) nekarpyta

Sijos skaičiuojamoji schema turi atitikti jos darbo ypatumus konstrukcijos sudtyje. Pagalskaičiuojamą ją schemą statiniais skaičiavimais nustatomos skaičiuojamosios įrąžos ( Ed Ed V , M )

ir poslinkiai (įlinkiai ir posūkiai). Skaičiuojamosios įrąžos nustatomos visose pjūviuose, kur josyra maksimalių reikšmių, o taip pat kur jų deriniai nepalankūs konstrukcijos darbui.

Dažniausiai naudojamos vieno tarpatramio karpytos sijos, kurias paprasčiau pagaminti ir

lengviau montuoti. Karpytų sijų metalo sąnaudos didesns, nei nekarpytų ar konsolinių.Nekarpytos sijose jautresns temperatūros pokyčiams ir atramų nuosdžiams.

1.3 Sijynų tipai

Projektuojant sijinę perdangą, darbo aikštelę, tilto važiuojamą ją dalį ar kitą panašią konstrukciją reikia pasirinkti laikančių jų sijų sistemą – sijyną.

Sijynai būna trijų tipų: paprastas, normalus ir sudtingas. Paprastame sijyne (4 pav.)apkrova perduodama per paklotą į pakloto sijas, kurios išdstomos lygiagrečiai mažesnei sijynokraštinei, ir šios pakloto sijos perduoda apkrovą sienoms arba kitoms laikančiosiomskonstrukcijoms. Pakloto laikomoji galia nra didel, todl sijas reikia dstyti tankiai, kas

racionalu tik esant nedideliems sijų ilgiams. Esant tankiam pakloto sijų žingsniui, kai jų ilgisdidelis, pakloto sijų laikomoji galia žymiai didesn nei jų standumas. Normalaus tipo sijyne (5pav.) apkrova perduodama per paklotą į pakloto sijas, kurios savo ruožtu apkrovą perduoda



pagrindinms sijoms, kurios remiasi į kolonas, sienas ar kitas laikančiąsias konstrukcijas.Pakloto sijos dažniausiai parenkamas valcuotos. Sud tingame sijyne (6 pav.) ant pagrindinių sijų dedamos šalutins sijos ant kurių remiamos pakloto sijos. Kad sumažinti darbo sąnaudas, paklotoir šalutins sijos daromos valcuotos.

Pakloto ir šalutins sijos dažniausiai yra valcuotos dvit jo skerspjūvio. Žingsnis tarp paklotosijų rekomenduojamas 0,6...1,8 m, jei naudojamas plieninis paklotas ir 1,5...3,5 m, jei paklotas

gelžbetoninis. Atstumas tarp šalutinių sijų 2,0...5,0 m. Šalutins sijos išdstomos vienodaisatstumais 1l . Nuo kolonų šalutins sijos dažniausiai išdstomos atstumu – 150 l , ⋅ (5, 6 pav.).Pagrindins sijos dažniausiai daromos sudtinio virintinio dvit jo skerspjūvio. Atstumas tarppagrindinių sijų 4,0...8,0 m.

Sijyno tipo pasirinkimas taip pat susijęs su sijų sujungimo būdu.

Pav. 4.

Paprastas sijynas

Pav. 5.

Normalaus tipo sijynas



Pav. 6. Sudtinis sijynas: a) – planas; b) – pjūviai

Pagrindiniai sijų sandūros tipai pavaizduoti 7 pav. Paprasčiausias atrmimo būdas, kaišalutin sija atremiama ant pagrindins sijos viršaus (7 pav. a). Tai patogiausias būdas montuotisijas, tačiau tuomet gaunamas didesnis sandūros aukštis.

Normalaus tipo sijynui gali būti naudojamas sijų sujungimas viename lygyj (7 pav. b).Tuomet galima padidinti pagrindins sijos aukštį, esant duotam ribotam perdangostechnologiniam aukščiui. Tačiau sudtingesni sijos atrmimo mazgai

Kai pagrindins sijos skerspjūvio aukštis didelis, racionaliau naudoti 7 pav. c tiposujungimą.

