刚性端板节点设计的参数化有限元模型

对于四排和多轴弯曲应力的端板刚性连接设计比较困难，因为没有官方的设计方法。

模型

使用这里显示的模型可以快速完成实际荷载作用下的连接设计。为了能够根据 DSTV 规范中的典型连接类型 [1] 验证模型，选择了以下系统。

系统

典型连接: IH 2.1 一 26 20
型钢: HEA 260
材料: S235 钢
螺栓: M20，强度等级 10.9

用户可以在面的有限元模型中为梁创建面单元。端板的建模是通过面完成的，面之间连接成一个接触体。它定义了两个面之间的接触属性。现在的荷载组合类型的荷载组合模型，两端板的材料也选择钢 S235，但是材料属性为塑性。洞口是在面上建模的。

连接的螺钉被定义为受拉杆件，在图中以简化的形式显示，不带螺母。拉杆只有纵向刚度 E ⋅ A，并且只能受拉。在杆件两端分配释放弯矩的铰。螺栓连接由多个刚性杆件连接，杆件端部铰在各自的端部板上。通过输入所需的螺栓尺寸，螺栓（强度等级 10.9）的所有与计算相关的参数都将被传递。因此，可以将正确的应变长度作为公式隐藏在模型中，以便获得最准确的螺栓力。

l_{b} = 2 \cdot t_{p} + 2 \cdot D + \frac{k}{2} + \frac{m}{2}

t_p	端板厚度[mm]
D	垫圈厚度[mm]
k	螺栓头高度[mm]
m	螺母高度[mm]

公式1

应用

打开模型后，您可以在数据导航器中调整截面。该模型是按照 DIN EN 1025 对 HEA、HEB 和 HEM 梁进行参数化设置的。并输入端板的尺寸和厚度。在该部分中可以输入螺栓尺寸（M12、M16、M20、M22、M24、M27、M30、M36）和螺栓间距。同时调整所有在计算中重要的螺杆参数。最后，还可以调整荷载。