Connection designSteelTheoretical backgroundGB (China)CBFEM

Acél kapcsolat elemeinek ellenőrzése (GB)

Ez a cikk a következő nyelveken is elérhető

AI által angolból fordítva

A CBFEM módszer ötvözi az általános végeselem-módszer (FEM) és a szabványos Komponens Módszer (CM) előnyeit. A pontos CBFEM modellen számított feszültségek és belső erők az összes komponens ellenőrzéséhez kerülnek felhasználásra - a csavarok, előfeszített csavarok és hegesztések ellenőrzése a GB 50017 - 2017 szerint történik. A lemezek végeselem-analízissel kerülnek ellenőrzésre. A lehorgonyzás ellenőrzése a jelenlegi verzióban még nem került megvalósításra.

Acéllemezek szabványellenőrzése a kínai szabvány szerint

Az eredő egyenértékű feszültség (HMH, von Mises) és a plasztikus alakváltozás lemezeken kerül kiszámításra. Amikor a kétlineáris anyagdiagramon elérik a tervezési folyáshatárt, f (GB 50017, 4.4.1-4.4.3. táblázat), elvégzik az egyenértékű plasztikus alakváltozás ellenőrzését. Az 5 %-os határértéket az Eurocode (EN 1993-1-5 App. C, Par. C8, Note 1) javasolja. Ez az érték módosítható a Kódbeállításokban, de az ellenőrző vizsgálatokat erre az ajánlott értékre végezték.

A lemezelemek öt rétegre vannak osztva, és mindegyikükben megvizsgálják a rugalmas/plasztikus viselkedést. A program a legrosszabb eredményt mutatja.

A feszültség kissé magasabb lehet a tervezési folyáshatárnál. Ennek oka a feszültség-alakváltozás diagram plasztikus ágának enyhe meredeksége, amelyet az elemzésben a számítás stabilitásának javítása érdekében alkalmaznak.

Csavarok és előfeszített csavarok szabványellenőrzése a kínai szabvány szerint

Csavarok

A csavarok ellenőrzése a GB 50017, 11.4. cikk szerint történik. Az egyes csavarokra ható húzó- és nyíróerőt végeselem-analízissel határozzák meg. A feszítő erőket végeselem-analízissel határozzák meg és figyelembe veszik. Minden nyírási síkot külön-külön ellenőriznek. A palástnyomásban lévő lemezt a közeli síkokban lévő nyíróerők összegével szemben ellenőrzik.

Csavar méretezési húzó- és nyírószilárdsága; f ub [MPa] - csavar szakítószilárdsága; a 4.4.6. táblázatból

$f_{ub}$ [MPa]	$f_t^b$	$f_v^b$
$f_{ub} \le 400$	$0.425 \cdot f_{ub}$	$0.35 \cdot f_{ub}$
$400<f_{ub}<830$	$0.42 \cdot f_{ub}$	$0.38 \cdot f_{ub}$
$830 \le f_{ub}$	$40/83 \cdot f_{ub}$	$32/83 \cdot f_{ub}$

Húzott csavar

A húzóerőnek kitett csavart a 11.4.1.2. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b

ahol:

$N t - csavarban ébredő húzóerő$
$N t b - méretezési húzási teherbírás$
$A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$
$d e - csavar effektív átmérője a menetes szakaszon$
$f t b - csavar méretezési húzószilárdsága$

Nyírt csavarok

A nyíróerőnek kitett csavart a 11.4.1.1. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

N_v \le N_v^b = A_g \cdot f_v^b

ahol:

$N v - csavarban ébredő nyíróerő a vizsgált síkban$
$A_g = \frac{\pi d^2}{4}$
$d - csavar névleges átmérője$
$f v b - csavar méretezési nyírószilárdsága$

Minden nyírási síkot külön-külön ellenőriznek, azaz a nyírási síkok száma n v = 1.

Kombinált húzásnak és nyírásnak kitett csavarok

Az egyidejűleg nyíró- és húzóerőnek kitett csavart a 11.4.1.3. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

\sqrt{\left ( \frac{N_v}{N_v^b} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_t}{N_t^b} \right ) ^2} \le 1.0

ahol:

$N v - csavarban ébredő nyíróerő a vizsgált síkban$
$N t - csavarban ébredő húzóerő$
$N v b - csavar méretezési nyírási teherbírása$
$N t b - csavar méretezési húzási teherbírása$

Palástnyomásnak kitett csavarok

A nyírt csavar által palástnyomásnak kitett lemezt a 11.4.1.1. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

N_v \le N_c^b = d\cdot t \cdot f_c^b

ahol:

$N v - lemezre ható nyíróerő; a közeli síkokban lévő nyíróerők vektoriális összege$
$d - csavar névleges átmérője$
$t - lemez vastagsága$
$f c b - lemez méretezési palástnyomási szilárdsága$

Lemez méretezési palástnyomási szilárdsága; f u - lemez szakítószilárdsága; a 4.4.6. táblázatból

Előfeszített csavarok

A súrlódási típusú kapcsolatban lévő nagy szilárdságú csavart a 11.4.2. cikk szerint kell méretezni.

