Węzły kratownic z kątowników i ceowników przy obciążeniach dynamicznych: Zasady projektowania

Węzły kratownic z kątowników i ceowników przy obciążeniach dynamicznych: Zasady projektowania

Projektowanie ustrojów kratowych poddanych obciążeniom dynamicznym wymaga znacznej precyzji. Wynika to z faktu, że konstrukcje takie jak suwnice czy pomosty pracują w warunkach ciągłych drgań. W takich aplikacjach węzły kratownic z kątowników stanowią kluczowy punkt całej konstrukcji. Dlatego od ich geometrii zależy bezpośrednio odporność na zmęczenie materiału. Ponadto wykorzystanie sprawdzonych elementów, jak kątowniki gorącowalcowane oraz ceowniki UPN, zapewnia trwałość połączeń.

Geometria połączeń a eliminacja mimośrodów wg PN-EN 1993-1-8

Podstawową zasadą jest sprowadzenie osi ciężkości elementów do jednego punktu. Jednakże powstanie mimośrodu generuje dodatkowe momenty zginające. W efekcie te siły nakładają się na osiowe naprężenia rozciągające lub ściskające.

Norma PN-EN 1993-1-8 zezwala na przesunięcia osi tylko w określonych sytuacjach. Jednak projektant musi uwzględnić ten moment w obliczeniach nośności spoin. Z tego powodu przy obciążeniach dynamicznych dąży się do węzłów osiowych. W rezultacie taka konstrukcja redukuje spiętrzenia naprężeń w pasach.

Jak prawidłowo spawać węzły kratownic z kątowników?

Spoiny łączące elementy kratownicy przenoszą skomplikowane układy sił. Dlatego przy ich wykonywaniu należy przestrzegać trzech zasad:

• Łagodne przejścia spoin: Krawędzie spoin muszą płynnie łączyć się z profilem. Ponadto brak podtopień skutecznie eliminuje karby.
• Ciągłość spoin: Łączniki powinny być prowadzone na całej długości przylegania. Z tego względu spawacze starannie wypełniają kratery końcowe.
• Kontrola równoważnika węgla (CEV): Wybór stali o niskim CEV gwarantuje dobrą spawalność. W konsekwencji zapobiega to powstawaniu kruchych struktur w strefie wpływu ciepła (SWC).

Wybór gatunku stali na trudne warunki eksploatacji

Dynamiczna praca w niskich temperaturach stwarza ryzyko pękania kruchego. Stąd w projektach przemysłowych stosuje się stale o gwarantowanej udarności. Przykładem jest stal S355J2. Zapewnia ona minimalną pracę łamania 27 J w temperaturze -20°C.

Ponadto wysoka czystość hutnicza nadaje kształtownikom doskonałą ciągliwość. W rezultacie materiał ten efektywnie hamuje propagację pęknięć pod wpływem uderzeń.

Pewność materiałowa z zakładu WOST S.A.

Obiekty przemysłowe w klasach od EXC2 do EXC4 wymagają pełnej identyfikowalności. Z tego względu każdy kształtownik musi posiadać certyfikowane właściwości.

Walcownie Ostrowieckie WOST S.A. dostarczają wyroby objęte Zakładową Kontrolą Produkcji (ZKP). Oprócz tego do każdej partii dołączamy świadectwo odbioru 3.1 wg EN 10204. Dzięki temu kątowniki i ceowniki WOST S.A. ułatwiają prefabrykcję węzłów kratowych na warsztacie i przyspieszają montaż na budowie.