Zpět do databáze znalostí
Je tato stránka užitečná?
8122x
001580
10.7.2019

Návrh spoje s čelní deskou u dutých průřezů namáhaných v tahu metodou CIDECT a pomocí modelu MKP

V našem příspěvku posoudíme montážní styk dutých průřezů řešený pomocí čelní desky. Jedná se přitom o dolní pásnici příhradového nosníku, který se musí z přepravních důvodů rozdělit.

Příklad je popsán v [1]. Posouzení podle článku 6.2 normy EN 1993-1-8 se vztahuje na průřezy tvaru I a H a v našem případě ho nelze uplatnit. Proto se používá metoda CIDECT popsaná v [2] a MKP model.

Systém

  • Průřez: HE-A 180
  • Čelní deska: tp = 35 mm
  • Materiál: Ocel S355 podle EN 1993-1-1, tab. 3.1
Rozměry čelní desky
Rozměry čelní desky
Tloušťka ploch a zatížení
Tloušťka ploch a zatížení

Model MKP vytvoříme pomocí plošných prvků, prutových prvků pro šrouby a jednoho tělesa pro modelování kontaktu mezi oběma čelními deskami. U kontaktního tělesa zadáme nelineární vlastnosti. Jako materiálový model pro čelní desky je vybrán "Izotropní plastický 2D/3D" (nutný přídavný modul RF-MAT NL ). V případě tohoto materiálového modelu se v pružné oblasti chová materiál jako izotropní. Plastická oblast je založena na podmínce plasticity podle VON MISESE se zadanou hodnotou srovnávacího napětí na mezi kluzu 35,5 kN/cm².

vnitřní síly

Rozhodující návrhová síla ve spodním pásu vyplývající ze stanovení vnitřních sil jeNEd = 1 491,5 kN (tah). Při přepočtu na obvod dutého průřezu (střednice) je liniové zatížení 2 211,60 kN/m.

Dimenzování,

Posouzení by mělo zahrnovat posouzení únosnosti čelní desky a výpočet namáhání šroubu (včetně páčících sil).

Únosnost čelní desky

Stanovení únosnosti čelní desky v ohybu podle pravidel CIDECT pomocí rovnice 8.6:

NRd = tp2 · (1  δ · α1) · nK · γM2
Rovnice 8.6

A rovnice 8.5

α1 = K · Ft,Rdtp2 - 1 · aeff · d2δ · (aeff · b · t0 = 0.88
Rovnice 8.5

Má tento tvar:
NRd = 35 mm2 · (1 · 0.63 · 0.88) · 65.92 mm²kN · 1.25 = 1543 kN
Únosnost čelní desky při ohybu

Využití je tak:

η = NEdNRd = 1491.5 kN1543.9 kN = 0.966 < 1.0
Využití - Posouzení únosnosti šroubů

Při vyhodnocení napětí v čelní desce na modelu MKP v přídavném modulu RF-STEEL Surfaces dospějeme k odpovídajícímu výsledku.

Analýza napětí na čelní desce podle VON MISESOVY hypotézy v modulu RF-STEEL Surfaces
Analýza napětí na čelní desce podle VON MISESOVY hypotézy v modulu RF-STEEL Surfaces

Namáhání šroubu

Pro návrh šroubů je rozhodující výpočet namáhání včetně páčících sil. CIDECT nabízí pro tento výpočet rovnici 8.7:

Ft,ED = Pf · 1  b'a' · δ · α21  δ · α2
Rovnice 8.7

Spolu s rovnicí 8.9

α2 = K · Ft,Rdtp2 - 1 · 1δ = 1.53
Rovnice 8.9

Má tento tvar:
Ft,ED = 248´.6 · 1 · 4360 · 0.63 · 1.531 · 0.63 · 1.53 = 335 kN
Únosnost s kontaktními silami

Využití je tak:

η=Ft,EdFt,Rd = 335 kN403.6 kN = 0.83 < 1.0
Využití - Posouzení únosnosti šroubů

Při vyhodnocení vnitřní síly na prutu N v modelu MKP dospějeme k maximální síle ve šroubech 343 kN. Je tak mírně vyšší než výsledek analytické metody posouzení.

Síly ve šroubech F,t,Ed (včetně páčících sil) pro e = 45 mm
Síly ve šroubech F,t,Ed (včetně páčících sil) pro e = 45 mm

V [2] je platnost kritéria posouzení spojena se skutečností, že vnější osy šroubů ve spoji s překrytím desky neleží mimo rohy dutého profilu. Na obr. 8.5 v [2] není znázorněna osa šroubu, ale otvor pro šroub ležící v rozmezí rozměrů dutého průřezu.

