Sistema
La estructura es un medio pórtico apoyado simplemente, compuesto de una viga IPE 160 de 6 metros de largo y un pilar IPE 200 de 4 metros. La viga está conectada con una placa final soldada de 5 milímetros de espesor mediante 4 pernos M12 al alma del pilar.
La carga de la estructura es el peso propio así como una carga distribuida de 8 kN/m orientada en la dirección Z positiva (figura 01).
La chapa frontal tiene las dimensiones de w/h = 82/160 mm. Las distancias de los bordes a los tornillos son e1/e2 = 44/20,5 mm (Figura 02).
Opción 1: Diseño de la conexión con RF-JOINTS Steel - Pinned
Después de haber modelado la estructura en RFEM, incluyendo el caso de carga y la carga, se puede abrir el módulo adicional RF-JOINTS Steel - Pinned. Los datos de entrada correspondientes pueden definirse en el módulo adicional para que el diseño de la conexión pueda realizarse dentro de un periodo corto de tiempo.
En este ejemplo, la capacidad de carga de los pernos a cortante es el cálculo determinante (relación 47%, figura 03). La fuerza cortante máxima existente Fn, Ed de un solo perno asciende a 6,12 kN.
Opción 2: Modellierung der Verbindung in RFEM
El modelado alternativo de la conexión en RFEM tiene lugar con los pasos siguientes:
- Copia del modelo, para estar seguro.
- Stabexzentrizität am Träger definieren (halbe Trägerhöhe in Richtung Z, Stirnplattendicke + halbe Stützenstegdicke in Richtung Y, nur am Ende der Verbindung, siehe Bild 04).
- Clic con el botón secundario del ratón en Barras → "Generar superficies desde barra".
- Eliminación del apoyo en nudo, definición de apoyos en línea articulados en el borde del ala de la viga y al final del alma del pilar (ver Figura 05).
- Eliminación de la carga en barra (8 kN/m) y conversión a carga superficial (97,6 kN/m2 en el ala de la viga).
Conexión:
- Modelado de una placa frontal como un elemento sólido (cuboide, ver figura 06).
- Inserción de los agujeros para pernos con aberturas (ver este artículo ).
- Copia de la chapa frontal como sólido al final de la viga. Tenga en cuenta: la chapa frontal no debería tener contacto con la superficie del alma del pilar debido a la unión articulada, la transmisión de la fuerza sólo se realiza mediante los tornillos (ver Figura 07).
- Copia de los huecos de la chapa frontal (huecos de tornillos) a la superficie del alma del pilar.
- Para garantizar que no haya contacto entre la placa frontal y la superficie del alma del pilar, se puede iniciar el cálculo en este punto. Debería de aparecer un mensaje sobre inestabilidad.
- Cada uno de los cuatro pernos se puede modelar como un sólido cilíndrico, que consta de superficies circulares y cuadrangulares.
Para recibir esfuerzos internos en la barra para los tornillos, es necesario colocar una viga de resultados en medio de cada tornillo (ver Figura 08). Als Querschnitt wird in diesem Beispiel vereinfacht ein 12 mm Rundstahl verwendet. Puede encontrar más información sobre las Vigas de resultados en nuestra base de datos de conocimientos.
El cálculo da como resultado una fuerza cortante máxima en un perno de Vz = 6,69 kN (ver figura 09).
Resumen
Los resultados del programa principal de RFEM y del módulo adicional RF-JOINTS Steel-Pinned son relativamente similares y, por lo tanto, son comparables. En este ejemplo, parece claro que hay muchas posibilidades para el modelado en RFEM. Sin embargo, en comparación con el cálculo rápido en el módulo adicional RF-JOINTS Steel-Pinned, el esfuerzo es relativamente alto cuando el modelado se realiza manualmente, por lo que el usuario tiene que decidir individualmente qué opción de cálculo se utiliza.
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