Wymagania normatywne
Nośność ścianki otworowej Fb,Rd jest określona w normie DIN EN 1993-1-8, rozdział 3.6.1, tabela 3.4. Odpowiednie równanie dla ogólnego przypadku brzmi:
Jeśli jednak mamy do czynienia z połączeniem jednorowkowym z tylko jednym rzędem śrub, to nośność ścianki otworowej Fb,Rd należy ograniczyć do:
Iloczyn współczynników k1 i αb jest zatem ograniczony w formule 2 do wartości 1,5. W ten sposób ujęte są w prosty sposób efekty wynikające z ekscentryczności jednorowkowego połączenia, gdy wzajemne podparcie się rzędu śrub nie jest możliwe z powodu braku kolejnego rzędu śrub. Wzajemne podparcie musi więc odbywać się z jednej strony w rzędzie śrub, z drugiej strony jako kontaktowa powierzchnia pomiędzy zaangażowanymi blachami. Prowadzi to do tego, że obok sił ścinających Fv,Ed powstają również siły rozciągające Ft,Ed w śrubach. Śruby podlegają więc kombinacji obciążeń w kierunku wzdłużnym i poprzecznym.
Uwzględnienie w dodatku Połączenia stalowe
W dodatku Połączenia stalowe trudno jest odróżnić połączenia jednorowkowe od wielorowkowych, ponieważ siły działające na model połączenia stalowego prawie nigdy nie działają w jednym kierunku. Z technicznego punktu widzenia nie są to więc połączenia jednorowkowe. Nawet w prawie idealnym przypadku, siły działają w obu kierunkach na śruby, głównie równolegle do kierunku elementu, ale także w niewielkim stopniu prostopadle do niego. Ponieważ w dodatku używany jest model FE połączenia z nieliniowymi właściwościami materiałowymi, to podejście uwzględnia lokalny rozkład obciążeń i możliwe skupienie naprężeń w pozycjach śrub. Model FE może lepiej przewidzieć rzeczywiste zachowanie połączenia, które może odbiegać od uproszczonego podejścia z współczynnikiem 1,5. W dodatku jest także sprawdzane, czy zaangażowane płyty same nie doznają znacznych odkształceń plastycznych (5%). Konserwatywny współczynnik 1,5 uwzględnia możliwe odkształcenia plastyczne, jeśli obciążenie mogłoby spowodować lokalne płynięcie. Poprzez upewnienie się, że nie występują znaczące odkształcenia plastyczne, zwiększamy niezawodność naszego podejścia. Przy analitycznej (ręcznej) weryfikacji tego typu połączenia ścinającego, siły rozciągające w śrubach, spowodowane przez dźwignię i ekscentryczne połączenie płyt, nie są uwzględniane bezpośrednio, ale za pomocą uproszczonej wartości 1,5. W weryfikacji nośności używamy kombinacji sił ścinających i rozciągających w śrubie, aby objąć to zachowanie. W metodzie FE zastosowanej przez dodatek do modelowania połączeń, wymagane są jak najbardziej ogólne sprawdzenia. Wyniki są jednak dokładniejsze i bardziej wiarygodne niż konserwatywne standardowe równania analityczne. Z tych powodów w szczegółach weryfikacji uwzględnione jest sprawdzenie według formuły 1 dla ogólnego przypadku. Sprawdzenie według równania (3.2) lub formuły 2 nie jest prowadzone.
Na poniższym obrazku pokazano dostępne sprawdzenie ze szczegółów weryfikacji w dodatku Połączenia stalowe:
Wniosek
Analityczne sprawdzenie według równania (3.2) normy jest zbędne. Obliczenia metodą elementów skończonych uwzględniają wszystkie efekty wynikające z ekscentryczności jednorowkowego połączenia z tylko jednym rzędem śrub.
Po kliknięciu na poniższy obrazek zostaną Państwo przekierowani do pobrania modelu przykładowego.
