SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Rechthoekige kokerprofielen

Dit artikel is ook beschikbaar in

Dit is een geselecteerd hoofdstuk uit het boek Component-based finite element design of steel connections van prof. Wald et al. Het hoofdstuk is gericht op de verificatie van verbindingen van rechthoekige kokerprofielen.

Beschrijving

In dit hoofdstuk worden uniplanaire gelaste rechthoekige, vierkante, kokerprofielen T-, X- en K-verbindingen met tussenruimte, voorspeld door CBFEM, geverifieerd. Vierkante kokerprofielen (SHS) diagonaalstaven worden direct gelast op een RHS gordingstaf zonder gebruik van verstijvingsplaten. De verbindingen worden belast door een normaalkracht. In CBFEM wordt de rekenwaarde van de weerstand begrensd door 5 % rek of een kracht overeenkomend met 0,03 b 0 verbindingsvervorming en in FMM in het algemeen door plaatvervorming uit het vlak 0,03 b 0 waarbij b 0 de hoogte van de RHS gordingstaf is; zie Lu et al. (1994).

Bezwijkvormmethode

Bij de axiaal belaste T-, Y-, X- of K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen kunnen vijf bezwijkvormen optreden. Dit zijn vlakbezwijken van de gordingstaf, plastificering van de gordingstaf, zijwandbezwijken van de gordingstaf, lijfbezwijken van de gordingstaf, afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, doorstempelbezwijken en bezwijken van de diagonaalstaaf. In deze studie worden vlakbezwijken van de gordingstaf, bezwijken van de diagonaalstaaf en doorstempelbezwijken onderzocht voor T-, Y- en X-verbindingen, en vlakbezwijken van de gordingstaf, afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, bezwijken van de diagonaalstaaf en doorstempelbezwijken voor K-verbinding met tussenruimte; zie Fig. 7.2.1. De lassen ontworpen volgens EN 1993-1-8:2005 zijn niet de zwakste componenten in de verbinding.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Onderzochte bezwijkvormen: a) Vlakbezwijken van de gordingstaf, b) Afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, c) Bezwijken van de diagonaalstaaf, en d) Doorstempelbezwijken}}}

Vlakbezwijken van de gordingstaf

De rekenwaarde van de weerstand van een RHS gordingstafvlak wordt bepaald door het FMM-model in sectie 9.5 van EN 1993‑1-8:2020. De methode is ook opgenomen in ISO/FDIS 14346 en wordt in detail beschreven in Wardenier et al. (2010). De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} \left ( \frac{2 \eta}{(1-\beta) \sin{\theta_i}} + \frac{4}{\sqrt{1-\beta}} \right ) Q_f / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = 8.9 C_f \beta \gamma^{0.5} \frac{f_{y,0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} Q_f / \gamma_{M5}

waarbij C f de materiaafactor is, f y0 de vloeigrens van de gordingstaf, t 0 de wanddikte van de gordingstaf, η de verhouding van de hoogte van de diagonaalstaaf tot de breedte van de gordingstaf, β de verhouding van de breedte van de diagonaalstaaf tot de breedte van de gordingstaf, q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2), Q f de gordingstafspanningsfunctie, en γ de slankheidsverhouding van de gordingstaf.

Bezwijken van de diagonaalstaaf

De rekenwaarde van de weerstand van een RHS gordingstafvlak kan worden bepaald met de methode van het FMM-model in sectie 9.5 van EN 1993-1-8:2020. De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + 2 b_{eff} ) / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + b_i + b_{eff} ) / \gamma_{M5}

waarbij C f de materiaafactor is, f yi de vloeigrens van diagonaalstaaf i (i = 1, 2), t i de wanddikte van diagonaalstaaf i, h i de hoogte van diagonaalstaaf i, b i de breedte van diagonaalstaaf i, b eff de effectieve breedte van de diagonaalstaaf.

Doorstempelen

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + 2b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + b_i+b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

Waarbij C f de materiaafactor is, f y0 de vloeigrens van de gordingstaf, t 0 de wanddikte van de gordingstaf, q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2), h i de hoogte van diagonaalstaaf i, b i de breedte van diagonaalstaaf i en b e,p de effectieve breedte voor doorstempelen.

Afschuivingsbezwijken van de gordingstaf

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = \frac{f_{y0}A_{V,0,gap}}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}}/\gamma_{M5}

waarbij f y0 de vloeigrens van de gordingstaf is, A v,0,gap het effectieve oppervlak voor afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, en q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2).