Pagrindiniai sijyno matmenys: visos aikštels matmenys, žingsnis tarp kolonų, Altitud ikisijų apačios, sijyno statybinis aukštis paprastai nustatomi remiantis technologiniais arbaarchitektūriniais reikalavimais, priklausomai nuo įrangos išdstymo ir patogaus pastatoeksploatavimo.



Pav. 7.

Sijų sandūrų tipai

Esant galimybei laisvai pasirinkti sijyno matmenis reikia atlikti variantinį projektavimą,įvertinant skirtingus pakloto ir šalutinių sijų išdstymo variantus esant skirtingiems atstumams a arba 1l tarp sijų. Galima taikyti šias prielaidas:

a)

Visiškas laikanč iosios konstrukcijos laikomosios galios išnaudojimo principas. Šiuoatveju pasirenkamas patogiausias sijos skerspjūvis (pvz., dažniausiai naudojamasvalcuotas dvit jas) ir priklausomai nuo veikiančios apkrovos nustatomas sijostarpatramis, kuriam esant sijos laikomoji galia pilnai išnaudojama.

b) Minimalios sijyno ir atramų kainos principas. Šis principas plačiai taikomas tiltų statyboje. Nustatomas optimalus pagrindins sijos tarpatramis, kad atramų ir denginiokaina būtų vienoda:

s

atr opt

K

K L = ; (1.1)

atr K – atramos kaina; sK – 1m ilgio sijos kaina.

1.4 Sijyno paklotas

Sijyno paklotas gali būti įvairių tipų, priklausomai nuo paskirties ir sijyno konstrukciniosprendimo. Dažnai virš pakloto įrengiama apsaugin danga: iš medžio, asfalto, betono ir kitų medžiagų. Laikantysis paklotas dažniausiai daromas iš plieno lakštų arba gelžbetoninių surenkamų plokščių.



Pav. 8. Plieninio pakloto skaičiuojamoji schema

130654476. entel

Apytikris plieninio pakloto lakšto storis

Charakteristin naudojimoapkrova ∑v (kPa) 10< 2010... 20>

Plieninio pakloto storis

flt (mm)

6 8...10 12...14

Plieninis paklotas privirinamas prie sijų. Atstumas tarp pakloto sijų priklauso nuo paklotolaikomosios galios arba įlinkio. Mažiausios metalo sąnaudos gaunamos, kai pakloto storisparenkamas minimalus, nes dvit jo skerspjūvio lenkiamose sijose medžiaga geriau panaudojamalenkimui nei stačiakampio skerspjūvio pakloto lakšte. Tačiau did jant pakloto sijų kiekiui, did jasijyno įrengimo darbo sąnaudos. Todl plieninis paklotas (8 pav.) daromas iš 6...14 mm storiolakštų. Apytikris lakštų storis duotas 1 lentel je. Privirinus paklotą prie sijų atsiranda tempiamoji

jga paklote Ed .hF , kuri pagerina pakloto darbą. Dl suvirinimo atramose atsiranda lenkiamieji

momentai atramose, kurie sumažina lenkiamą jį momentą tarpatramio viduryje. Tačiau, kad

supaprastinti skaičiuojamą ją schemą ir padidinti atsargą, lenkiamieji momentai atramose imamilygūs nuliui (8 pav.).Galuose lanksčiai įtvirtinto pakloto, stipris yra pakankamas, kai apkrova neviršija kPa50 ir

įlinkis neviršija 1501 . Todl pakloto storis priklauso nuo standžio ir parenkamas pagalnaudojimo charakterisitnę reikšmę (1 lentel). Pakloto storį galima nustatyti naudojant 9 pav.pateiktas kreives.

Atraminių siūlių stiprį reikia patikrinti tempimo jgai paklote:

t E L

f F u

Q Ed .h ⋅⋅

⋅

π⋅γ = 1

22

4; (1.2)

Q – apkrovos dalinis patikimumo koeficientas; u f – pakloto ribinis įlinkis; L – pakloto

tarpatramis; ( )21 1 ν−= E E – pakloto tamprumo modulis; ν – Puasono koeficientas; t –

pakloto storis.



Pav. 9.

