O exemplo é descrito em [1]. O dimensionamento de acordo com o Parágrafo 6.2 da norma DIN EN 1993-1-8 aplica-se às secções I e H e neste caso não é aplicável. Portanto, é utilizado o método CIDECT descrito em [2] assim como um modelo do MEF.
Sistema estrutural
Secção: HE-A 180
Chapa de extremidade: tp = 35 mm
Material: Aço S355 de acordo com a norma DIN EN 1993-1-1, Tabela 3.1
Parafusos: M 30x85 - 10.9/10 - HV
O modelo de MEF é modelado através de elementos de superfície, elementos de barra para os parafusos e um sólido para representar o contacto das duas chapas de extremidade. Para o sólido de contacto são definidas não linearidades. Como modelo de material para as chapas de extremidade é selecionada a opção "Isotrópico plástico 2D/3D" (é necessário o módulo adicional RF-MAT NL). Este modelo de material tem um comportamento de material isotrópico na zona elástica. A zona plástica baseia-se na tensão de cedência de acordo com a hipótese de distorção segundo von Mises com uma tensão de cedência definida das tensões equivalentes de 35,5 kN/cm².
Esforços internos
A força de cálculo determinante no banzo inferior que resulta da determinação das forças internas é NEd = 1491,5 kN (tração). Se esta for convertida para o perímetro da secção tubular (linha central), a carga de linha é de 2211,60 kN/m.
Dimensionamento,
O dimensionamento deve incluir o dimensionamento parcial da verificação do estado limite último e o cálculo da carga de um parafuso (incluindo a força de contacto).
Resistência da chapa de extremidade
A determinação da capacidade de resistência da chapa de extremidade submetida a flexão é obtida no método CIDECT de acordo com a Equação 8.6:
Com a Equação 8.5
obtém-se:
Assim, chega-se a uma relação de:
A avaliação das tensões na chapa de extremidade no modelo MEF com o módulo adicional RF-STEEL Surfaces produz um resultado adequado.
Resistência de um parafuso
Para a verificação dos parafusos, a determinação da resistência e das forças de contacto são de importância crucial. No método CIDECT a resistência é calculada de acordo com a Equação 8.7:
Com a Equação 8.9
obtém-se:
Assim, chega-se a uma relação de:
A avaliação da força interna N no modelo MEF resulta numa força máxima do parafuso de 343 kN nos parafusos centrais e é portanto ligeiramente superior ao resultado analítico.
Em [2], a validade do critério de dimensionamento está relacionada com o facto de que os eixos dos parafusos externos na ligação de chapa superior não estão localizados fora dos cantos da secção oca. No entanto, a Figura 8.5 em [2] não mostra o eixo do parafuso, mas sim o orifício do parafuso dentro das dimensões da secção oca.
Um aumento da distância da borda para e = 55 mm resulta numa redistribuição das forças do parafuso para os parafusos exteriores e numa distribuição homogénea em termos do processo.
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