Előfeszített csavarok húzásban

Az előfeszített csavar húzási teherbírása a következőképpen határozható meg:

N_t \le N_t^b = 0.8 \cdot P

ahol:

$N t - csavarban ébredő húzóerő$
$N t b - méretezési húzási teherbírás$
$P - nagy szilárdságú csavar előfeszítőereje - 11.4.2-2. táblázat$

11.4.2-2. táblázat - nagy szilárdságú csavar előfeszítő ereje P [kN]

Csavar minőség	M16	M20	M22	M24	M27	M30
8.8	80	125	150	175	230	280
10.9	100	155	190	225	290	355

A 11.4.2-2. táblázatban nem szereplő, húzóerőnek kitett előfeszített csavart a 11.4.1.2. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b

ahol:

$N t - csavarban ébredő húzóerő$
$N t b - méretezési húzási teherbírás$
$A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$
$d e - csavar effektív átmérője a menetes szakaszon$
$f t b - csavar méretezési húzószilárdsága$

Előfeszített csavarok nyírásban

Az előfeszített csavar méretezési nyírási teherbírása a 11.4.2.1. cikk szerint határozható meg:

N_v \le N_v^b = 0.9 k \mu P

ahol:

$N v - nyíróerő a vizsgált síkban$
$N v b - csavar méretezési nyírási teherbírása$
$k - csavarlyukakra vonatkozó tényező; k = 1 normál lyukakhoz, k = 0,85 túlméretezett lyukakhoz, k = 0,6 hornyolt lyukakhoz$
$μ - súrlódási felületen érvényes csúszási együttható a 11.4.2-1. táblázatból; a Szabványbeállításokban szerkeszthető$
$P = N t b / 0,8 - nagy szilárdságú csavar előfeszítő ereje a 11.4.2-2. táblázatban nem szereplő csavarok esetén$

Minden nyírási síkot külön-külön ellenőriznek, azaz a nyírási síkok száma n f = 1.

Kombinált húzásnak és nyírásnak kitett előfeszített csavarok

Az egyidejűleg nyíró- és húzóerőnek kitett csavart a 11.4.2.3. cikk szerint kell méretezni, és teljesítenie kell:

\frac{N_v}{N_v^b} + \frac{N_t}{N_t^b} \le 1.0

ahol:

$N v - nyíróerő a vizsgált síkban$
$N t - csavarban ébredő húzóerő$
$N v b - csavar méretezési nyírási teherbírása$
$N t b - csavar méretezési húzási teherbírása$

Hegesztések szabványellenőrzése kínai szabvány szerint

A sarokvarratokat a GB 50017 - 11. fejezet szerint ellenőrzik. A tompahegesztések szilárdsága megegyezik az alapanyagéval, és nem kerül ellenőrzésre.

Tompahegesztések

Teljes behatolású tompahegesztések feltételezettek, és ellenállásuk az alapanyagéval egyenlőnek tekintendő - 11.2.1. cikk.

Sarokvarratok

A sarokvarratok méretezési ellenállása a 11.2.2.2. cikk szerint kerül ellenőrzésre:

\sigma_w = \sqrt{ \left ( \frac{\sigma_f}{\beta_f} \right ) ^2 + \tau_f^2} \le f_f^w

ahol:

$σ f - feszültség a varrathossszal merőleges varrat hatékony területén$
$β f - nagyítási tényező a sarokvarratok szilárdsági méretezési értékéhez; β f = 1,22 statikus terhelés és az olvadási felületek közötti α = 90° szög esetén; egyébként β f = 1,0$
$τ f - nyírófeszültség a varrathosszal párhuzamos varrat hatékony területén$
$f f w - sarokvarratok méretezési szilárdsága$

A sarokvarratok méretezési szilárdsága f f w hegesztő elektródákhoz; a 4.4.5. táblázatból levezetve

Elektróda	$f_f^w$ [MPa]
E43	160
E50	200
E55	220
E60	240

Az alapértelmezett elektródák: E43 a leggyengébb csatlakoztatott lemezhez, amelyre f u < 470 MPa, E50 a 470 MPa \leq f u < 520 MPa esetén, és E55 a 520 MPa \leq f u esetén.