Pakloto storio, apkrovos ir ribinio įlinkio kreivs

1.5 Skerspjūvio laikomoji galia1.5.1 Bendrieji dalykai ir skerspjūvio klasifikacija

Skaičiuojant laikomą ją galią, kiekviename elemento skerspjūvyje įrąžos skaičiuotin reikšm neturi viršyti atitinkamos skerspjūvio laikomosios galios. Jei vienu metu veikia keletasįrąžų, tai jų bendras poveikis neturi viršyti tą įrąžų derinį atitinkančios laikomosios galios.Skerspjūvio patikra atliekama pagal sąveikos formules plastins stadijos, jei visos skerspjūviodalys yra 1 arba 2 klass. Tuomet skerspjūvis gali pasiekti visą savo plastinę laikomą ją galią.

Tampriojo būvio patikra pagal tamprią ją galią gali būti atliekama visų skerspjūvių klasmssu sąlyga, kad efektyviojo skerspjūvio savybs taikomos 4 klass skerspjūvių patikrai. Tampriojobūvio patikrai gali būti taikomas šis skerspjūvio kritinio taško takumo kriterijus:

13

2

000

2

0

2

0≤

γ

τ⋅+

γ

σ⋅

γ

σ−

γ

σ+

γ

σ

M y

Ed

M y

Ed , z

M y

Ed , x

M y

Ed , z

M y

Ed , x

/ f / f / f / f / f ; (1.4)

Ed , xσ – skaičiuotinis vietinis išilginis įtempis nagrin jamame taške; Ed , zσ – skaičiuotinis

vietinis skersinis įtempis nagrin jamame taške; Ed τ – skaičiuotinis vietinis šlyties įtempis

nagrin jamame taške.Skaičiuojant skerspjūvio charakteristikas taikomi bendrasis skerspjūvio plotas, grynasis

skerspjūvio plotas ir skerspjūvio efektyviojo ploto sąvoka. Bendrasis skerspjūvio plotas



nustatomas taikant vardinius skerspjūvio ar jo dalių matmenis. Jungių skylių skerspjūvio atimtinereikia, tačiau į dideles angas reikia atsižvelgti. Grynasis skerspjūvio plotas turi būti lygusbendrajam skerspjūvio plotui, atmus skylių ir kitų susilpninimų plotus.

Skerspjūvio klasifikacijos paskirtis – nustatyti, kiek skerspjūvių laikomą ją ir sukamą ją galią riboja jų vietin klumpamojo galia. Projektavimo norminiuose dokumentuose [1] nustatytosketurios skerspjūvių klass:

•

1 klass skerspjūviai – tai skerspjūviai, kurie gali sudaryti analizei pagal plastišką jį modelį reikiamą sukamosios gebos plastinį lankstą, kai bendroji galia nesumaž ja;• 2 klass skerspjūviai – tai skerspjūviai, kurie pasiekia savo plastinę lenkiamą ją galią,

tačiau dl vietinio klupumo jų sukamoji geba yra ribota;• 3 klass skerspjūviai – tai skerspjūviai, kuriuose įtempiai plieninio elemento kraštiniame

gniuždomame sluoksnyje, kai daroma tampriojo įtempių pasiskirstymo prielaida, galipasiekti stiprį pagal takumo ribą, tačiau vietinis klupumas neleidžia pasiekti plastinslenkiamosios galios;

• 4 klass skerspjūviai – tai skerspjūviai, kuriuose vietinis klupumas įvyksta priešpasiekiant stiprį pagal takumo ribą vienoje ar daugiau skerspjūvio dalių.

Skerspjūvio klasifikacija priklauso nuo gniuždomų dalių pločio ir storio santykio 2-5lenteles. Įvairios gniuždomos skerspjūvio dalys (pvz., sienel ir juosta) gali būti skirtingų klasių.Skerspjūvis klasifikuojamas pagal aukščiausią (nepalankiausią) jo gniuždomų dalių klasę.

Speciali taisykl taikoma skerspjūviams, kurių sienel yra trečios klass ir juostos –pirmos arba antros klass. Šie skerspjūviai laikomi kaip efektyvieji antros klass skerspjūviai,imant, kad gniuždoma sienels dalis turi būti pakeista greta gniuždymo veikiamos juostosesančia wt ⋅ε⋅20 dalimi ir greta efektyviojo skerspjūvio plastins neutraliosios ašies esančia

wt ⋅ε⋅20 dalimi (10 pav.)