Geldigheidsgebied

CBFEM is geverifieerd voor typische T-, Y-, X- en K-verbindingen met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen. Het geldigheidsgebied voor deze verbindingen is gedefinieerd in Tabel 9.2 van prEN 1993-1-8:2020; zie Tab. 7.2.1. Hetzelfde geldigheidsgebied wordt toegepast op het CBFEM-model. Buiten het geldigheidsgebied van FMM dient een experiment te worden uitgevoerd voor validatie of verificatie uitgevoerd te worden conform een gevalideerd onderzoeksmodel.

Tab. 7.2.1 Geldigheidsgebied voor de bezwijkvormmethode, Tabel 9.2 van EN 1993-1-8:2020

Algemeen	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$\frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Gordingstaf	Druk	Klasse 1 of 2 en $d_0 / t_0 \le 50$ (maar voor X-verbindingen: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Trek	$d_0 / t_0 \le 50$ (maar voor X-verbindingen: $d_0/t_0 \le 40$ )
CHS diagonaalstaven	Druk	Klasse 1 of 2 en $b_i / t_i \le 35$ en $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Trek	$b_i / t_i \le 35$ en $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Uniplanaire T- en Y-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.2. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geometrie van verbindingen met afmetingen is weergegeven in Fig. 7.2.2. Geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.2 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaaf	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profiel	θ₁	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS90/8.0	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS90/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/12.5	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/6.3	SHS140/12.5	60	355	490	210
5	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/10.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
7	SHS200/12.5	SHS90/8.0	60	355	490	210
8	SHS200/6.3	SHS100/10.0	30	355	490	210
9	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
10	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
11	SHS200/12.5	SHS100/10.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.2 Afmetingen van T-verbinding}}}

Verificatie van de weerstand

De resultaten van FMM worden vergeleken met de resultaten van CBFEM. De vergelijking is gericht op de weerstand en de maatgevende bezwijkvorm. De resultaten zijn weergegeven in Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Vergelijking van resultaten van rekenwaarden van de weerstand bij trek/druk voorspeld door CBFEM en FMM

De studie toont een goede overeenkomst voor de toegepaste belastinggevallen. De resultaten zijn samengevat in een diagram dat de rekenwaarden van de weerstand van CBFEM en FMM vergelijkt; zie Fig. 7.2.3. De resultaten tonen dat het verschil tussen de twee berekeningsmethoden in alle gevallen minder dan 10 % bedraagt.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verificatie van de weerstand bepaald door CBFEM ten opzichte van FMM voor de uniplanaire SHS T- en Y-verbinding}}}

Rekenvoorbeeld

Invoer

Gordingstaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 200\times200\times6.3$

Diagonaalstaaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 90\times90\times8.0$
$Hoek tussen de diagonaalstaaf en de gordingstaf 90°$

Las

$Stompe las$

Meshgrootte

$16 elementen op het grootste lijf van het rechthoekige kokerprofiel$

Belasting

$Door kracht op diagonaalstaaf in druk/trek$

Uitvoer

$De rekenwaarde van de weerstand in druk/trek is N Rd = 92,6 kN$
$De maatgevende bezwijkvorm is vlakbezwijken van de gordingstaf$

Openen in Viewer Downloaden

Uniplanaire X-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.4. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.4 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaaf	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profiel	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS140/12.5	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS70/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/10.0	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/12.5	SHS90/8.0	90	355	490	210
5	SHS200/6.3	SHS90/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
7	SHS200/10.0	SHS150/6.3	60	355	490	210
8	SHS200/12.5	SHS140/12.5	60	355	490	210
9	SHS200/16.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
10	SHS200/6.3	SHS100/8.0	30	355	490	210
11	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
12	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
13	SHS200/16.0	SHS90/8.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.4 Afmetingen van X-verbinding}}}

Verificatie van de weerstand

De resultaten van de methode gebaseerd op bezwijkvormen (FMM) worden vergeleken met de resultaten van CBFEM. De vergelijking is gericht op de weerstand en de maatgevende bezwijkvorm; zie Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Vergelijking van resultaten van de voorspelling van de weerstand door CBFEM en FMM

De studie toont een goede overeenkomst voor de toegepaste belastinggevallen. De resultaten zijn samengevat in een diagram dat de rekenwaarden van de weerstand van CBFEM en FMM vergelijkt; zie Fig. 7.2.4. De resultaten tonen dat het verschil tussen de twee berekeningsmethoden in alle gevallen minder dan 13 % bedraagt.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verificatie van de weerstand bepaald door CBFEM ten opzichte van FMM voor de uniplanaire SHS X-verbinding}}}

Rekenvoorbeeld

Invoer

Gordingstaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 200\times200\times6,3$

