Данный пример описан в [1]. Расчет по разделу 6.2 нормы DIN EN 1993‑1‑8 применим к двутавровым и двутавровым профилям и в данном случае не применим. Поэтому применяют метод CIDECT, описанный в [2] , и модель МКЭ.
Конструктивная система
Сечение: HE-A 180
Лобовая плита: tp = 35 мм
Материал: Сталь S355 по норме DIN EN 1993-1-1, Таблица 3.1
Болты: M 30x85 - 10.9/10 - HV
Модель МКЭ моделируется с помощью элементов поверхности, элементов стержня для болтов и тела, представляющего контакт двух торцевых пластин. Нелинейности определяются только для контактного тела. В качестве модели материала для торцевых пластин выбрана «Изотропная пластическая 2D/3D» (требуется дополнительный модуль RF-MAT NL). Данная модель материала показывает изотропную работу материала в упругой зоне. Пластическая зона рассчитывается на основе текучести в соответствии с гипотезами деформирования по фон Мизесу с заданным пределом текучести эквивалентного напряжения 35,5 кН/см².
Внутренние силы
Определяющая расчетная сила в нижнем поясе фермы, полученная в результате определения внутренних сил, равна NEd = 1.491.5 кН (растяжение). Если пересчитать ее на периметр пустотелого профиля (осевая линия), то линейная нагрузка составит 2 211,60 кН/м.
Расчёт
Расчет должен включать в себя частичный расчет предельной несущей способности лобовой плиты и расчет нагрузки на один болт (включая контактную силу).
Предельное состояние лобовой плиты
Несущая способность лобовой плиты при изгибе определяется по правилам метода CIDECT согласно Уравнению 8.6:
С помощью Уравнения 8.5
затем получается следующее:
Что вследствие приводит к соотношению:
Оценка напряжений в лобовой плите на модели МКЭ с помощью дополнительного модуля RF-STEEL Surfaces дает удовлетворительный результат.
Прочность болта
Для расчета болтов необходимо определить их прочность, включительно контактных сил. Расчет выполняется по уравнению 8.7 с помощью метода CIDECT следующим образом:
С помощью Уравнения 8.9
затем получается следующее:
Что вследствие приводит к соотношению:
Оценка внутренней силы N стержня в модели МКЭ приводит к максимальной силе в центральных болтах 343 кН и, следовательно, немного выше, чем аналитический результат.
В [2] обоснованность расчетного критерия связана с тем, что внешние оси болта в соединении верхней плиты не находятся вне углов пустотелого профиля. На рисунке 8.5 в [2] показана не ось болта, а отверстие для болта, лежащее в пределах размеров пустотелого профиля.
Увеличение расстояния от болтов до края на e = 55 мм приводит к перераспределению сил болта в направлении к внешним болтам и к их однородному распределению в соответствии с условиями процесса.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
