Opis

Trzy blachy są połączone w dwóch konfiguracjach: ze spoiną poprzeczną i ze spoiną podłużną. Gatunek stali, długość i grubość spoiny są zmiennymi parametrami w badaniu. Złącze jest obciążone siłą normalną.

Model został utworzony w aplikacji IDEA StatiCa Connection.

Rys. 1: Geometria spawanego połączenia zakładkowego ze spoiną poprzeczną

Model analityczny

Obliczeniową nośność na jednostkę długości spoiny pachwinowej w warunkach pożaru należy wyznaczać ze wzoru:

$$F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}$$

gdzie $k_{w,\theta}$ jest określane z EN 1993-1-2, Tabela D.1 dla odpowiedniej temperatury spoiny; $F_{w,Rd}$ jest wyznaczane z EN 1993-1-8, pkt 4.5.3.

Weryfikacja

Tab. 1: Poprzeczne spoiny pachwinowe

Rys. 2: Analiza parametryczna temperatury dla spoiny poprzecznej

Rys. 3: Analiza parametryczna gatunku stali dla spoiny poprzecznej

Rys. 4: Analiza parametryczna długości spoiny i grubości gardła dla spoiny poprzecznej

Nośność poprzecznych spoin pachwinowych jest w większości przypadków nieznacznie wyższa (średnio o 3 %) w CBFEM niż w modelu analitycznym. Wyjątkiem jest temperatura 350 °C. Przy tej temperaturze nośność spoin jest tylko nieznacznie obniżona przez pożar, a różnica między częściowymi współczynnikami bezpieczeństwa $\gamma_{M,fi}=1.0$ i $\gamma_{M2}=1.25$ przeważa nad obniżeniem wynikającym z pożaru. IDEA StatiCa nie dopuszcza, aby nośność śrub lub spoin w warunkach pożaru była wyższa niż w temperaturze pokojowej, i przyjmuje minimum z:

• Nośność obliczeniowa pomnożona przez współczynnik redukcyjny dla temperatury, $k_{\theta}$, i podzielona przez współczynnik bezpieczeństwa dla sytuacji pożarowej, $\gamma_{M,fi}$
• Nośność obliczeniowa podzielona przez współczynnik bezpieczeństwa dla śrub i spoin, $\gamma_{M2}$

Tab. 2: Podłużne spoiny pachwinowe

Rys. 5: Analiza parametryczna temperatury dla spoiny podłużnej

Rys. 6: Analiza parametryczna gatunku stali dla spoiny podłużnej

Rys. 7: Analiza parametryczna długości spoiny i grubości gardła dla spoiny podłużnej

Nośność podłużnych spoin pachwinowych jest w większości przypadków nieznacznie niższa (średnio o 4 %) w CBFEM niż w modelu analitycznym. Wyjątkiem jest temperatura 350 °C, z tego samego powodu co w przypadku spoin poprzecznych.

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Blacha 2-3: Niestandardowy profil I

• Grubość t_2-3 = 12 mm
• Szerokość b_2-3 = 40 mm
• Stal S355

Blacha 1

• Grubość t₁ = 12 mm
• Szerokość b₁ = 50 mm
• Stal S355
• Typ modelu N-Vy-Vz

Spoina, poprzeczne spoiny pachwinowe

• Grubość gardła a_b = 3 mm
• Długość spoiny L_b = 40 mm

Temperatura: Oba elementy

• $\theta=550\,^\circ C$

Wyniki

• Nośność obliczeniowa na rozciąganie F_Rd = 48 kN

Rys. 8: Przykład wzorcowy dla spawanego połączenia zakładkowego 

Inne badania weryfikacyjne można znaleźć w naszym Centrum wsparcia – Weryfikacje.