Pav. 10. Efektyvioji 2 klass sienel: 1 – gniuždymas, 2 – tempimas, 3 – plastin neutralioji ašis, 4 – nevertinama

dalis.

130654556. entel Didžiausios vidinių gniuždomų dalių pločio ir storio santykio reikšms



Klas Lenkimo veikiama

dalisGniuždymo

veikiama dalisLenkimo ir gniuždymo veikiama dalis

Įtempių pasiskirstymas

dalyse (gniuždymas– teigiamas)

1 ε⋅≤ 72t c ε⋅≤ 33t c Kai 50 ,>α : 113396 −α⋅

ε⋅≤t c

Kai 50 ,≤α :α

ε⋅≤

36t c

2 ε⋅≤ 83t c ε⋅≤ 38t c

Kai 50 ,>α :113

456

−α⋅

ε⋅≤t c

Kai 50 ,≤α :α

ε⋅≤

541 ,t c



3 ε⋅≤124t c ε⋅≤ 42t c

Kai 1−>ψ :ψ ⋅+

ε⋅≤

330670

42

, ,t c

Kai 1≤ψ : ( ) ( )ψ −⋅ψ −⋅ε⋅≤ 162t c

y f 235=ε

130654476. entel Vamzdiniai profiliai

Klas Lenkimo ir (arba) gniuždymo veikiamas skerspjūvis



1 250 ε⋅≤t d

2 270 ε⋅≤t d

3 290 ε⋅≤t d

Pastaba: Santykį žiūrti LST EN 1993-1-6

130654476. entel

Didžiausios išorinių gniuždomų dalių pločio ir storio santykio reikšms

Valcuotieji profiliuočiai Virintiniai profiliuočiaiLenkimo ir gniuždymo veikiama dalis

Klas Lenkimo veikiama dalis Gniuždymo veikiamasgalas

Tempimo veikiamas galas



1 ε⋅≤ 9t c α

ε⋅≤

9t c

α⋅α

ε⋅≤

9t c

2 ε⋅≤10t c α

ε⋅≤

10t c

α⋅α

ε⋅≤

10t c



3 ε⋅≤14t c σ⋅ε⋅≤ k t c 21

σk – žr. LST EN 1993-1-5

130654476. entel Kampuočiai

Taip pat taikoma„išsikišusioms

juostoms“(3 lentel)

Netaikoma kampuočiams,turintiems ištisinį sąlytį su

kitais komponentais

Klas Gniuždymo veikiamas skerspjūvisĮtempių pasiskirstymas


3 ε⋅≤15t

h: e ,

t

hb⋅≤

⋅

+511

2

1.5.2 Lenkimas

Kai sijose dominuoja lenkiamasis momentas, tai sijos laikomoji galia pasiekiama kailabiausiai įtemptame skerspjūvio taške įtempiai viršija plieno takumo ribą ir susiformuojaplastinis šarnyras. Tuo metu veikiantis plastinis lenkiamasis momentas

p M yra didesnis už

tamprios stadijos momentą y M (plienui pasiekus takumo ribą, 11 pav.). Valcuotoms dvit jo

skerspjūvio sijoms plastinis momentas didesnis 10-20%.



Pav. 11. Momento-poslinkių priklausomyb: a) kreiv, b) įtempiai skerspjūvyje: 1 – tampri stadija, 2 – takumo

pradžia, 3 – tampri-plastin stadija, 4 – pilnai plastin stadija, 5 – sustipr jimo stadija

Nekarpytose sijose atsiradus plastiniam šarnyrui suirimas neįvyksta, sistema išlieka

geometriškai nejudri ir gali toliau atlaikyti did jančią apkrovą, did jant poslinkiams. Did jantapkrovai plastinio šarnyro vietoje lenkiamasis momentas didti negali ir išlieka pastovus, betdid ja sijos deformacijos. Tuo tarpu kituose sijos pjūviuose tamprieji lenkiamieji momentaipalaipsniui did ja – įvyksta momentų persiskirstymas įvairiuose sijos pjūviuose.

Taip yra tol kol neatsiranda daugiau plastinių šarnyrų ir sija tampa mechanizmu ir poslinkiaipradeda didti labai greitai.

