Requisitos normativos
La capacidad de carga por aplastamiento Fb,Rd está regulada en DIN EN 1993-1-8, capítulo 3.6.1, tabla 3.4. La ecuación correspondiente para el caso general es:
Sin embargo, si se trata de una conexión con un solo corte y solo una fila de tornillos, la capacidad de carga por aplastamiento Fb,Rd debe limitarse a:
Por lo tanto, el producto de los coeficientes k1 y αb en la fórmula 2 se limita al valor de 1.5. Esto captura de manera general los efectos de la excentricidad de la conexión de un solo corte, cuando no es posible el soporte mutuo de la fila de tornillos debido a la falta de una fila adicional de tornillos. El soporte mutuo debe producirse, por un lado, en la fila de tornillos y, por otro, como presión de contacto entre las placas involucradas. Esto da lugar a que, además de las fuerzas de corte Fv,Ed, se generen fuerzas de tracción Ft,Ed en los tornillos. Los tornillos están sujetos, por lo tanto, a una carga combinada en dirección longitudinal y transversal.
Consideración en el Add-On Uniones de Acero
En el Add-On Uniones de Acero, es difícil distinguir entre conexiones de una fila y conexiones de múltiples filas, ya que la fuerza que actúa sobre el modelo de conexión de acero casi nunca actúa en una sola dirección. Técnicamente, no se trata de conexiones de una sola fila. Incluso en un caso casi ideal, las fuerzas actúan en ambas direcciones sobre los tornillos, principalmente en paralelo a la dirección del componente, pero también en menor medida perpendicular a ella. Dado que el Add-On utiliza un modelo de elementos finitos (FE) de la conexión con propiedades de material no lineales, este enfoque captura la distribución local de la carga y la posible concentración de tensiones en las posiciones de los tornillos. El modelo FE puede predecir mejor el comportamiento real de la conexión, que puede diferir del enfoque simplificado con un factor de 1.5. En el Add-On también se verifica que las placas involucradas no experimenten una deformación plástica significativa (5 %). El factor conservador de 1.5 considera posibles deformaciones plásticas, en caso de que la carga pueda causar flujo local. Al asegurar que no ocurran deformaciones plásticas significativas, aumentamos la fiabilidad de nuestro enfoque. En una verificación analítica (manual) de este tipo de conexión cortante, las fuerzas de tracción en los tornillos, que surgen por la acción de palanca y la conexión excéntrica de las placas, no se consideran directamente, sino a través del valor general de 1.5. En la verificación de diseño, utilizamos una combinación de fuerzas de corte y tracción en el tornillo para cubrir este comportamiento. En el método FE utilizado por el Add-On para modelar conexiones se necesitan verificaciones lo más generales posibles. Los resultados son, no obstante, más precisos y fiables que las ecuaciones estándar analíticas conservadoras. Por estas razones, en los detalles de la verificación, se indica la verificación según la fórmula 1 para el caso general. No se realiza la verificación según la ecuación (3.2) o fórmula 2.
La siguiente imagen muestra la verificación disponible desde los detalles de verificación en el Add-On Uniones de Acero:
Conclusión
La verificación analítica según la ecuación (3.2) de la norma es prescindible. El cálculo FE tiene en cuenta todos los efectos que surgen de la excentricidad de una conexión de un solo corte con solo una fila de tornillos.
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