Szczegóły konstrukcyjne belek podsuwnicowych

7. Porównanie momentów krytycznych zwichrzenia

Analizie poddano belkę podsuwnicową rozpiętości 7,5 m. Belka opiera się na krótkim wsporniku przyspawanym do słupa. Profil belki, słupa i wspornika to HEA 400 ze stali S355. Przyjęto obciążenie ciągłe pionowe o wartości 10 kN/m przyłożone do pasa górnego na szerokości 50 mm (typowy wymiar szyny z kęsa) oraz poziome o wartości 2,0 kN/m przyłożone do pasa górnego.

Przypadek 1. Belka bez blachy czołowej i bez mocowania do słupa (sytuacja wyjściowa).
Współczynnik obciążenia krytycznego αkr = 5,96.

Przypadek 2. Belka z blachą czołową i bez mocowania do słupa.
Współczynnik obciążenia krytycznego α_kr = 10,24.

Przypadek 3. Belka z blachą czołową i bocznym mocowaniem do słupa w postaci elementu teowego.
Współczynnik obciążenia krytycznego α_kr = 10,50.

Przypadek 4. Belka z blachą czołową i bocznym mocowaniem do słupa w postaci pręta gwintowanego.
Współczynnik obciążenia krytycznego α_kr = 11,68.

Z powyższej analizy wynika, że zasadniczy wpływ na zwiększenie momentu krytycznego zwichrzenia mają blachy czołowe (należało się tego spodziewać). Największy wzrost momentu krytycznego uzyskujemy w przypadku nr 4, gdy boczne przytrzymanie belki podsuwnicowej jest blisko pasa ściskanego. Szczegółowe dane zamieszczono w tab. 2.

Wnioski

Detale belek podsuwnicowych powinny być zgodne ze schematem statycznym belki. Najczęściej jest to schemat belki swobodnie podpartej. Dlatego oparcie belki na wsporniku i połączenie belek pomiędzy sobą powinny być nominalnie przegubowe.

Jak wynika z treści artykułu, nie wszystkie połączenia, które w praktyce uważamy za przegubowe, takimi są. Bardzo łatwo „przesztywnić” połączenie. Powoduje to powstanie dodatkowych sił wewnętrznych w połączeniu. Także niepotrzebnie zwiększa koszty i komplikuje produkcję w wytwórni konstrukcji stalowych.

Podziękowania dla Pani inż. Kamili Kozak za przygotowanie rysunków.

Piśmiennictwo

1. PN-EN 1991-1-1. Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne –Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.
2. PN-EN 1993-1-1. Projektowanie konstrukcji stalowych. Reguły ogólne i reguły dla budynków.
3. PN-EN 1993-1-6. Projektowanie konstrukcji stalowych. Wytrzymałość i stateczność konstrukcji powłokowych.
4. PN-EN 1993-1-8. Projektowanie konstrukcji stalowych. Projektowanie węzłów.
5. PN-EN 1990-2. Podstawy projektowania konstrukcji.
6. Żmuda J.: Konstrukcje wsporcze dźwignic. Warszawa 2013.
7. Kurzawa Z.: Stalowe konstrukcje prętowe obciążone statycznie i dynamicznie. Poznań 2010.
8. Rykaluk K.: Konstrukcje stalowe. Podstawy i elementy. Wrocław 2001.

Galeria

Zobacz więcej