Sul modello fornito, è possibile progettare il giunto sotto carico realistico con requisiti di tempo minimo. Per poter verificare il modello con la linea guida DSTV dei collegamenti tipizzati [1], è stato selezionato il seguente sistema.
Sistema
- Collegamento tipizzato: IH 2.1 A 26 20
- Sezione: HEA 260
- Materiale: Acciaio S235
- Bulloni: M20 della classe di resistenza 10.9
Il modello EF viene creato per mezzo di elementi di superficie per la trave. La modellazione della piastra di estremità viene eseguita da superfici, che sono quindi collegate tra loro per creare un solido di contatto tra di loro. Definisce le proprietà esatte di contatto tra le due superfici. In questo caso specifico, si verifica una rottura nel caso di una tensione di trazione verticale. Anche l'acciaio S235 è selezionato come materiale per le due superfici della piastra di estremità, ma con un comportamento del materiale plastico. Le aperture sono modellate nelle superfici per rappresentare i fori.
Le viti del collegamento sono definite come aste tese e sono mostrate in forma semplificata senza dado. Un'asta tesa ha solo una rigidezza longitudinale E ⋅ A e può assorbire solo forze di trazione. I cerniere del momento sono disposti alle estremità delle aste Le viti sono collegate in modo semplificato da diverse aste rigide con cerniere di estremità dell'asta sulla rispettiva piastra di estremità. Inserendo la dimensione del bullone desiderata, vengono trasferiti tutti i parametri rilevanti per il calcolo dei bulloni (classe di resistenza 10.9). Pertanto, è possibile implicare la lunghezza di deformazione corretta come formula nel modello al fine di ottenere le forze dei bulloni più accurate.
| tp | Spessore della piastra di estremità [mm] |
| d | Spessore rondella [mm] |
| k | Altezza testa bullone [mm] |
| m | Altezza dado [mm] |
Applicazione
Dopo aver aperto il modello, è possibile modificare la sezione trasversale nel Navigatore dati. Il modello è parametrizzato per le travi HEA, HEB e HEM normalizzate secondo DIN EN 1025. È quindi possibile visualizzare i parametri e inserire le dimensioni e lo spessore della piastra d'estremità. Inserire le dimensioni dei bulloni (M12, M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36) e le spaziature dei bulloni desiderate. Allo stesso tempo, tutti i parametri delle viti che sono importanti per i calcoli vengono modificati. Infine, è possibile regolare i carichi.
progettazione
Per determinare la capacità portante del collegamento, viene applicato un carico iniziale My di 50 kNm e calcolato con il metodo dell'incremento del carico. Quindi, è possibile valutare le forze dei bulloni e le deformazioni plastiche. Per fare ciò, è necessario determinare la resistenza a trazione massima come segue.
| k2 | Coefficiente di resistenza alla trazione [-] |
| fub | Resistenza a trazione del materiale del bullone [N/mm²] |
| As | Sezione trasversale della tensione [mm²] |
| γM2 | Coefficiente di sicurezza parziale del bullone [-] |
Valutazione e confronto
Quando si confronta la resistenza a trazione con le forze dei bulloni della modellazione EF, è possibile vedere che la rottura dei bulloni si verifica se il carico viene aumentato più di 2,1 volte. Le forze del bullone sono 175,4 kN con un momento agente di 105 kNm.
Pertanto, la capacità portante del collegamento di 105 kNm risulta da 2,1 ⋅ 50 kNm.
La valutazione delle deformazioni plastiche mostra valori massimi di circa l'uno percento, che non supera la deformazione limite ammissibile del cinque percento secondo EC3. Inoltre, è possibile vedere quando il materiale inizia a cedere quando si visualizzano i gradi di non linearità.
La linea guida DSTV [1] fornisce una capacità di carico di 112,9 kNm, che differisce solo leggermente dal modello EF creato.
Questa deviazione riflette, tra le altre cose, la mancanza di modellazione delle saldature, che si traduce in una minore rigidezza della fila esterna di bulloni. Di conseguenza, le viti interne sono soggette a un carico maggiore e quindi tendono a rompersi.
Di seguito, è anche possibile scaricare un modello che mostra un collegamento con una piastra d'estremità allungabile.