A varratdiagramok a következő képlet szerinti feszültséget mutatják:

\sigma = \sqrt{ \frac{1}{\beta_f^2}(\sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2) + \tau_{\parallel}^2 }

Csavarok és hegesztések részletezése a kínai szabvány szerint

Csavarok

A csavarok minimálisan megengedett távolságát a 11.5.2. táblázat szerint ellenőrizzük.

Csavarok minimálisan megengedett távolsága; d 0 - csavarlyuk átmérője

	Minimálisan megengedett távolság
Csavartávolság	$3 \cdot d_0$
Végső távolság a terheléssel párhuzamosan	$2 \cdot d_0$
Szélső távolság a terhelésre merőlegesen (csapágyas csavar típus)	$1.2 \cdot d_0$
Szélső távolság a terhelésre merőlegesen (előfeszített csavar típus)	$1.5 \cdot d_0$

Hegesztések

h_f = \sqrt{2} \cdot h_e

Minimális varratméret h f

Lemezvastagság [mm]	Minimális varratméret [mm]
$t \le 6$	3
$6 < t \le 12$	5
$12 < t \le 20$	6
$20<t$	8

Betonblokk szabványellenőrzése kínai szabvány szerint

A talplemez alatti beton Winkler-féle altalajjal van szimulálva egyenletes merevséggel, amely a kontaktfeszültségeket biztosítja. A nyomási ellenőrzéshez a teherhordó területen lévő átlagos feszültséget használják.

Beton nyomás alatt

A felhasználó választhat a vasalt betonalap helyi teherbírás-ellenőrzése (GB 50010, 6.6.1-1 egyenlet) és a vasalatlan betonalap (GB 50010, D.5.1-1 egyenlet) között.

Vasalt betonalap

F_l \le F_c = 1.35 \beta_c \beta_l f_c A_{ln}

Vasalatlan betonalap

F_l \le F_c = \omega \beta_l f_{cc} A_l

ahol:

$F l - nyomóerő$
$F c - nyomási ellenállás$
$β c - beton szilárdságát befolyásoló együttható; β c = 1 C50-ig terjedő betonosztályhoz, β c = 0,8 C80 betonosztályhoz; C50 és C80 közötti betonosztályhoz lineáris interpolációt kell alkalmazni$
$\beta_l = \sqrt{\frac{A_b}{A_l}}$
$A b - beton alátámasztási felület, amely koncentrikus az A l -lel$
$A l - a betonfelülettel érintkező talplemez területe$
$A ln - az A l terület a talplemezben lévő horgonyfuratok levonásával$
$f c - beton méretezési nyomószilárdsága; GB50010, 4.1.4-1 táblázat$
$f cc = 0,85 f c - vasalatlan beton méretezési nyomószilárdsága; GB50010, 4.1.4-1 táblázat$
$ω - nyomóterhelés-elosztási tényező; ω = 0,75 egyenetlen terheléselosztás esetén, ω = 1,0 egyenletes terheléselosztás esetén$

Nyírás átadása

A talplemezen ható nyíróerő átadása az oszlopból a betonalapba a következők útján történik:

$Súrlódás a talplemez és a beton / habarcs között$
$Nyírófog$
$Horgonycsavarok$

Horgonyok

A horgonyokban ébredőhúzóerők tartalmazzák a feszítő erőket, és végeselem-módszerrel kerülnek meghatározásra.

A horgonyokat a szoftver nem ellenőrzi.

Kapcsolat osztályozása a kínai szabvány szerint

A kapcsolatok merevsége szerint az alábbiak szerint osztályozhatók:

$Merev - olyan kapcsolatok, amelyeknél az elemek közötti eredeti szögek elhanyagolható mértékben változnak,$
$Félmerev - olyan kapcsolatok, amelyek feltételezhetően megbízható és ismert mértékű hajlítási kényszert biztosítanak,$
$Csuklós - olyan kapcsolatok, amelyek nem fejlesztenek hajlítási nyomatékot.$

A GB 50017 szabványban nincs egyértelmű határvonal a kapcsolatosztályok között, ezért a kapcsolatok az EN 1993-1-8 - 5.2.2. pont szerint kerülnek osztályozásra.

