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2021-01-21

按照欧洲规范EN 1993-1-1考虑拉应力净截面

当通过螺栓连接受拉构件时,在承载能力极限状态设计中必须考虑由螺栓孔引起的截面折减。 本文将按照规范 DIN EN 1993-1-1 介绍如何在附加模块 RF-/STEEL EC3 中通过受拉杆件的净截面面积计算抗拉承载力。

抗拉承载力设计按照 EN 1993-1-1

根据 DIN EN 1993-1-1 中章节 6.2.3 (2),孔洞破坏截面的抗拉承载力采用下列设计值中的最小者:

净截面面积是由总截面面积减去紧固件的开口和孔洞得到的。 根据螺栓孔的布置方式,将要应用的孔洞减去面积调整到临界裂缝线。

在 RF-/STEEL EC3 中输入数据

默认情况下,附加模块中的抗拉承载力设计只考虑毛截面的塑性抗拉承载力(公式 1)。 Der Nachweis nach Formel 2 kann aktiviert werden, indem für die Stäben in der Eingabemaske ‚Parameter Stäbe‘ die Option ‚Nettoquerschnittsfläche‘ ausgewählt wird. 可以输入杆件始端(x = 0)和末端(x = l)的净截面面积 Anet 。 如果要同时为多根杆件输入相同的净截面面积,建议使用“对杆件编号进行输入”。

然后计算抗拉承载力的两个设计值,并根据规范 DIN EN 1993-1-1 取最小值进行验算。

角钢截面设计修改

对于非对称连接构件,例如单侧连接的角钢,DIN EN 1993-1-8 进行了补充。 如果承载力是由有效净截面确定,那么对于在一侧受拉的角钢材料可以像在中心受力角钢管一样进行设计。

有效净截面可以通过根据螺栓数量和孔距的修正系数来确定。 对于净截面设计,不再需要如公式 1 中所示的额外折减系数 0.9。 在 RF-/STEEL EC3 的输入窗口中不能直接输入有效净截面,但是净截面面积可以通过转换。

附加模块中的有效净截面设计

示例

选择扁钢 60 x 8 mm 作为 Y 方向上的交叉截面。 临界开裂线上螺栓 M20 紧固件的净面积

A= 4.8 cm² - 2.2 cm × 0.8 cm = 3.04 cm²

对于材料 S235,得出以下承载力:

Npl,Rd = (4.8 cm² ⋅ 23.5 kN/cm²)/1.0 = 112.8 kN

Nu,Rd = (0,9 × 3,04 cm² × 36 kN/cm²)/1,25 = 78,8 kN

在 S355 中选择了 X 方向相交截面,截面尺寸为 L 75 x 8。 使用两个 M20 螺栓(依次排列)在角钢上实现连接。 如下选择尺寸:

e1 = 40mm

p1 = 60 mm

e2 = 30mm

这种连接情况下的有效有效净截面面积根据欧洲规范 EN 1993‑1‑8 由系数 β2 得出。

β2 = 0.44

Anet,eff = β2 ⋅ Anet = 0.44 ⋅ (11.4 cm² - 2.2 cm ⋅ 0.8 cm) = 4.21 cm²

对于材料 S355,得出以下承载力:

Npl,Rd = (11.4 cm² × 35.5 kN/cm²)/1.0 = 404.7 kN

Nu,Rd = (4.21 cm² ⋅ 49 kN/cm²)/1.25 = 164.9 kN

在 RF-STEEL EC3 中输入等效净截面面积:

A面积 * = 4.21 cm²/0.9 = 4.67 cm²



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