Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Slaggskiktningar vid valsning

Centrumsegringar (härdat material), försämrad seghet sprickor vid svetsning

Använd stål med särskild kvalitet (Z-plåt) eller kontroll efter svetsning

SS-EN 1993-1-10, kap 3:

Z_Ed= erforderligt dimensionerande kontraktionsvärde i z-riktningen beroende på graden av förhindrad krympning under svetssträngen Z_Ed≤ ZRd

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Z_Ed= Z_a+ Z_b+ Z_c+ Z_d+ Z_e

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Z_Ed= Z_a+ Z_b+ Z_c+ Z_d+ Z_e

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Z_Ed= Z_a+ Z_b+ Z_c+ Z_d+ Z_e

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Val av kvalitetskrav enl. EK3-1-1 kap 3.2.4 och EKS8

Skjuvbelastat livfält (6.2.6.1)

Tvärkraftskapacitet för oavstyvat pelarliv:

A_vc: pelarens skjuvarea enl. EK3-1-1, 6.2.6 (3) f_y,wc: sträckgräns för pelarliv

Kan ökas med avstyvningar (tvärgående eller diagonal) eller kompletterande plåtar

Knutpunkter

Skjuvbelastat livfält

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Tryckbelastat pelarliv (6.2.6.2) Bärförmåga :

ω: reduktionsfaktor för samtidig skjuvning i livfält

k_wc: reduktionsfaktor för samtidig längsgående tryckspänning b_eff,c,wc: medverkande bredd

t_wc: pelarlivtjocklek

f_y,wc: sträckgräns för pelarliv

γM0= γM1= 1,00 (partialkoefficient enl. EKS 8) ρ: reduktionsfaktor för buckling

 

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

Medverkande bredd, b_eff,c,wc För svetsad anslutning:

För skruvat T-stycke:

s_p: längd som fås med 45° spridning genom plåten (minst t_poch upp till 2 t_p)

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

( ^t ^s )

a t

b

_eff,_c,_wc

=

_fb

+ 2 2

+ 5

_fc

+

(

)

p fb

wc c,

eff,

t 2 2 a 5 t s s

b = + + + +

Reduktionsfaktor för samtidig längsgående tryckspänning, k_wc Tryckspänning av normalkraft och böjmoment > 0,7 f_y,wc:

Vanligen är ingen reduktion nödvändig (k_wc=1,0)

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

( ⁰ ^, ⁷ )

7 ,

1

_com,_Ed _y,_wc _wc

= − f k ≥

k σ

Reduktionsfaktor för buckling, ρ

Om λp ≤ 0,72:

Om λ_p> 0,72:

där

med

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

0

Reduktionsfaktor för samtidig skjuvning i livfält, ω(Tabell 6.3)

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

Reduktionsfaktor för samtidig skjuvning i livfält, ω(Tabell 6.3)

Överföringstalet, β, kan beräknas med ekvation (5.4a) eller (5.4b) Alternativt ges approximativa värden i Tabell 5.4

Knutpunkter

Tryckbelastat pelarliv

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

100

Dragbelastat pelarliv (6.2.6.3)

Bärförmåga :

ω: reduktionsfaktor för samtidig skjuvning i livfält b_eff,t,wc: medverkande bredd

• för skruvad knutp.:

• för svetsad knutp.:

t_wc: pelarlivtjocklek

f_y,wc: sträckgräns för pelarliv

γ_M0= 1,00 (partialkoefficient enl. EKS 8)

Knutpunkter

Dragbelastat pelarliv

( ^t ^s )

Balk-pelarinfästning (1)

Skruvar: 10.9 Plåt: S355 HEB 200:

h = 200 b = 200 t_f= 15 t_w= 9 r = 18

Knutpunkter

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Övning

102

Balk-pelarinfästning (2)

Pelare: S355 HEB 220:

h = 220 b = 220 t_f= 16 t_w= 9,5 r = 18

Knutpunkter

Övning

Typer

Knutpunkter mellan delar som huvudsakligen belastas med tryck eller dragkraft, i fackverk samt vid stagning

Infästade stänger: livstänger Genomgående stänger: ramstång

K- och N-knutpunkter kan utföras med gap eller överlapp

Rörknutpunkter

Typer

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

104

Fackverksanalys (5.1.5)

Stånginfästningarna antas ofta vara ledade

Vid bestämning av normalkrafterna antas att stängerna är ledat förbundna Böjmoment bör beaktas enligt nedan

Rörknutpunkter

Fackverksanalys

Konstruktionsdel Källa till böjmoment

Sekundär inverkan Transversallast Excentricitet Tryckt ramstång

Nej* Ja

Ja Dragen ramstång

Nej*

Livstång Knutpunkt

* Om villkor på nästa sida uppfylls

Moment av sekundär inverkan och excentricitet* kan försummas om:

