Dimensionamento da ligação de chapas de extremidade de secções tubulares submetidas a tração de acordo com o método CIDECT e através do modelo de MEF

É apresentado um exemplo em {%>

Sistema

• Secção: HE-A 180
• Chapa de extremidade: t_p = 35 mm
• Material: Aço S355 de acordo com a norma DIN EN 1993-1-1, Tabela 3.1

Dimensões da placa de extremidade

Espessuras de superfície e cargas

O modelo de MEF é modelado através de elementos de superfície, elementos de barra para os parafusos e um sólido para representar o contacto das duas chapas de extremidade. Para o sólido de contacto são definidas não linearidades. Como modelo de material para as chapas de extremidade é selecionada a opção "Isotrópico plástico 2D/3D" (requer o módulo adicional RF-MAT NL ). Este modelo de material tem um comportamento de material isotrópico na zona elástica. A zona plástica baseia-se na tensão de cedência de acordo com a hipótese de distorção segundo von Mises com uma tensão de cedência definida das tensões equivalentes de 35,5 kN/cm².

Esforços internos

A força de cálculo determinante no banzo inferior que resulta da determinação das forças internas é_NEd = 1491,5 kN (tração). Se esta for convertida para o perímetro da secção tubular (linha central), a carga de linha é de 2,211.60 kN/m.

Dimensionamento

O dimensionamento deve incluir o dimensionamento parcial da verificação do estado limite último e o cálculo da carga de um parafuso (incluindo a força de contacto).

Resistência da chapa de extremidade

A determinação da capacidade de resistência da chapa de extremidade submetida a flexão é obtida no método CIDECT de acordo com a Equação 8.6:

Com a Equação 8.5

Assim, chega-se a uma relação de:

A avaliação das tensões na chapa de extremidade no modelo MEF com o módulo adicional RF-STEEL Surfaces produz um resultado adequado.

Análise de tensões da placa final de acordo com a hipótese de von Mises com o RF-STEEL Surfaces

Resistência de um parafuso

Para a verificação dos parafusos, a determinação da resistência e das forças de contacto são de importância crucial. No método CIDECT a resistência é calculada de acordo com a Equação 8.7:

Com a Equação 8.9

Assim, chega-se a uma relação de:

A avaliação da força interna N no modelo MEF resulta numa força máxima do parafuso de 343 kN nos parafusos centrais e é portanto ligeiramente superior ao resultado analítico.

Forças dos parafusos F, t, Ed (incluindo forças de contacto) para e = 45 mm

Em {%>

Um aumento da distância da borda para e = 55 mm resulta numa redistribuição das forças do parafuso para os parafusos exteriores e numa distribuição homogénea em termos do processo.

Forças de parafuso F, t, Ed (incluindo forças de contacto) para e = 55 mm