Diagonaalstaven

$Staal S355$
$Profielen SHS 140\times140\times12,5$
$Hoek tussen de diagonaalstaven en de gordingstaf 90°$

Lassen

$Stompe lassen$

Meshgrootte

$16 elementen op het grootste lijf van het rechthoekige kokerprofiel$

Belasting

$Door kracht op diagonaalstaaf in druk/trek$

Uitvoer

$De rekenwaarde van de weerstand in druk/trek is N Rd = 152,4 kN$
$De maatgevende bezwijkvorm is vlakbezwijken van de gordingstaf$

Openen in Viewer Downloaden

7.2.4 Uniplanaire K-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.6. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.6 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaven	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profielen	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS180/10.0	SHS70/3.0	45	355	490	210
2	SHS180/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
3	SHS200/8.0	SHS80/3.6	45	355	490	210
4	SHS200/8.0	SHS100/10.0	45	355	490	210
5	SHS200/200/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
6	SHS200/200/10.0	SHS100/4.0	45	355	490	210
7	SHS200/200/12.5	SHS70/6.3	45	355	490	210
8	SHS200/200/12.5	SHS100/8.0	45	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.6 Afmetingen van K-verbinding}}}

Verificatie

De resultaten van CBFEM worden vergeleken met de resultaten van FMM. De vergelijking is gericht op de weerstand en de maatgevende bezwijkvorm. De resultaten zijn weergegeven in Tab. 7.2.7.

Tab. 7.2.7 Vergelijking van resultaten van de voorspelling van weerstanden door CBFEM en FMM

De studie toont een goede overeenkomst voor de toegepaste belastinggevallen. De resultaten zijn samengevat in een diagram dat de rekenwaarden van de weerstand van CBFEM en FMM vergelijkt; zie Fig. 7.2.5. De resultaten tonen dat CBFEM in alle gevallen conservatief is ten opzichte van FMM.

\Fig. 7.2.7 Verificatie van de weerstand bepaald door CBFEM ten opzichte van FMM voor de uniplanaire SHS K-verbinding}}}

Rekenvoorbeeld

Invoer

Gordingstaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 180\times180\times10,0$

Diagonaalstaven

$Staal S355$
$Profielen SHS 70\times70\times3,0$
$Hoek tussen de diagonaalstaven en de gordingstaf 45°$

Lassen

$Stompe lassen$

Meshgrootte

$16 elementen op het grootste lijf van het rechthoekige kokerprofiel$

Belasting

$Door kracht op diagonaalstaaf in druk/trek$

Uitvoer

$De rekenwaarde van de weerstand in druk/trek is N Rd = 257,5 kN$
$De maatgevende bezwijkvorm is vlakbezwijken van de gordingstaf$

Openen in Viewer Downloaden

SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Rechthoekige kokerprofielen

Dit artikel is ook beschikbaar in

Beschrijving

In dit hoofdstuk worden uniplanaire gelaste rechthoekige, vierkante, kokerprofielen T-, X- en K-verbindingen met tussenruimte, voorspeld door CBFEM, geverifieerd. Vierkante kokerprofielen (SHS) diagonaalstaven worden direct gelast op een RHS gordingstaf zonder gebruik van verstijvingsplaten. De verbindingen worden belast door een normaalkracht. In CBFEM wordt de rekenwaarde van de weerstand begrensd door 5 % rek of een kracht overeenkomend met 0,03 b 0 verbindingsvervorming en in FMM in het algemeen door plaatvervorming uit het vlak 0,03 b 0 waarbij b 0 de hoogte van de RHS gordingstaf is; zie Lu et al. (1994).

Bezwijkvormmethode

Bij de axiaal belaste T-, Y-, X- of K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen kunnen vijf bezwijkvormen optreden. Dit zijn vlakbezwijken van de gordingstaf, plastificering van de gordingstaf, zijwandbezwijken van de gordingstaf, lijfbezwijken van de gordingstaf, afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, doorstempelbezwijken en bezwijken van de diagonaalstaaf. In deze studie worden vlakbezwijken van de gordingstaf, bezwijken van de diagonaalstaaf en doorstempelbezwijken onderzocht voor T-, Y- en X-verbindingen, en vlakbezwijken van de gordingstaf, afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, bezwijken van de diagonaalstaaf en doorstempelbezwijken voor K-verbinding met tussenruimte; zie Fig. 7.2.1. De lassen ontworpen volgens EN 1993-1-8:2005 zijn niet de zwakste componenten in de verbinding.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Onderzochte bezwijkvormen: a) Vlakbezwijken van de gordingstaf, b) Afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, c) Bezwijken van de diagonaalstaaf, en d) Doorstempelbezwijken}}}

