SteelConnection designVerificationsIS (India)CBFEM

Nośność na ścinanie blokowe

Ten artykuł jest również dostępny w

Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Przeprowadzono analizę porównawczą nośności na ścinanie blokowe zgodnie z normą IS w celu walidacji wyników oprogramowania do projektowania połączeń IDEA StatiCa Connection.

Typ połączenia: Blacha węzłowa

System jednostek: Metryczny

Norma projektowania: IS 800

Materiał blachy: Stal IS 2062 Grade

Śruba: M16, klasa 8.8

Geometria:

Siły przyłożone:

N = 800 kN

V = 0 kN

M = 0 kN

Procedura:

Nośność na ścinanie blokowe jest sprawdzana na cienkiej blasze węzłowej (grubość 8 mm), która jest zaprojektowana tak, aby uległa zniszczeniu, gdy pozostałe elementy są jeszcze nieuszkodzone

Norma IS:

Rys. 1. Wymiary blachy węzłowej i zniszczenie blachy przez ścinanie blokowe

Zgodnie z punktem 6.4.1 normy IS 800: 2007, nośność na ścinanie blokowe (T db) połączenia przyjmuje się jako mniejszą z wartości:

T_{db} = \frac{A_{vg} f_y}{\sqrt{3} \gamma_{m0}} + \frac{0.9 A_{tn} f_u}{\gamma_{m1}}

lub

T_{db} = \frac{0.9 A_{vn} f_u}{\sqrt{3} \gamma_{m1}} + \frac{A_{tg} f_y}{\gamma_{m0}}

gdzie:

$A vg, A vn = minimalne pole przekroju brutto i netto na ścinanie wzdłuż linii śrub równoległej do siły zewnętrznej$
$A tg, A tn = minimalne pole przekroju brutto i netto na rozciąganie od otworu na śrubę do krawędzi kątownika, linia ostatniej śruby, prostopadle do kierunku siły$
$f u, f y = wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności materiału$

Obliczenia ręczne:

A vg = (60+60+42) *8*2 = 2592 mm 2

A vn = ((60+60+42) - 2.5*18) *8*2 = 1872 mm 2

A tg = (60) *8 = 480 mm 2

A tn = (60-18) *8 = 336 mm 2

IDEA StatiCa Connection:

Nośność blachy w programie IDEA jest wyznaczana przy granicznym odkształceniu 5%

Rys. 2: Naprężenie zastępcze

Rys. 3: Odkształcenie graniczne

Porównanie:

Gatunek stali	f_y[MPa]	f_u[MPa]	T_db[kN]IS 800	T_db[kN]IDEA	IDEA/IS 800
E 165 (Fe 290)	165	290	295	272	92%
E 250 (FE 410 W) B	250	410	428	403	94%
E 300 (Fe 440)	440	300	473	472	100%
E 350 (Fe 490)	490	350	534	544	102%
E 410 (Fe 540)	540	410	599	628	105%
E 450 (Fe 570) D	450	570	640	669	105%
E 450 (Fe 590) E	450	590	655	669	102%

Wyniki sprawdzenia normowego nośności na ścinanie blokowe uzyskane w IDEA StatiCa Connection są zbliżone do obliczeń ręcznych zgodnie z IS 800: 2007. Wyniki IDEA StatiCa Connection są nieco po stronie bezpiecznej dla stali niskich gatunków i nieznacznie niezachowawcze (maksymalnie 5%) dla stali wysokich gatunków. Przyczyną jest to, że wytrzymałość na rozciąganie nie wpływa na wyniki programu IDEA Connection dla blach.

Otwórz w przeglądarce Pobierz

Norma IS:

Rys. 1. Wymiary blachy węzłowej i zniszczenie blachy przez ścinanie blokowe

Zgodnie z punktem 6.4.1 normy IS 800: 2007, nośność na ścinanie blokowe (T_db) połączenia przyjmuje się jako mniejszą z wartości:

T_{db} = \frac{A_{vg} f_y}{\sqrt{3} \gamma_{m0}} + \frac{0.9 A_{tn} f_u}{\gamma_{m1}}

lub

T_{db} = \frac{0.9 A_{vn} f_u}{\sqrt{3} \gamma_{m1}} + \frac{A_{tg} f_y}{\gamma_{m0}}

gdzie:

A vg, A vn = minimalne pole przekroju brutto i netto na ścinanie wzdłuż linii śrub równoległej do siły zewnętrznej

A tg, A tn = minimalne pole przekroju brutto i netto na rozciąganie od otworu na śrubę do krawędzi kątownika, linia ostatniej śruby, prostopadle do kierunku siły

f u, f y = wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności materiału

Porównanie:

Gatunek stali	f_y[MPa]	f_u[MPa]	T_db[kN]IS 800	T_db[kN]IDEA	IDEA/IS 800
E 165 (Fe 290)	165	290	295	272	92%
E 250 (FE 410 W) B	250	410	428	403	94%
E 300 (Fe 440)	440	300	473	472	100%
E 350 (Fe 490)	490	350	534	544	102%
E 410 (Fe 540)	540	410	599	628	105%
E 450 (Fe 570) D	450	570	640	669	105%
E 450 (Fe 590) E	450	590	655	669	102%

Wyniki sprawdzenia normowego nośności na ścinanie blokowe uzyskane w IDEA StatiCa Connection są zbliżone do obliczeń ręcznych zgodnie z IS 800: 2007. Wyniki IDEA StatiCa Connection są nieco po stronie bezpiecznej dla stali niskich gatunków i nieznacznie niezachowawcze (maksymalnie 5%) dla stali wysokich gatunków. Przyczyną jest to, że wytrzymałość na rozciąganie nie wpływa na wyniki programu IDEA Connection dla blach.