Com o modelo aqui fornecido, é possível dimensionar ligações com uma carga realista de forma rápida. De forma a permitir a verificação do modelo de acordo com a diretiva DSTV para ligações típicas {%>
Sistema
- Ligação tipificada: 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 através de elementos de superfície para a viga. A modelação da chapa de extremidade é realizada através de superfícies que são depois ligadas entre si para criar um sólido de contacto entre elas. Define as propriedades de contacto exatas entre as duas superfícies. Neste caso específico, existe uma rotura no caso de uma tensão de tração vertical. Como material para as duas superfícies da chapa de extremidade, também é selecionado o aço S235, mas com um comportamento de material plástico. As aberturas são modeladas nas superfícies para representar os furos.
Os parafusos da ligação são definidos como tirantes e são apresentados de forma simplificada sem uma porca. As barras de tração têm apenas uma rigidez longitudinal E ⋅ A e só podem absorver forças de tração. Nas extremidades estão colocadas articulações de momento. Os parafusos estão unidos de forma simplificada através de várias barras rígidas com articulações de extremidade de barra na respetiva chapa de extremidade. Ao introduzir o tamanho do parafuso desejado, todos os parâmetros relevantes para o cálculo dos parafusos (classe de resistência 10.9) são transferidos. Assim, é possível implicar o comprimento correto da deformação como uma fórmula no modelo de forma a obter as forças dos parafusos 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, podemos ajustar a secção no navegador Dados. O modelo está parametrizado para as vigas HEA, HEB e HEM normalizadas de acordo com a norma DIN EN 1025. Depois, pode visualizar os parâmetros e introduzir as dimensões e espessura da chapa de extremidade. Introduza o tamanho do parafuso (M12, M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36) e os espaçamentos dos parafusos pretendidos. Ao mesmo tempo, todos os parâmetros de parafuso importantes para os cálculos são ajustados. Finalmente, é possível ajustar as cargas.
Dimensionamento
Para determinar a capacidade de carga da ligação, é aplicada uma carga inicial My de 50 kNme calculada com o método de incremento de carga. Depois, pode avaliar as forças dos parafusos e as deformações plásticas. Para isso, tem de 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
Quando compara a resistência à tração com as forças dos parafusos da modelação do EF, pode observar que a rotura dos parafusos ocorre se a carga for aumentada mais do que 2,1 vezes. As forças dos parafusos são de 175,4 kN com um momento atuante de 105 kNm.
Assim, a capacidade de carga da ligação de 105 kNm resulta de 2,1 ⋅ 50 kNm.
A avaliação das deformações plásticas mostra valores máximos de aproximadamente um por cento, o que não excede a deformação limite permitida de cinco por cento de acordo com o EC3. Além disso, pode ver quando o material começa a ceder quando apresenta os graus de não linearidade.
A diretiva DSTV {%>
Este desvio reflete, entre outras coisas, a falta de modelação das soldaduras, o que resulta numa rigidez inferior da fila de parafusos exterior. Como resultado, os parafusos internos são sujeitos a mais carga e, portanto, têm tendência para falhar.
Mais abaixo, também pode fazer o download de um modelo que representa uma ligação com uma chapa de extremidade extensível.