Vlakbezwijken van de gordingstaf

De rekenwaarde van de weerstand van een RHS gordingstafvlak wordt bepaald door het FMM-model in sectie 9.5 van EN 1993‑1-8:2020. De methode is ook opgenomen in ISO/FDIS 14346 en wordt in detail beschreven in Wardenier et al. (2010). De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} \left ( \frac{2 \eta}{(1-\beta) \sin{\theta_i}} + \frac{4}{\sqrt{1-\beta}} \right ) Q_f / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = 8.9 C_f \beta \gamma^{0.5} \frac{f_{y,0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} Q_f / \gamma_{M5}

waarbij C f de materiaafactor is, f y0 de vloeigrens van de gordingstaf, t 0 de wanddikte van de gordingstaf, η de verhouding van de hoogte van de diagonaalstaaf tot de breedte van de gordingstaf, β de verhouding van de breedte van de diagonaalstaaf tot de breedte van de gordingstaf, q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2), Q f de gordingstafspanningsfunctie, en γ de slankheidsverhouding van de gordingstaf.

Bezwijken van de diagonaalstaaf

De rekenwaarde van de weerstand van een RHS gordingstafvlak kan worden bepaald met de methode van het FMM-model in sectie 9.5 van EN 1993-1-8:2020. De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + 2 b_{eff} ) / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + b_i + b_{eff} ) / \gamma_{M5}

waarbij C f de materiaafactor is, f yi de vloeigrens van diagonaalstaaf i (i = 1, 2), t i de wanddikte van diagonaalstaaf i, h i de hoogte van diagonaalstaaf i, b i de breedte van diagonaalstaaf i, b eff de effectieve breedte van de diagonaalstaaf.

Doorstempelen

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste T-, Y- of X-verbinding van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + 2b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + b_i+b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

Waarbij C f de materiaafactor is, f y0 de vloeigrens van de gordingstaf, t 0 de wanddikte van de gordingstaf, q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2), h i de hoogte van diagonaalstaaf i, b i de breedte van diagonaalstaaf i en b e,p de effectieve breedte voor doorstempelen.

Afschuivingsbezwijken van de gordingstaf

De rekenwaarde van de weerstand van de axiaal belaste K-verbinding met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen is

N_{i,Rd} = \frac{f_{y0}A_{V,0,gap}}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}}/\gamma_{M5}

waarbij f y0 de vloeigrens van de gordingstaf is, A v,0,gap het effectieve oppervlak voor afschuivingsbezwijken van de gordingstaf, en q i de ingesloten hoek tussen diagonaalstaaf i en de gordingstaf (i = 1, 2).

Geldigheidsgebied

CBFEM is geverifieerd voor typische T-, Y-, X- en K-verbindingen met tussenruimte van gelaste rechthoekige kokerprofielen. Het geldigheidsgebied voor deze verbindingen is gedefinieerd in Tabel 9.2 van prEN 1993-1-8:2020; zie Tab. 7.2.1. Hetzelfde geldigheidsgebied wordt toegepast op het CBFEM-model. Buiten het geldigheidsgebied van FMM dient een experiment te worden uitgevoerd voor validatie of verificatie uitgevoerd te worden conform een gevalideerd onderzoeksmodel.

Tab. 7.2.1 Geldigheidsgebied voor de bezwijkvormmethode, Tabel 9.2 van EN 1993-1-8:2020

Algemeen	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$\frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Gordingstaf	Druk	Klasse 1 of 2 en $d_0 / t_0 \le 50$ (maar voor X-verbindingen: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Trek	$d_0 / t_0 \le 50$ (maar voor X-verbindingen: $d_0/t_0 \le 40$ )
CHS diagonaalstaven	Druk	Klasse 1 of 2 en $b_i / t_i \le 35$ en $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Trek	$b_i / t_i \le 35$ en $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Uniplanaire T- en Y-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.2. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geometrie van verbindingen met afmetingen is weergegeven in Fig. 7.2.2. Geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.2 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaaf	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profiel	θ₁	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS90/8.0	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS90/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/12.5	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/6.3	SHS140/12.5	60	355	490	210
5	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/10.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
7	SHS200/12.5	SHS90/8.0	60	355	490	210
8	SHS200/6.3	SHS100/10.0	30	355	490	210
9	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
10	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
11	SHS200/12.5	SHS100/10.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.2 Afmetingen van T-verbinding}}}

