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05.08.2020

Détermination de la résultante des efforts d'un modèle aux éléments finis pour la vérification simplifiée des cordons de soudure

L'EN 1993-1-8, 4.5.3.3 indique une méthode simplifiée pour la vérification à l'ELU des soudures d'angle. La vérification est satisfaite, si la valeur de calcul de la résultante des efforts agissant sur la soudure d'angle est inférieure à la valeur de calcul de la résistance du cordon de soudure. Lorsqu'un cordon de soudure doit être dimensionné pour un modèle surfacique, on peut être confronté à des résultats très différents en raison de la nature des calculs aux éléments finis. Cet article technique de la base de connaissance Dlubal explique comment déterminer les composants de l'effort à partir du modèle.

Das Modell des Fachbeitrages orientiert sich dabei am System des Knotenbleches an einer Stütze, welches auf Seite 8.67 der Fachliteratur [1] näher beschrieben wird.

Système

Ce système est composé d'un poteau HEB 140 à la semelle duquel un gousset doit être soudé à l'aide d'une double soudure d'angle. Le poteau est ainsi connecté à une barre de traction, qui est ignorée dans cet exemple. Une charge de 330 kN est appliquée et répartie sur les trois trous de boulon du système. Bien que la charge soit connue ici, les efforts requis doivent être déterminés à partir des efforts internes du gousset. La charge est utilisée à des fins de vérification seulement.

Détermination de la résultante des efforts

La formule de la résultante des efforts est celle du tableau 8.66c dans {%}#Refer [1]]].

Les différents composants d'effort peuvent être calculés comme suit :

Les efforts F ainsi que le moment peuvent être déterminés en définissant une coupe. Seul le gousset doit être considéré dans la boîte de dialogue de la coupe.

Méthode 1

Après le calcul, vous pouvez afficher graphiquement les résultantes de la coupe de chaque section.

Ces valeurs peuvent ensuite être utilisées dans les formules correspondantes. L'assignation des résultantes des efforts est la suivante pour cet exemple.

F1⊥,Ed = PX = 165,37 kN
F2⊥,Ed = PY = 0 kN
Fll,Ed = PZ = 285,95 kN
MEd = MY = 8,38 kNm

Les résultantes de coupe étant disposées de la même manière que les axes globaux, il est nécessaire de modifier les résultats pour les soudures ou les coupes positionnées différemment afin d'obtenir les efforts et les moments correspondants. Par conséquent, une autre méthode est appliquée.

Méthode 2

La coupe déjà créée peut également être à nouveau utilisée. Le diagramme de résultats correspondant est ouvert pour poursuivre l'analyse.

Unter Beachtung des lokalen Flächen-Achsen-Systems werden die Grundschnittgrößen vx (= 0, da keine horizontalen Lasten), nx sowie nxy dargestellt. Die Ergebnisinterpretation der Verläufe liefert erneut die benötigten Kräfte. Einzig für die Bestimmung des Momentes bedarf es einer weiteren Berechnung. Hierzu werden die Zwischenwerte der Grundschnittgröße nx nach Excel exportiert. Das Moment ergibt sich dann aus der Summe der Kräfte der einzelnen Segmente multipliziert mit dem zugehörigen Abstand bis zur Mitte des Schnittes.

Les résultats obtenus grâce aux deux méthodes sont identiques. Une brève vérification en décomposant l'effort de 330 kN appliqué à un angle de 30 ° permet également d'obtenir les paires d'efforts ainsi que le moment de :
F⊥,Ed = 330 ⋅ sin 30 ° = 165 kN
Fll,Ed = 330 ⋅ cos 30 ° = 285 kN
MEd = 165 ⋅ 0,05 = 8,3 kNm

Vérification de la soudure d'angle

La résultante des efforts peut maintenant être déterminée à l'aide des efforts et du moment.
N⊥,Ed = 165/34 + 8,38/(34²/6) = 9,20 kN/cm
V⊥,Ed = 0
Vll,Ed = 286/34 = 8,41 kN/cm
Fw,Ed = √ 9, 2² + 8, 41² = 12, 46 kN/cm

Elle est finalement comparée à la valeur de calcul de la résistance de la soudure d'angle. La soudure d'angle est supposée faire 3 mm d'épaisseur.

Fw,Rd = ( 36/√3 ⋅ 0,8 ⋅ 1,25 ) ⋅ 2 ⋅ 0,3 = 12,47 kN/cm
Fw,Ed = 12,46 kN/cm < Fw,Rd = 12,47 kN/cm


Auteur

M. Sühnel est responsable de l'assurer de la qualité de RSTAB ; il participe également au développement de produits et fournit un support technique pour nos clients.

Liens
Références
  1. Albert, A. Schneider - Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen, 24. édition. Köln : Reguvis, 2020
Téléchargements


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