Model konstrukcji z tego artykułu technicznego oparty jest na układzie blachy węzłowej przymocowanej do słupa, który jest opisany bardziej szczegółowo na stronie 8.67 z [1].
System
Zasadniczo układ składa się ze słupa HEB 140 z blachą węzłową, która ma zostać przyspawana do jednej z półek za pomocą dwustronnej spoiny pachwinowej. Blacha ta łączy słup z elementem rozciąganym, który można zignorować w modelu. Obciążenie dla blachy stanowi siła 330 kN i jest ona przyłożona do trzech otworów na śruby obecnych w blasze. Chociaż obciążenie zewnętrzne jest tutaj znane, wymagane siły oddziałujące na spoiny należy określić na podstawie sił wewnętrznych w panelu blachy węzłowej. Siła rozciągająca służy jedynie do celów weryfikacyjnych.
Określenie wypadkowej obciążenia
Die Formel für die Kraftresultierende wird aus Tafel 8.66c in [1] entnommen.
Poszczególne składowe obciążenia można obliczyć w następujący sposób.
Siły F oraz moment można określić poprzez zdefiniowanie przekroju. W oknie dialogowym przekroju powinna być wskazana tylko powierzchnia tworząca blachę węzłową.
Metoda 1
Po zakończeniu obliczeń można graficznie wyświetlić wyniki dla każdego przekroju.
Wartości te można teraz wstawiać do odpowiednich wzorów. W tym przykładzie przyporządkowanie wypadkowych do sił w spoinie jest następujące.
F1⊥,Ed = PX = 165, 37 kN
F2⊥,Ed = PY = 0 kN
Fll,Ed = PZ = 285, 95 kN
MEd = MY = 8, 38 kNm
Wypadkowe przekrojów skorelowane są z osiami układu globalnego. Dlatego w przypadku spoin lub przekrojów o innej orientacji niż ta w niniejszym przykładzie, w celu uzyskania odpowiednich sił i momentów konieczne byłoby zastosowanie dodatkowej transformacji wyników. Alternatywnie można zastosować drugą metodę, zaprezentowaną poniżej.
Metoda 2
Ponownie można użyć już utworzonego przekroju. Odpowiedni wykres wyników zostaje wyświetlony w celu dalszej analizy.
Unter Beachtung des lokalen Flächen-Achsen-Systems werden die Grundschnittgrößen vx (= 0, da keine horizontalen Lasten), nx sowie nxy dargestellt. Die Ergebnisinterpretation der Verläufe liefert erneut die benötigten Kräfte. Einzig für die Bestimmung des Momentes bedarf es einer weiteren Berechnung. Hierzu werden die Zwischenwerte der Grundschnittgröße nx nach Excel exportiert. Das Moment ergibt sich dann aus der Summe der Kräfte der einzelnen Segmente multipliziert mit dem zugehörigen Abstand bis zur Mitte des Schnittes.
Wyniki uzyskane z zastosowaniem obu metod są identyczne. Obliczenia kontrolne polegają na wyznaczeniu rozkładu siły 330 kN działającej pod kątem 30° do półki słupa i skutkują następującym wynikiem:
F⊥,Ed = 330 ⋅ sin 30 ° = 165 kN
Fll,Ed = 330 ⋅ cos 30 ° = 285 kN
MEd = 165 ⋅ 0,05 = 8, 3 kNm
Wymiarowanie spoiny pachwinowej
Wynikową można teraz określić za pomocą sił i momentu.
N⊥,Ed = 165 / 34 + 8, 38 / ( 34² / 6 ) = 9, 20 kN/cm
V⊥,Ed = 0
Vll,Ed = 286 / 34 = 8, 41 kN/cm
Fw,Ed = √ 9, 2² + 8, 41² = 12, 46 kN/cm
Na koniec, wynik porównywany jest z wartością obliczeniową nośności spoiny pachwinowej. Zakłada się, że grubość spoiny pachwinowej wynosi 3 mm.
Fw,Rd = ( 36 / √ 3 ⋅ 0, 8 ⋅ 1, 25 ) ⋅ 2 ⋅ 0, 3 = 12, 47 kN/cm
Fw,Ed = 12, 46 kN/cm < Fw,Rd = 12, 47 kN/cm
