Тема:
Расчет K-образного соединения пустотелых профилей CHS по норме EN 1993-1-8
Примечание:
В сварных решетчатых конструкциях широко применяются профили замкнутого круглого сечения. Архитектура таких конструкций очень популярна в сооружениях с прозрачным кровельным покрытием. В нашей статье речь пойдет об особенностях расчета соединений пустотелых профилей.
Описание:
Общие данные
Удлиненные решетчатые конструкции из замкнутых профилей широко применяются в архитектуре. Благодаря компьютерному выполнению заготовок и геометрии соединений можно создавать даже сложные пространственные узлы. В нашей технической статье будет описываться расчет K-образного узла, причем особое внимание будет уделено особенностям ввода и расчету.
Информация о модели
Материал: S355
Сечение пояса: RO 108x6,3 | DIN 2448, DIN 2458
Сечение раскосов: RO 60,3x4 | DIN 2448, DIN 2458
Размеры: см. рисунок
Присвоение типа соединения конкретному узлу
Для узлов пустотелых профилей тип соединения определяется не только геометрией, но и направлением нормальных сил в раскосах. В нашем примере в расчетном узеле № 28 в стержне № 35 (раскос 1) действует растягивающая сила, а в стержне № 36 (раскос 2) сжимающая сила. При таком распределении внутренних сил тип соединения представляет собой K-образный узел. Если бы в обоих раскосах действовало сжатие или растяжение, то типом соединения был бы Y-образный узел.
Проверка соблюдения предельных значений
Решающим фактором при расчете является соблюдение предельных значений, где очень важным моментом является соотношение диаметра раскоса и пояса. Если оно не находится в диапазоне 0,2 ≤ di/do ≤ 1,0, тогда расчет нельзя выполнить. Отношение диаметров d-i / d-o также обозначается как β. В норме EN 1993-1-8 [1] в таблице 7.1 затем указаны все действующие пределы для раскосов, стержней пояса, а также ограничения перекрытия раскосов. В случае, если между раскосами предусмотрен промежуток, тогда должен соблюдаться также минимальный размер g ≥ t1 + t2, где t - это соответствующая толщина стенки раскосов. Кроме того, элементам, подверженных сжатию, нужно всегда присваивать класс сечения 1 или 2. Соответствующая проверка потом выполняется по норме EN 1993-1-1 [2], раздел 5.5.
Расчет
В нашем примере соединение соответствует действующим предельным значениям по таблице 7.1., потому по норме EN 1993-1-8 п. 7.4.1 (2) достаточно рассчитать стержень пояса лишь на выход полки из работы и на продавливание.
Выход полки из работы под действием нормальной силы по норме EN 1993-1-8, таблица 7.2, строка 3.2:
Определение соотношения диаметр-стенка γ
γ = 8,57
Определение коэффициента k-g
k-g = 1,72
Определение коэффициента напряжения в поясе k-p
f-p - это напряжение в поясе под действием начальной нормальной силы N-p и дополнительного момента от эксцентриситета. И поскольку в поясе действует как сжатие, так и растяжение, предполагается, что N-p = 0. Более того, эксцентриситет соединения настолько мал, что нет необходимости учитывать дополнительный момент от внецентренного присоединения раскосов. Таким образом будет вспомогательный коэффициент f-p тоже равен нулю. Однако правила обозначения знаков у сил растяжения и сжатия в программах RFEM и RSTAB отличаются от правил, указанных в норме EN 1993-1-8. Именно потому была формула k-p немного изменена.
k-p = 1,0
Определение допустимой предельной внутренней силы N-Rd
N-1,Rd = N-2,Rd = 257,36 кН
N-1,Ed / N-1,Rd = 197,56 / 257,36 = 0,77
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