Verificatie van de weerstand

De resultaten van FMM worden vergeleken met de resultaten van CBFEM. De vergelijking is gericht op de weerstand en de maatgevende bezwijkvorm. De resultaten zijn weergegeven in Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Vergelijking van resultaten van rekenwaarden van de weerstand bij trek/druk voorspeld door CBFEM en FMM

De studie toont een goede overeenkomst voor de toegepaste belastinggevallen. De resultaten zijn samengevat in een diagram dat de rekenwaarden van de weerstand van CBFEM en FMM vergelijkt; zie Fig. 7.2.3. De resultaten tonen dat het verschil tussen de twee berekeningsmethoden in alle gevallen minder dan 10 % bedraagt.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verificatie van de weerstand bepaald door CBFEM ten opzichte van FMM voor de uniplanaire SHS T- en Y-verbinding}}}

Rekenvoorbeeld

Invoer

Gordingstaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 200\times200\times6.3$

Diagonaalstaaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 90\times90\times8.0$
$Hoek tussen de diagonaalstaaf en de gordingstaf 90°$

Las

$Stompe las$

Meshgrootte

$16 elementen op het grootste lijf van het rechthoekige kokerprofiel$

Belasting

$Door kracht op diagonaalstaaf in druk/trek$

Uitvoer

$De rekenwaarde van de weerstand in druk/trek is N Rd = 92,6 kN$
$De maatgevende bezwijkvorm is vlakbezwijken van de gordingstaf$

Openen in Viewer Downloaden

Uniplanaire X-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.4. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.4 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaaf	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profiel	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS140/12.5	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS70/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/10.0	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/12.5	SHS90/8.0	90	355	490	210
5	SHS200/6.3	SHS90/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
7	SHS200/10.0	SHS150/6.3	60	355	490	210
8	SHS200/12.5	SHS140/12.5	60	355	490	210
9	SHS200/16.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
10	SHS200/6.3	SHS100/8.0	30	355	490	210
11	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
12	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
13	SHS200/16.0	SHS90/8.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.4 Afmetingen van X-verbinding}}}

Verificatie van de weerstand

De resultaten van de methode gebaseerd op bezwijkvormen (FMM) worden vergeleken met de resultaten van CBFEM. De vergelijking is gericht op de weerstand en de maatgevende bezwijkvorm; zie Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Vergelijking van resultaten van de voorspelling van de weerstand door CBFEM en FMM

De studie toont een goede overeenkomst voor de toegepaste belastinggevallen. De resultaten zijn samengevat in een diagram dat de rekenwaarden van de weerstand van CBFEM en FMM vergelijkt; zie Fig. 7.2.4. De resultaten tonen dat het verschil tussen de twee berekeningsmethoden in alle gevallen minder dan 13 % bedraagt.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verificatie van de weerstand bepaald door CBFEM ten opzichte van FMM voor de uniplanaire SHS X-verbinding}}}

Rekenvoorbeeld

Invoer

Gordingstaf

$Staal S355$
$Profiel SHS 200\times200\times6,3$

Diagonaalstaven

$Staal S355$
$Profielen SHS 140\times140\times12,5$
$Hoek tussen de diagonaalstaven en de gordingstaf 90°$

Lassen

$Stompe lassen$

Meshgrootte

$16 elementen op het grootste lijf van het rechthoekige kokerprofiel$

Belasting

$Door kracht op diagonaalstaaf in druk/trek$

Uitvoer

$De rekenwaarde van de weerstand in druk/trek is N Rd = 152,4 kN$
$De maatgevende bezwijkvorm is vlakbezwijken van de gordingstaf$

Openen in Viewer Downloaden

7.2.4 Uniplanaire K-SHS verbinding

Een overzicht van de beschouwde voorbeelden is gegeven in Tab. 7.2.6. Geselecteerde gevallen bestrijken een breed bereik van geometrische verhoudingen van verbindingen. De geselecteerde verbindingen bezweken volgens de methode gebaseerd op FMM door vlakbezwijken van de gordingstaf of bezwijken van de diagonaalstaaf.

Tab. 7.2.6 Overzicht van voorbeelden

Voorbeeld	Gordingstaf	Diagonaalstaven	Hoeken		Materiaal
	Profiel	Profielen	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS180/10.0	SHS70/3.0	45	355	490	210
2	SHS180/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
3	SHS200/8.0	SHS80/3.6	45	355	490	210
4	SHS200/8.0	SHS100/10.0	45	355	490	210
5	SHS200/200/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
6	SHS200/200/10.0	SHS100/4.0	45	355	490	210
7	SHS200/200/12.5	SHS70/6.3	45	355	490	210
8	SHS200/200/12.5	SHS100/8.0	45	355	490	210