Knutpunktsgeometri ligger inom giltighetsområdet som definieras för varje knutpunktstyp (Tabell 7.1, 7.8, 7.9 eller 7.20)

L/h ≥ 6 (för byggnader)

Excentriciteterna ligger inom följande gränser: -0,55 d₀(h₀) ≤ e≤ 0,25 d0(h₀)

Rörknutpunkter

Fackverksanalys

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

*Excentricitetsmoment beaktas vid dimensionering av tryckt ramstång

106

Hur ska momentet beaktas:

Moment från transversallast:

• Livstängerna ledade (M=0)

• Ramstängerna betraktas som kontinuerliga balkar fritt upplagda på knutpunkterna

Moment från excentricitet:

• fördelas i proportion till stängernas relativa styvhet I/L

Rörknutpunkter

Fackverksanalys

Omfattning (7.1.1)

EK3-1-8 ger tillämpningsregler för bestämning av bärförmåga för knutpunker med ramstång av cirkulära och rektangulära konstruktionsrör (7.4 resp. 7.5) samt I- och U-profiler (7.6 resp. 7.7)

Ger livstängernas bärförmåga för normalkraft och/eller moment Varmvalsade rör enl. EN 10210 och kallformade rör enl. EN 10219 Upp till S460 (f_y>355MPa, reducera med faktor 0,9)

Tjocklek ≥ 2,5 mm

Ramstångens tjocklek ≤ 25 mm (egenskaper i tjockleksriktning)

Rörknutpunkter

Omfattning

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

108

Tillämpningsområde (7.1.2)

Tryckta stänger i klass 1 eller 2 enl. EK3-1-1 (för ren tryck) θ_i≥ 30°

Tvärsnittsformen ändras ej vid anslutningen Gap ≥ t1+t₂

Överlapp ≥ 25%

Den smalare stången överlappar den breddare Stången med lägsta t_i·f_yiöverlappar den andra

+ Giltighetsområde som definieras för varje knutpunktstyp (Tabell 7.1, 7.8, 7.9 eller 7.20)

Rörknutpunkter

Tillämpningsområde

Följande brottyper bör beaktas:

a) Brott i ramstångsvägg (där livstångens ansluts) eller plasticering av ramstångens tvärsnitt

b) Brott i ramstångssida eller –liv (plasticering, intryckning eller buckling)

Rörknutpunkter

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Brottyper Brottyper (7.2.2)

110

c) Skjuvbrott i ramstång

d) Stansskjuvbrott i ramstångsvägg (utdrag av livstång)

e) Brott i livstång eller svets

Rörknutpunkter

Brottyper

f) Buckling av livstång eller i ramstång

För knutpunkter inom giltighetsområde som definieras i EK3-1-8 behöver dock bara vissa brottyper kontrolleras.

Nödvändiga kontroller och vilka ekvationer som bör användas beror på geometriska kvoter som definieras i 1.5 (6) med mått och parametrar enl. Tabell 1.4.

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Rörknutpunkter

Brottyper

112

Giltighetsområde (Tabell 7.1):

• 0,2 ≤ di/d₀≤ 1,0

• 10 ≤ d₀/t₀≤ 50 (40 för X-knutp.)

• d_i/t_i≤ 50

• 25% ≤ λov≤ λov,lim(60 eller 80%)

Relevanta brottmoder:

• Brott i ramstångsvägg (a)

• Stansskjuvbrott (d)

För normalkraft (Tabell 7.2) och moment i och ut ur planet (Tabell 7.5)

Rörknutpunkter

Exempel

Svetsade knutpunkter mellan CHS-stänger (7.4)

Brott i ramstångsvägg vid normalkraft

Stansskjuvbrott

Interaktionsformel (7.4.2 (7.3)):

• Mip,iRd: dimensionerande momentkapacitet i planet

• M_ip,iEd: dimensionerande inre moment i planet

• M_op,iRd: dimensionerande momentkapacitet ut ur planet

• M_op,iEd: dimensionerande inre moment ut ur planet

Reduktionsfaktor enlig Tabell 7.7 för rymdknutpunkter

Rörknutpunkter

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Exempel Svetsade knutpunkter mellan CHS-stänger (7.4)

0

Tips – SBIs Detaljhandbok

Ny utgåva i sju delar som är eurokodanpassad:

1. Pelarfot 2. Pelarskarv

3. Balk-pelarinfästning 4. Ramhörn och pelartopp 5. Balkskarv

6. Balk-balkinfästning 7. Stånginfästning

Detaljhandboken kompletterad med beräkningsprogram

Knutpunktstyper

SBIs Detaljhanbok

Pelarfot

Antas antingen inspänd eller ledad

Kan vara ledad eller inspänd i olika lastfall (montering) Välj i första hand ledad pelarfot

Inspänd pelarfot dimensioneras för moment enl.

