Sul modello fornito, è possibile progettare il giunto sotto carico realistico con requisiti di tempo minimo. Per poter verificare il modello con la linea guida DSTV di collegamenti tipizzati [1] , abbiamo selezionato il seguente sistema.
Sistema della struttura
Collegamento tipico: IH 2.1 A 26 20
Sezione: HEA 260
Materiale: Acciaio S235
Bulloni: M20 della classe di resistenza 10.9
Il modello EF viene creato per mezzo di elementi di superficie per la trave. La modellazione del piatto d'estremità viene eseguita da superfici, che vengono poi collegate tra loro in modo da creare un solido di contatto tra di loro. Definisce le proprietà esatte del contatto tra le due superfici. In questo caso specifico, c'è un cedimento nel caso di una tensione di trazione verticale. Anche l'acciaio S235 è scelto come materiale per le due superfici della piastra di estremità, ma con un comportamento in materiale plastico. Le aperture sono modellate nelle superfici per rappresentare i fori. Le viti del collegamento sono definite come aste tese e sono mostrate in forma semplificata senza dado. Un'asta di trazione ha solo una rigidezza longitudinale E ⋅ A e può assorbire solo forze di trazione. I cerniere del momento sono disposti alle estremità delle aste Le viti sono collegate in modo semplificato da diverse aste rigide con cerniere di estremità delle aste sulla rispettiva piastra di estremità. Inserendo la dimensione desiderata dei bulloni, tutti i parametri relativi al calcolo dei bulloni (classe di resistenza 10.9) vengono trasferiti. Così, è possibile implicare la lunghezza di deformazione corretta come una formula nel modello al fine di ottenere le forze dei bulloni più accurate.
| tP | Spessore della piastra di estremità [mm] |
| d | Spessore rondella [mm] |
| k | Altezza testa bullone [mm] |
| m | Altezza dado [mm] |
Applicazione
Dopo aver aperto il modello, è possibile regolare la sezione trasversale nel Navigatore dati. Il modello è parametrizzato per le travi HEA, HEB e HEM standardizzate secondo DIN EN 1025. È quindi possibile visualizzare i parametri e inserire le dimensioni e lo spessore della piastra di estremità. Immettere la dimensione del bullone (M12, M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36) e le spaziature dei bulloni desiderate. Allo stesso tempo, tutti i parametri delle viti che sono importanti per i calcoli sono modificati. Infine, è possibile regolare i carichi.
Verifiche strutturali
Per determinare la capacità portante del collegamento,si applica un carico iniziale M y di 50 kNm che viene calcolato con il metodo dell'incremento del carico. Quindi, è possibile valutare le forze dei bulloni e le deformazioni plastiche. Per fare ciò, è necessario determinare la resistenza a trazione massima come segue.
| k2 | Coefficiente di resistenza alla trazione [-] |
| [F5]ub | Resistenza a trazione del materiale del bullone [N/mm²] |
| As | Sezione trasversale della tensione [mm²] |
| γM2 | Coefficiente di sicurezza parziale del bullone [-] |
Valutazione e confronto
Quando si confronta la resistenza a trazione con le forze dei bulloni della modellazione agli elementi finiti, è possibile vedere che la rottura dei bulloni si verifica se il carico viene aumentato più di 2,1 volte. Die Schraubenkräfte betragen 175,43 kN bei einem angreifenden Moment von 105 kNm.
Pertanto, la capacità portante del collegamento di 105 kNm risulta da 2,1 ⋅ 50 kNm.
La valutazione delle deformazioni plastiche mostra valori massimi di circa l'1%, che non supera la deformazione limite ammissibile del 5% secondo EC3. Inoltre, è possibile vedere quando il materiale inizia a cedere quando si visualizzano i gradi di non linearità.
La linea guida DSTV [1] fornisce una capacità di carico di 112,9 kNm, che differisce solo leggermente dal modello FE creato.
Questa deviazione riflette, tra le altre cose, la mancanza di modellazione delle saldature, che si traduce in una minore rigidezza della fila di bulloni esterna. Di conseguenza, le viti interne sono soggette a un carico maggiore e quindi tendono a rompersi.
Anbei befindet sich zusätzlich noch ein Modell für eine Verbindung mit einer überstehenden Stirnplatte.
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