Zvýšení vzdálenosti okraje na e = 55 mm vede k redistribuci sil ve šroubech směrem k vnějším šroubům a jejich rovnoměrnému rozložení v souladu s danou metodou.

Síly ve šroubech F,t,Ed (včetně páčících sil) pro e = 55 mm
Síly ve šroubech F,t,Ed (včetně páčících sil) pro e = 55 mm

Odkazy
Reference
  1. bauforumstahl eV Beispiele zur Bemessung von Stahltragwerken nach DIN EN 1993 - Eurocode 3. Berlín: Ernst & Sohn, 2011
  2. Packer, J. A.; Wardenier, J.; Zhao, X.-L.; van der Vegte, G. J.; Kurobane, Y.: Nr 3 - Knotenverbindungen aus rechteckigen Hohlprofilen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung - CIDECT-Handbuch Reihe "Konstruieren mit Hohlprofilen", 2. vydání. Kolín nad Rýnem: TÜV Rheinland, 2009
Stahování
Model v programu RFEM
776 KB
  • Mia: AI asistentka
  • Nejnovější příspěvky v databázi znalostí
Události
Videa
Modely ke stažení
Články z databáze znalostí
Konstrukce a zatížení
V našem příspěvku porovnáme kritickou sílu pro klopení nebo případně kritický moment vzpěru nosníku o jednom poli stanovené při posouzení stability různými metodami.
Excentrické uzlové zatížení v RF-/FE-LTB
Excentrická zatížení na uzel lze v modulu RF-/FE-LTB zadat dvěma způsoby. Zunächst muss die Knotenlast an sich in der richtigen Richtung angesetzt werden. Danach muss entweder das resultierende Torsionsmoment oder die Exzentrizität angesetzt werden.
Verzweigungslastfaktor eines gevouteten Stahlrahmens 2: Výpočet v modulu RF-/FE-LTB
Posouzení stability ocelového rámu, který jsme popsali v předchozím příspěvku, lze provést i v modulu RF-/FE-LTB metodou náhradní imperfekce. V následujícím příspěvku pouze vypočítáme, respektive předvedeme výpočet součinitele kritického zatížení.
Model showing integrated steel joints highlighting connection and structure interaction in design.
V tomto příspěvku se podíváme na to, jak je důležité zohlednit interakci spoj-konstrukce při modelování a posouzení, a jak to provést v programu RFEM 6.
Screenshoty
Funkce programů
Funkce 002916 | Interakce přípoj-konstrukce pro ocelové spoje

Chcete ve svém globálním modelu v programu RFEM automaticky zohlednit tuhost ocelových přípojů? S addonem Ocelové přípoje je to možné!

Stačí k tomu jednoduše aktivovat v analýze tuhosti vašich ocelových přípojů interakci přípoj-konstrukce. V globálním modelu se tak automaticky vygenerují klouby s pružinami a zohlední se při následných výpočtech.

Funkce 002820 | Mezní plastické přetvoření pro svary

V konfiguraci mezního stavu únosnosti pro posouzení ocelových přípojů máte možnost upravit mezní plastické přetvoření pro svary.

Komponenta "Patní deska"

Komponenta "Patní deska" Vám umožňuje posuzovat přípoje patních desek se zabetonovanými kotvami. Přitom se analyzují desky, svary, ukotvení a interakce ocel-beton.

Funkce 002807 | 3D zobrazení výsledků FSM

V dialogu „Upravit průřez“ si můžete nechat zobrazit tvary vybočení stanovené metodou konečných pásů (FSM) jako 3D znázornění.

Často kladené dotazy (FAQ)
Jaké jsou možnosti v programu RFEM 5 nebo RSTAB 8 pro stanovení ideálního pružného kritického momentu pro klopení pro libovolné průřezy a systémy/zatížení? Lze tak posuzovat také plochou ocel (konzoly, schodnice z ploché oceli)?
Pro posouzení rámu haly používám program FE-LTB. Bei der Übernahme der Belastung von RSTAB werden aber nicht alle Schnittgrößen übertragen. Warum nicht?
V přídavném modulu RF-/LTB mohu pro posouzení vybrat pouze zatěžovací stavy a kombinace zatížení. Warum nicht auch Ergebniskombinationen?

V addonu Steel joints se mi pro předpjaté šrouby při posouzení osové síly zobrazují vysoké využití. Co vysoké využití způsobuje a jak mohu ověřit únosnost šroubu?

Jak může posouzení spojení jako plně tuhého vést k nehospodárnému návrhu?

Lze zohlednit smyková pole a torzní uložení také v globálním výpočtu?
Projekty zákazníků
Doporučené produkty pro Vás
Zobrazit produktovou rodinu