Tikrinant lenkiamo elemento laikomą ją lenkiamą ją galią reikia nustatyti kokia skerspjūvioklas.

Skaičiuotin lenkiamojo momento Ed M reikšm turi atitikti nelygybę:

01 , M

M

Rd ,c

Ed ≤ ; (1.3)

Skaičiuotin lenkiamoji galia Rd ,c M aplink vieną pagrindinių skerspjūvio ašių:

jei skerspjūvis 1 arba 2 klass

0 M

y pl Rd , pl Rd ,c

f W M M

γ

⋅== ; (1.4)

jei skerspjūvis 3 klass



0 M

ymin ,el Rd ,el Rd ,c

f W M M

γ

⋅== ; (1.5)

jei skerspjūvis 4 klass

0 M

ymin ,eff Rd ,c

f W M

γ ⋅= ; (1.6)

plW – plastinis atsparumo momentas (iš asortimento); min ,elW – tamprusis atsparumo momentas

(iš asortimento), min ,eff W – efektyvaus skerspjūvio atsparumo momentas (3 skyrius).

1.5.3 Šlytis

Stipriai apkrautose, trumpuose, didelio skerspjūvio aukščio, sijose skersin jga sukeliaskerspjūvio sienels plastišką suirimą. Sijose reikia tikrinti tangentinių įtempių poveikį šlyjamajai galiai.

Skaičiuotin šlyties jgos reikšm Ed V kiekviename pjūvyje turi atitikti nelygybę:

01 ,V

V

Rd ,c

Ed ≤ ; (1.7)

Rd ,cV – skaičiuotin šlyjamoji galia. Projektuojant pagal plastinį būvį, Rd ,cV yra skaičiuotin

plastin šlyjamoji galia Rd , pl Rd ,c V V = . Projektuojant pagal tamprų jį būvį, Rd ,cV yra

skaičiuotin tamprioji šlyjamoji galia.Skaičiuotin plastin šlyjamoji galia:

03 M

yv Rd , pl

f AV

γ ⋅

⋅= ; (1.8)

v A – šlyjamasis plotas; 201 ,=η – koeficientas [2] 5.1 skyrius. Šlyjamasis plotas

apskaičiuojamas:• Kai yra valcuoti dvit jai ir H formos profiliuočiai, su sienele lygiagreti apkrova:

( ) ww f w f v t ht r t t b A A ⋅⋅η≥⋅⋅++⋅⋅−= 22 ;

• Kai yra valcuoti loviniai profiliuočiai, su sienele lygiagreti apkrova:

( ) f w f v t r t t b A A ⋅++⋅⋅−= 2 ;

• Kai yra valcuoti t jiniai profiliuočiai, su sienele lygiagreti apkrova:

f v t b A , A ⋅⋅−⋅= 290 ;

• Kai yra virintiniai dvit jai, H ir džiniai profiliuočiai, su sienele lygiagreti apkrova:

( )∑ ⋅⋅η= wwv t h A ;



• Kai yra virintiniai dvit jai, H ir džiniai profiliuočiai, su juostomis lygiagreti apkrova:

( )∑ ⋅⋅η−= wwv t h A A ;

• Kai yra valcuoti stačiakampiai tuščiaviduriai vienodo storio profiliuočiai:

hb

h A Av

+

⋅= ;

• Kai yra pastovaus storio apskriti tuščiaviduriai profiliuočiai ir vamzdžiai:

π

⋅=

A Av

2

A – skerspjūvio plotas; h – bendrasis aukštis; b – bendrasis plotis; wh – sienels aukštis; r –

vidinis suapvalinimo spindulys; f t – juostos storis; wt – sienels storis.

Skaičiuotin tamprioji šlyjamoji galia (jei netaikoma klupumo patikra pagal EN 1993-1-5 5skyrių):

03 M

yw y Rd ,c

S

f t I V

γ ⋅⋅

⋅⋅= ; (1.9)

2250 ww f f ht ,ht bS ⋅⋅+⋅⋅= – puss skerspjūvio statinis momentas apie neutralinę ašį; y I –

skerspjūvio inercijos momentas.

sijos ir sijynai

Documents