Normativní požadavky
Únosnost v otlačení Fb,Rd je upravena v normě DIN EN 1993-1-8, kapitola 3.6.1, tabulka 3.4. Příslušný vzorec pro obecný případ zní:
Pokud se však jedná o jednostranný spoj s pouze jednou řadou šroubů, musí být únosnost v otlačení Fb,Rd omezena na:
Součin součinitelů k1 a β1b je tedy ve vzorci 2 omezen na hodnotu 1,5.
Tím se paušálně zohledňují účinky excentricity jednostranného spoje, pokud není možné vzájemné podepření řady šroubů z důvodu absence další řady šroubů. Vzájemné podepření musí tedy probíhat jednak v řadě šroubů, jednak jako kontaktní tlak mezi dotčenými plechy. To vede k tomu, že kromě smykových sil Fv,Ed vznikají ve šroubech také tahové síly Ft,Ed. Šrouby jsou tedy vystaveny kombinovanému namáhání v podélném i příčném směru.
Zohlednění v addonu Ocelové přípoje
V addonu Ocelové přípoje je obtížné rozlišit mezi jednořadými a víceřadými spoji, protože síla působící na model ocelového spoje téměř nikdy nepůsobí pouze v jednom směru. Z technického hlediska se tedy nejedná o jednořadé spoje. I v téměř ideálním případě působí síly na šrouby v obou směrech, hlavně rovnoběžně se směrem prvku, ale v malé míře i kolmo na něj.
Jelikož se v addonu používá model spoje založený na metodě konečných prvků (KP) s nelineárními materiálovými vlastnostmi, tento přístup zachycuje lokální rozložení zatížení a potenciální koncentraci napětí v místech šroubů. Model KP dokáže lépe předpovědět skutečné chování spoje, které se může od zjednodušeného přístupu lišit o faktor 1,5.
Addon navíc ověřuje, zda samotné plechy nevykazují významnou plastickou deformaci (5 %).
Konzervativní součinitel 1,5 zohledňuje možné plastické deformace v případě, že by zatížení mohlo způsobit lokální tečení. Tím, že zajistíme, aby nedocházelo k významným plastickým deformacím, zvyšujeme spolehlivost našeho přístupu.
Při analytické (ruční) kontrole tohoto typu smykového spoje se tahové síly ve šroubech, které vznikají v důsledku pákového efektu a excentrického spojení plechů, nezohledňují přímo, ale prostřednictvím paušální hodnoty 1,5. Při posouzení únosnosti používáme kombinaci smykových a tahových sil ve šroubu, abychom toto chování pokryli.
V metodě konečných prvků používané addonem pro modelování spojů jsou vyžadovány co nejobecnější kontroly. Výsledky jsou přesto přesnější a spolehlivější než konzervativní standardní analytické rovnice.
Z těchto důvodů je v detailech posouzení uvedeno posouzení podle vzorce 1 pro obecný případ. Posouzení podle rovnice (3.2) resp. vzorce 2 se neprovádí.
Na následujícím obrázku je zobrazen dostupný výpočet z detailů posouzení v addonu „Ocelové přípoje“:
Závěr
Analytický důkaz podle rovnice (3.2) normy není nutný. Výpočet metodou konečných prvků zohledňuje všechny jevy, které vyplývají z excentricity jednostranného spoje s pouze jednou řadou šroubů.
Kliknutím na následující obrázek budete přesměrováni na stránku, kde si můžete stáhnout vzorový model.
