Model konstrukcji z tego artykułu technicznego oparty jest na układzie blachy węzłowej przyspawanej do słupa, który został bardziej szczegółowo opisany na stronie 8.67 w [1].
System
Zasadniczo układ składa się ze słupa HEB 140 z blachą węzłową, która ma zostać przyspawana do jednej z półek za pomocą dwustronnej spoiny pachwinowej. Blacha ta łączy słup z elementem rozciąganym, który można zignorować w modelu. Obciążenie dla blachy stanowi siła 330 kN i jest ona przyłożona do trzech otworów na śruby obecnych w blasze. Chociaż obciążenie zewnętrzne jest tutaj znane, wymagane siły oddziałujące na spoiny należy określić na podstawie sił wewnętrznych w panelu blachy węzłowej. Siła rozciągająca służy jedynie do celów weryfikacyjnych.
Określenie wypadkowej obciążenia
Wzór na wypadkową zaczerpnięto z tabeli 8.66c w [1].
Poszczególne składowe obciążenia można obliczyć w następujący sposób.
Siły F oraz moment można określić poprzez zdefiniowanie przekroju. W oknie dialogowym przekroju powinna być wskazana tylko powierzchnia tworząca blachę węzłową.
Metoda 1
Po zakończeniu obliczeń można graficznie wyświetlić wyniki dla każdego przekroju.
Wartości te można teraz wstawiać do odpowiednich wzorów. W tym przykładzie przyporządkowanie wypadkowych do sił w spoinie jest następujące.
F1⊥, Ed = PX = 165,37 kN
F2⊥, Ed = PY = 0 kN
Fll, Ed = PZ = 285,95 kN
MEd = MY = 8,38 kNm
Wypadkowe przekrojów skorelowane są z osiami układu globalnego. Dlatego w przypadku spoin lub przekrojów o innej orientacji niż ta w niniejszym przykładzie, w celu uzyskania odpowiednich sił i momentów konieczne byłoby zastosowanie dodatkowej transformacji wyników. Alternatywnie można zastosować drugą metodę, zaprezentowaną poniżej.
Metoda 2
Ponownie można użyć już utworzonego przekroju. Odpowiedni wykres wyników zostaje wyświetlony w celu dalszej analizy.
Wyświetlane są tym samym podstawowe siły wewnętrzne w lokalnym układzie współrzędnych wybranej powłoki. Siła vx = 0, ponieważ nie występują obciążenia z płaszczyzny, nx oraz nxy. Interpretacja wykresów pozwala uzyskać wymagane siły. Dodatkowe obliczenia są wymagane tylko w celu wyznaczenia momentu zginającego działającego na spoinę. W tym celu wartości pośrednie podstawowej siły wewnętrznej nx są eksportowane do arkusza kalkulacyjnego Excel. Moment zinający obliczany jest jako suma sił w poszczególnych punktach pomnożonych przez odpowiednią odległość od środka rozpatrywanego przekroju.
Wyniki uzyskane z zastosowaniem obu metod są identyczne. Obliczenia kontrolne polegają na wyznaczeniu rozkładu siły 330 kN działającej pod kątem 30° do półki słupa i skutkują następującym wynikiem:
F⊥, Ed = 330 ⋅ sin 30 ° = 165 kN
Fll, Ed = 330 ⋅ cos 30 ° = 285 kN
MEd = 165 ⋅ 0,05 = 8,3 kNm
Wymiarowanie spoiny pachwinowej
Wynikową można teraz określić za pomocą sił i momentu.
N⊥, Ed = 165/34 + 8,38/(34²/6) = 9,20 kN/cm
V⊥, Ed = 0
VI, Ed = 286/34 = 8,41 kN/cm
Fw, Ed = √ 9,2² + 8,41² = 12,46 kN/cm
Na koniec, wynik porównywany jest z wartością obliczeniową nośności spoiny pachwinowej. Zakłada się, że grubość spoiny pachwinowej wynosi 3 mm.
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
Dlubal_KohlA_Rev1.png?mw=350&hash=f8d2ccd6ebb5a4c58d1c98f433e9f5171a41f581)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