$\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \ge k_b$
$0.5 < \frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} < k_b$
$\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \le 0.5$

ahol:

$S j,ini - a kapcsolat kezdeti merevsége; a kapcsolat merevsége lineárisnak tekinthető az M j,Rd 2/3-áig$
$L b - a vizsgált szerkezeti elem elméleti hossza; az elemtulajdonságokban adható meg$
$E - Young-féle rugalmassági modulus$
$I b - a vizsgált szerkezeti elem tehetetlenségi nyomatéka$
$k b = 8 olyan kereteknél, ahol a merevítő rendszer legalább 80%-kal csökkenti a vízszintes elmozdulást; k b = 25 egyéb kereteknél, feltéve, hogy minden szinten K b / K c \geq 0,1. A k b = 25 értéket kell alkalmazni, kivéve ha a felhasználó a Szabványbeállításokban „merevített rendszer"-t állít be.$
$M j,Rd - a kapcsolat méretezési nyomatéki teherbírása$
$K b = I b / L b$
$K c = I c / L c$

Kapacitástervezés a kínai szabvány szerint

A kapacitástervezés a szeizmikus ellenőrzés része, és biztosítja, hogy a csomópont elegendő alakváltozási kapacitással rendelkezzen.

A kapcsolatoknak képesnek kell lenniük biztonságosan átvinni azt az erőt, amely szükséges a képlékeny csukló kialakulásához egy disszipációs elemben. A disszipációs elemet a felhasználó választja ki, a GB 50017-2017, 17.2.9. táblázatból vett η j kapcsolati együtthatóval együtt. A η j kapcsolati együttható az γ ov túlszilárdság-tényező és a γ sh alakkeményedési tényező között oszlik meg; η j = γ ov γ sh . Az alakkeményedési tényezőt γ sh a felhasználó határozza meg, és ajánlott értéke γ sh = 1,1 hajlítási keretek gerendájára, valamint γ sh = 1,0 egyéb disszipációs elemekre. Ajánlott a biztonságosabb η j értéket választani; pl. η j = 1,35 a Q345 acélminőségű disszipációs gerenda esetén hajlítási keretben, mind a hegesztések, mind a csavarok ellenőrzéséhez.

A η j kapcsolati együttható a 17.2.9. táblázat szerint

A disszipációs elem anyagdiagramja

IDEA StatiCa Connection – Acél kapcsolatok szerkezeti méretezése

Acél
Connection
EN (Eurocode)
AISC (USA)
AS (Australia)
CSA (Canada)
IS (India)
GB (China)
HKG (Hong Kong)
SP 16 (Russia)
CBFEM

Theoretical background

IDEA StatiCa Connection – Acél kapcsolatok szerkezeti méretezése

Tovább olvasom

Alapozás szerkezeti tervezése átlós vasalással (EN)

Acél
EN (Eurocode)
Connection
Anchoring
Concrete block
Steel-to-concrete

Tutorials

Alapozás szerkezeti tervezése átlós vasalással (EN)

Tovább olvasom

A csomópontok tervezése a Connection Library (EN) használatával

Acél
EN (Eurocode)
Connection
Anchoring
Concrete block
Steel-to-concrete

Tutorials

A csomópontok tervezése a Connection Library (EN) használatával

Tovább olvasom

Connection designSteelTheoretical backgroundGB (China)CBFEM

Acél kapcsolat elemeinek ellenőrzése (GB)

Ez a cikk a következő nyelveken is elérhető

AI által angolból fordítva

A CBFEM módszer ötvözi az általános végeselem-módszer (FEM) és a szabványos Komponens Módszer (CM) előnyeit. A pontos CBFEM modellen számított feszültségek és belső erők az összes komponens ellenőrzéséhez kerülnek felhasználásra - a csavarok, előfeszített csavarok és hegesztések ellenőrzése a GB 50017 - 2017 szerint történik. A lemezek végeselem-analízissel kerülnek ellenőrzésre. A lehorgonyzás ellenőrzése a jelenlegi verzióban még nem került megvalósításra.

Acéllemezek szabványellenőrzése a kínai szabvány szerint

Az eredő egyenértékű feszültség (HMH, von Mises) és a plasztikus alakváltozás lemezeken kerül kiszámításra. Amikor a kétlineáris anyagdiagramon elérik a tervezési folyáshatárt, f (GB 50017, 4.4.1-4.4.3. táblázat), elvégzik az egyenértékű plasztikus alakváltozás ellenőrzését. Az 5 %-os határértéket az Eurocode (EN 1993-1-5 App. C, Par. C8, Note 1) javasolja. Ez az érték módosítható a Kódbeállításokban, de az ellenőrző vizsgálatokat erre az ajánlott értékre végezték.

A lemezelemek öt rétegre vannak osztva, és mindegyikükben megvizsgálják a rugalmas/plasztikus viselkedést. A program a legrosszabb eredményt mutatja.

A feszültség kissé magasabb lehet a tervezési folyáshatárnál. Ennek oka a feszültség-alakváltozás diagram plasztikus ágának enyhe meredeksége, amelyet az elemzésben a számítás stabilitásának javítása érdekében alkalmaznak.

Csavarok és előfeszített csavarok szabványellenőrzése a kínai szabvány szerint