AISC Przykład J.1 Spoina pachwinowa przy ścinaniu podłużnym
Jak pokazano powyżej na rysunku 01, płyta o grubości 1,9 cm jest przyspawana do płyty o grubości 3/8 cala. Płyty: ASTM A572 klasa 50. Spoina: Elektrody 70 ksi, ramię o wymiarach 3/16 cala, długość 27 cali.
Dostępnych jest kilka typów połączeń, w tym połączenie stykowe, połączenie narożne, połączenie zakładkowe i połączenie teowe. Dla pierwszego przykładu wybrano połączenie zakładkowe i zaokrąglenie pojedyncze (zdjęcie 02). Od ustawienia spoiny zależy, czy spoina zostanie umieszczona na dole czy na górze połączonej powierzchni. Pojawi się komunikat o błędzie sugerujący odwrócenie orientacji, jeśli początkowy wybór jest nieprawidłowy. Jako rozmiar spoiny należy wprowadzić grubość 3/16 cala x 0,707 = 0,13256 cala. Najpierw należy wybrać linię dla spoiny, a następnie dwie powierzchnie, które mają zostać połączone. Długość spoiny jest równa całkowitej długości wybranych linii.
W folderze Analiza naprężeniowo-odkształceniowa można edytować domyślną konfigurację liniowego połączenia spawanego (rysunek 03). Dezaktywuj nieistotne typy naprężeń.
Naprężenie graniczne można obliczyć zgodnie z równaniem AISC J2-4 (z wyłączeniem obszaru spoiny) dla obliczeń LRFD. Wartość ta jest następnie porównywana z wynikowym naprężeniem, σ|j+s+w|.
|
φ |
Współczynnik nośności LRFD |
|
β |
Współczynnik redukcji = 1,2 - 0,002(27,0-in/0,1875-in) ≤ 1,0 |
|
Fnw |
Nominalne naprężenie metalu spoiny, ksi |
|
kds |
Współczynnik zwiększenia wytrzymałości kierunkowej (1,0 dla kierunku podłużnego) |
„Opcje specjalne” (rys. 04) zapewniają możliwość redystrybucji lokalnych szczytowych naprężeń na całej długości spoiny. Wybierz "Stałe" dla obciążeń ścinających i normalnych. W przypadku obciążeń zginających należy wybrać opcję "Brak", aby zignorować niepożądany moment w naprężeniu wynikowym.
Dostępne metody analizy naprężeń, uproszczona i kierunkowa, są zgodne z EN 1993-1-8 [3]. W tym przykładzie należy wybrać metodę "Uproszczoną".
Po uruchomieniu obliczeń należy wybrać opcję Naprężenia w spoinach liniowych z menu rozwijanego, aby wyświetlić wynik naprężenia (Rysunek 05). Stosunek naprężeń z przykładu AISC wynosi 200 kips/206 kip = 0,971. Jest to porównywalne ze stopniem naprężeń wynoszącym 1.0 w programie RFEM.
Przykład AISC J.2A Spoina pachwinowa obciążona kątowo
W tym drugim przykładzie do górnej części pasa belki przyspawana jest blacha węzłowa (w modelu przyjęto założenie grubości półki i środnika o grubości 1,0 cala). Obciążenia są przykładane pod kątem 60° w stosunku do osi podłużnej spoiny. Płyty: ASTM A572 klasa 50. Spoina: Elektrody 70 ksi, rozmiar ramienia 15/16, długość 15,4 cala (zdjęcie 01).
Podobnie jak w przypadku procedury pokazanej powyżej, należy utworzyć nowe liniowe połączenie spawane. Wybierz połączenie teowe i podwójne pachwinowe (rysunek 06). Jako rozmiar spoiny należy wprowadzić grubość 5/16 cala x 0,707 = 0,221 cala.
Należy dodać nową konfigurację liniowego połączenia spawanego , ponieważ w tym przykładzie zastosowano inne naprężenie graniczne.
Kierunkowy współczynnik wzrostu wytrzymałości zgodnie z równaniem J2-5 AISC może być wykorzystany do zwiększenia granicznego naprężenia dla spoiny pachwinowej obciążonej pod kątem.
|
kds |
Współczynnik zwiększenia wytrzymałości kierunkowej |
|
θ |
Kąt między linią przyłożonej siły a osią podłużną spoiny, stopnie |
Naprężenie graniczne zgodnie z równaniem J2-4 AISC (bez obszaru spoiny) dla obliczeń LRFD:
|
φ |
Współczynnik nośności LRFD |
|
Fnw |
Nominalne naprężenie metalu spoiny, ksi |
|
kds |
Współczynnik wzrostu wytrzymałości w kierunku |
Współczynnik naprężeń wynoszący 1,0 w programie RFEM zweryfikował wymaganą długość obliczoną w przykładzie z AISC. Oprócz naprężeń można również przedstawiać graficznie siły wewnętrzne. Całkowite naprężenie styczne W można pomnożyć przez długość spoiny, aby zweryfikować całkowite przyłożone obciążenie (rysunek 07).
Należy przy tym pamiętać, że należy również sprawdzić dodatkowe wymagania AISC dla spoin pachwinowych. Obejmuje to wymiary minimalne i maksymalne, długość minimalną, długość efektywną i inne ograniczenia omówione w sekcji J2.2b AISC.
