Boulení styčníkových plechů

Nejlepším přístupem pro stanovení únosnosti při boulení subsystému sestávajícího z přípoje-prvku-přípoje je použití GMNIA (geometricky a materiálově nelineární analýza s imperfekcemi) v aplikaci IDEA StatiCa Member. 

IDEA StatiCa Connection postrádá kontext okolní konstrukce. Geometrická nelinearita je navíc použita pouze pro přípoje dutých průřezů a imperfekce nelze nastavit. Lineární analýza boulení poskytuje součinitel – násobitel zadaných zatížení pro dosažení bodu bifurkace dokonalé, pružné konstrukce. Skutečná konstrukce obvykle vyboulí při menším zatížení a není jasné, jaký limitní součinitel by měl být použit pro lineární analýzu boulení styčníkových plechů, tj. součinitel, nad nímž boulení již není problémem. 

Eurocode EN 1993-1-1 poskytuje obecné doporučení:

$$\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ for plastic analysis}$$

AISC 360-22 v kapitole J4.4 stanovuje podobnou mez:

$$L_c/r \le 25$$

Což lze převést na mez $\alpha_{cr}$, která závisí na mezi kluzu, přičemž nejbezpečnější mez je 12,7 pro ocelovou třídu A36.

Takové meze jsou velmi vysoké. Součinitele pod těmito mezemi by měly vyvolat varování a měl by být ověřen mezní stav boulení. Nicméně $\alpha_{cr}$ lze jen stěží převést na únosnost při boulení.

Rovněž je třeba poznamenat, že šroubované přípoje styčníkových plechů poskytují přiměřené součinitele boulení, zatímco přípoje s čepy poskytují extrémně nízké součinitele boulení. Je to způsobeno analytickým modelem čepu, který se skládá z mnoha speciálních prvků (prvky tuhého tělesa, prutové prvky, kontaktní prvky...) a poskytuje dobré výsledky z hlediska únosnosti čepu ve smyku, ohybu a otlačení. Proto je níže popsán jednoduchý postup. 

Posouzení únosnosti při boulení

Toto zjednodušené posouzení únosnosti při boulení by mělo být provedeno, pokud součinitel boulení klesne pod výše uvedenou mez $\alpha_{cr}$.

• Typ modelu prvku připojeného styčníkovým plechem by měl být nastaven na N-Vy-Vz.
• Síly by měly být nastaveny na Šrouby.

• Přidejte fiktivní posouvající sílu působící ve středu šroubů nebo čepu, která ohýbá styčníkový plech s velikostí 1/10 tlakové síly: $V_z=N/10$.

• Proveďte materiálově nelineární analýzu. 

Fiktivní síla zohledňuje veškeré excentricity způsobené imperfekcemi a geometrickou nelinearitou. Validace na základě experimentů je uvedena v odkazovaném článku.