Com o modelo aqui fornecido, é possível dimensionar ligações com uma carga realista de forma rápida. Para verificar o modelo com a diretriz DSTV de ligações tipificadas [1] , foi selecionado o seguinte sistema.
Sistema
Ligação típica: IH 2.1 A 26 20
Secção: HEA 260
Material: Aço S235
Parafusos: M20 da classe de resistência 10.9
O modelo de EF é criado por meio de elementos de superfície para a viga. A modelação da placa de extremidade é realizada por superfícies, as quais são ligadas entre si de forma a criar um sólido de contacto entre si. Define as propriedades exatas do contacto entre as duas superfícies. Neste caso específico, ocorre uma falha no caso de uma tensão de tração vertical. O aço S235 também é selecionado como material para as duas superfícies da placa de extremidade, mas com comportamento de material plástico. As aberturas são modeladas nas superfícies para representar os furos. Os parafusos da ligação são definidos como barras de tração e são apresentados de forma simplificada sem porca. Uma barra de tração tem apenas uma rigidez longitudinal E ⋅ A e só pode absorver forças de tração. Nas extremidades estão colocadas articulações de momento. Os parafusos estão ligados de forma simplificada por várias barras rígidas com articulações de extremidade de barra na respetiva chapa de extremidade. Ao introduzir o tamanho de parafuso pretendido, todos os parâmetros relevantes para o cálculo dos parafusos (classe de resistência 10.9) são transferidos. Assim, é possível implicar o comprimento de deformação correto como uma fórmula no modelo, a fim de obter as forças de parafuso mais precisas.
| tp | Espessura da placa de extremidade [mm] |
| D | Espessura da anilha [mm] |
| k | Altura da cabeça do parafuso [mm] |
| m | Altura da porca [mm] |
Memorizado
Após abrir o modelo, pode ajustar a secção no Navegador de dados. O modelo é parametrizado para as vigas HEA, HEB e HEM normalizadas de acordo com a DIN EN 1025. Em seguida, é possível exibir os parâmetros e introduzir as dimensões e a espessura da chapa de extremidade. Introduza o tamanho dos parafusos (M12, M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36) e os espaçamentos de parafusos pretendidos. Ao mesmo tempo, são ajustados todos os parâmetros dos parafusos importantes para os cálculos. Por fim, é possível ajustar as cargas.
Análise estrutural
Para determinar a capacidade de carga da ligação, uma carga inicial My de 50 kNm é aplicada e calculado com o método de incremento da carga. Depois, pode avaliar as forças dos parafusos e as deformações plásticas. Para isso, é necessário determinar a resistência à tração máxima da seguinte forma.
| k2 | Fator para resistência à tração [-] |
| fub | Resistência à tração do material do parafuso [N/mm²] |
| As | Secção de tensão [mm²] |
| γM2 | Coeficiente de segurança parcial do parafuso [-] |
Avaliação e comparação
Ao comparar a resistência à tração com as forças dos parafusos da modelação de EF, pode observar que a rotura dos parafusos ocorre se a carga for aumentada mais de 2,1 vezes. Die Schraubenkräfte betragen 175,43 kN bei einem angreifenden Moment von 105 kNm.
Assim, a capacidade de carga da ligação de 105 kNm resulta de 2,1 ⋅ 50 kNm.
Ao avaliar as deformações plásticas, são apresentados valores máximos de aproximadamente um por cento, os quais não excedem a deformação limite permitida de cinco porcento de acordo com EC3. Além disso, pode ver quando o material começa a ceder quando apresenta os graus de não linearidade.
A diretriz DSTV [1] dá uma capacidade de carga de 112,9 kNm, que difere apenas ligeiramente do modelo de EF criado.
Este desvio reflete, entre outras coisas, a falta de modelação das soldaduras, o que resulta numa menor rigidez da fila de parafusos exterior. Como resultado, os parafusos internos estão sujeitos a mais cargas e tendem a falhar.
Anbei befindet sich zusätzlich noch ein Modell für eine Verbindung mit einer überstehenden Stirnplatte.
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