I componenti di base di un collegamento bullonato rigido sono:
- Campo dell'anima della colonna con tensione di taglio
- Anima della colonna con compressione trasversale
- Anima della colonna con trazione trasversale
- Ala della colonna con flessione
- Piastra di estremità con tensione di flessione
- Ala della trave o della colonna e anima con tensione di compressione
- Anima della trave con tensione di trazione
- Bulloni con tensione di trazione
- Bulloni con tensione tangenziale
- Saldature
- Rastremato
Mentre le verifiche dei componenti più elementari possono essere eseguite in modo relativamente semplice e rapido utilizzando le formule convenzionali, la verifica della piastra di estremità con tensione di flessione, così come dell'ala della colonna con flessione, è un compito che richiede tempo. Per questi due componenti, come modello analitico, viene utilizzata un'ala T-stub equivalente.
Flangia a T
Una forma a T viene ritagliata dal modello reale. Le file di bulloni soggette a tensione di trazione sono considerate e valutate, una volta separatamente e una volta come gruppo. La capacità portante determinante è determinata dalla resistenza più bassa della somma delle singole file di bulloni o dal valore del gruppo. I bulloni nell'area di compressione a flessione sono utilizzati per la trasmissione della forza di taglio. Le file di bulloni sono combinate in gruppi di bulloni, che si trovano all'interno delle ali o degli irrigidimenti. Per la verifica della piastra di estremità con tensione di flessione, lo stub a T è creato dalla piastra di estremità con un'anima della trave per le file di bulloni interni; nel caso di una piastra d'estremità sporgente con la fila di bulloni esterni, il tronchetto a T della piastra d'estremità corrisponde all'ala della trave. Per poter progettare anche la parte sporgente della piastra di estremità, questa sarà divisa e speculare sull'ala equivalente a T-stub.
Per la verifica dell'ala della colonna con flessione, lo stub a T viene creato dall'ala della colonna e dall'anima della colonna.
La forza di contatto Q, che può verificarsi tra il bordo libero e la fila di bulloni, viene applicata come risultante della pressione superficiale nello spazio di contatto nel punto di contorno dell'ala del tronchetto. Si possono ottenere capacità portanti significativamente più elevate con le forze di contatto, quindi quando si modella un collegamento, è quindi ragionevole disporre la posizione dei bulloni in modo tale che possa verificarsi anche un vincolo. Ad esempio, la forza di contatto può essere applicata disponendo una maggiore spaziatura della fila di bulloni dall'anima della trave.
Modi di rottura
Sono possibili tre modalità di guasto.
Modalità 1: Snervamento dell'ala pura
Nel caso di una piastra d'estremità morbida, le cerniere plastiche sorgono sull'asse del bullone e vicino all'anima del tronco senza raggiungere la forza di rottura del bullone. La capacità portante dell'ala equivalente a T-stub può essere calcolata secondo due diversi metodi, a condizione che possano verificarsi forze di contatto. RF-/FRAME-JOINT Pro applica il Metodo 1.
Se dal calcolo non risultano forze di contatto, la capacità portante è dimezzata. La stessa modalità di rottura si verifica anche nella modalità 2.
Modalità 2: Rottura simultanea del bullone con snervamento dell'ala
Nel caso di una concordanza ottimale tra lo spessore della piastra d'estremità e il diametro del bullone, una cerniera plastica sorge vicino all'anima del tronchetto a T e i bulloni si rompono.
Modalità 3: Rottura bullone
Nel caso di una piastra d'estremità rigida e bulloni sottodimensionati, questi si rompono senza che si verifichino cerniere plastiche. Questa modalità di guasto dovrebbe essere evitata il più possibile, poiché in questo caso la connessione diventa inefficiente.
Lunghezze libere d'inflessione
Le lunghezze libere d'inflessione sono necessarie per determinare il momento resistente plastico del raccordo a T e non devono necessariamente corrispondere alle lunghezze effettive del modello.
Utilizzando le lunghezze efficaci sullo stub a T equivalente, viene preso in considerazione l'ambiente spaziale del collegamento reale, in modo da ottenere le stesse capacità portanti del modello di progetto e del modello reale.
A seconda della geometria e della modalità di rottura, la piastra d'estremità può avere un modello di linea di snervamento circolare o rettilineo che può avere un grande impatto sulle lunghezze libere di inflessione dei T-stub. Nel caso di rottura plastica della piastra di estremità, si forma un cono di snervamento, che non può essere formato completamente in Modalità 2 e quindi assume un modello di snervamento non circolare.
Determinazione della resistenza del momento
Il momento resistente di un collegamento è calcolato dalla somma della resistenza a trazione determinata di ciascuna fila di bulloni moltiplicata per la rispettiva spaziatura al punto di compressione.
Se la resistenza a trazione risultante dalla verifica delle file di bulloni come gruppo è inferiore alla somma delle singole ali a T-stub, allora la rispettiva fila può applicare solo il componente che contribuisce alla capacità portante totale del gruppo di bulloni.
L'asse centrale dell'ala compressa dovrebbe essere assunto come punto di compressione.
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