2:a ordningens teori:

Χ: reduktionsfaktorn för knäckning av centrisk tryck

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Pelarfot







 −

∆ 1 1

χ

A M N

116

Moment och normalkraft förs via pelarfoten ned i grunden som tryckkrafter (betong) och dragkrafter (grundskruv)

Knutpunktstyper

Pelarfot

Dragkraftskapacitet

Skruvarnas dragkraftskapacitet F_t,Rd ges av antingen:

Gängstångens hållfasthet

Brott i betongen (se SBIs handbok)

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Pelarfot

118

Tryckkraftskapacitet

b_eff: tryckspänningsblockets bredd

f_jd: maximal tillåten betongtryckpåkänning med hänsyn till lokal betongkrossning, enl. SS-EN 1992-1-1 kap 6.7

Knutpunktstyper

Pelarfot

Knutpunktskapacitet Ledad pelarfot (M=0)

Dominerande normalkraft (ingen drag i skruv)

Dominerande moment

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Pelarfot

Dimensioneras enl. 2:a ordningens teori, placeras därför nära stödpunkter.

Verkstadsskarvar (svetsade) / Monteringsskavar

Knutpunktstyper

Pelarskarv

Balk-pelarinfästning

Ledade infästningar: enkla och billiga, klena pelare Inspända infästningar: lättare balk, dock högre kostnader

Klackar kan underlätta monteringen

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Balk-pelarinfästning

122

Avstyvningar

Horisontal dragavstyvning dimensioneras för dragkraft

Horisontal tryckavstyvning dimensioneras för tryckkraft och buckling med ett effektivt tvärsnitt enl. EK3-1-5.

Tvärsnittet måste vara högst i klass 3.

Diagonalavstyvning dimensioneras för tryckkraft och buckling enl. avsnitt 4.4 i EK3-1-5.

Knutpunktstyper

Balk-pelarinfästning

Största förhållande för att buckling inte ska inträffa

Ramhörn och pelartopp

Dimensioneras för upplagskraft och eventuellt moment (momentstyv infästning).

Tvärkraften i pelaren och normalkraften i balken kan normalt försummas.

Avlänkningskrafter i diagonaler Dimensionering av vot (6.2.6.7)

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Ramhörn och pelartopp

124

Balkskarv

Verkstadsskarvar (svetsade) / Monteringsskavar Välj skarvlägen så att monteringen och tillverkningen blir rationell

Knutpunktstyper

Balkskarv

Balk-balkinfästning

Enkelsidiga infästningar normalt ledade (inspänning lönar sig inte)

Tänk på excentricitet, även i ledade knutpunkter

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Balk-balkinfästning

126

Balk-balkinfästning

Ändplåtsförband enklare att montera än förband med skarvplåtar Monteringen kan underlättas av:

Knutpunktstyper

Balk-balkinfästning

Stånginfästning

Plana knutpunkter

SI1 till SI3 enl. EK3-1-8 avsnitt 7

Knutpunktstyper

Dimensionering av förband och knutpunkter – Wylliam Husson

Stånginfästning

128

Design of Structural Connections to Eurocode 3 – Frequently Asked Questions, Building Research Establishment, Ltd. 2003

(Continuing Education in Structural Connections, CeStruCo) http://www.e-konstrukcije.si/user_files/vsebina/Informacije/

DESIGN_OF_STRUCTURAL_CONNECTIONS_TO%20_EUROCODE_3.pdf European Steel Design Education Programme, ESDEP:

www.fgg.uni-lj.si/kmk/esdep/master/toc.htm WG11: Förband och knutpunkter

WG13: Rörknutpunkter CIDECT:

www.cidect.org

Publikationer om rörknutpunkter (dimensionerings anvisningar) SIS:

www.sis.se/tema/eurokoder/

Helpdesk för tolkningar av Eurokoder Tidigare frågor och svar (inget om förband)

In document Dimensionering av förband och knutpunkter (Page 44-64)

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Dragpåkänningar i tjockleksriktning

Knutpunkter

 

Knutpunkter

Knutpunkter

( t s )

a t

b

=

+ 2 2

+ 5

+

(

)

t 2 2 a 5 t s s

b = + + + +

Knutpunkter

( 0 , 7 )

7 ,

1

= − f k ≥

k σ

Knutpunkter

0

Knutpunkter

Knutpunkter

Knutpunkter

( t s )

Knutpunkter

Knutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

Rörknutpunkter

0

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

χ

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

Knutpunktstyper

( ^t ^s )

( ⁰ ^, ⁷ )

( ^t ^s )