3270x
001522
2018-06-06

Modelowanie MES w połączeniach odpornych na zginanie

Um eine Aussagekraft über die Wahl des gewählten Modellierungsansatzes zu erhalten, kann es sehr hilfreich sein, zunächst ein Modell zu erstellen, welches den altbewährten Methoden gegenübergestellt werden kann.

W poprzednim artykule , nośność płyty czołowej połączenia odpornego na zginanie, obliczono za pomocą urządzenia do obliczeń według EN 1993-1-8 [1]. W tym przykładzie, nośność płyty czołowej należy obciążyć o określonej nośności 324,95 kNm, stosując metodę modelowania MES.

Model powierzchniowy

Belka HEB 400 została wprowadzona o długości 500 mm i podzielona na płaszczyzny. Zakładając, że płyta czołowa zachowuje się sztywno pod pełnymi łbami śrub, powstała sztywna powierzchnia o średnicy podkładki 44 mm. Aby zasymulować sprężystość śrub przy rozciąganiu, zdefiniowano je jako śruby o średnicy 24 mm i długości 29 mm (= grubość płyty czołowej + grubość podkładki). Aby zapewnić równomierne wprowadzenie obciążenia do belki, w punkcie przyłożenia obciążenia zastosowano sztywną płytę końcową.

Ponieważ sztywne podparcie w osi z płyty czołowej może prowadzić do problemów ze zbieżnością, przyjęto podłoże sprężyste powierzchniowo o wartości 2 10 8 kN/m³, w miejscach, w których nie może nastąpić odkształcenie ze względu na warunki symetrii połączenia belki lub tam, gdzie spodziewane są największe siły kontaktowe, dodatkowo zaprojektowano podporę liniową. Obie podpory powinny ulec uszkodzeniu w przypadku dodatniej reakcji podpory. Ponieważ w normie EN 1993-1-8 [1] przeprowadza się obliczenia plastyczne, wybrano model materiałowy „Izotropowy plastyczny 2D/3D” z kryterium plastyczności 23,5 kN/cm². Po osiągnięciu kryterium plastyczności w elemencie ES nie może on przenosić dalszych sił i następuje redystrybucja naprężeń.

RF-CUTTING-PATTERN | Wyniki

Przy obliczaniu ręcznym można potwierdzić kryterium uszkodzenia "Uszkodzenie śruby z jednoczesnym poddaniem się kołnierzowi".

W przypadku stosowania nieliniowego modelu materiałowego „Izotropowy plastyczny 2D/3D” należy obliczyć pole powierzchni elementów w stanie plastycznym. Należy pamiętać, że elementy w stanie plastycznym odpowiadają pozostałym uszkodzeniom. Das FEM-Modell weist zu große plastische Bereiche auf. Oznacza to, że połączenie jest przeciążone, patrząc w oparciu o model powierzchni. Wyznaczona siła rozciągająca śruby o wartości 279 i 288 kN również przekracza dopuszczalną graniczną siłę rozciągającą.

Za pomocą dodatkowego modelowania wyznaczono podobnie zwymiarowane obszary plastyczne, w których belka, blacha czołowa, śruby i spoiny zostały przedstawione jako bryły, a siła od belki do płyty czołowej odbywa się w poprzek spoin (= większa powierzchnia obciążenia).


Autor

Pan Fröhlich zapewnia wsparcie techniczne naszym klientom i jest odpowiedzialny za rozwój w dziedzinie konstrukcji żelbetowych.

Po lewej
Odniesienia
  1. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten − Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
Pobrane