Idea Statica
  • Stal
  • Beton
  • BIM i przepływy pracy
  • Wsparcie i nauka
  • Cennik
  • Firma
  • Przegląd stali
  • Projektowanie połączeń
  • Projektowanie elementów
  • Projektowanie parametryczne
  • Studium przypadków – stal
  • Przegląd betonu
  • Ściany i strefy nieciągłości
  • Projektowanie zakotwień
  • Studium przypadków – beton
  • Przegląd BIM
  • Obsługiwane integracje
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • Centrum wsparcia
  • E-learning i certyfikacja
  • Blog
  • Pliki do pobrania i licencjonowanie
  • Plany
  • Bezpłatne narzędzie społecznościowe
  • Klienci korporacyjni
  • Studenci i wykładowcy
  • Ile zaoszczędzisz?
  • O nas
  • Kontakt
  • Badania i rozwój
  • Autoryzowani resellerzy
  • Poznaj naszych klientów
  • Stal
    Przegląd staliProjektowanie połączeńProjektowanie elementówProjektowanie parametryczneStudium przypadków – stal
  • Beton
    Przegląd betonuŚciany i strefy nieciągłościProjektowanie zakotwieńStudium przypadków – beton
  • BIM i przepływy pracy
    Przegląd BIMObsługiwane integracjeCheckbotViewerAPI
  • Wsparcie i nauka
    Centrum wsparciaE-learning i certyfikacjaBlogPliki do pobrania i licencjonowanie
  • Cennik
    PlanyBezpłatne narzędzie społecznościoweKlienci korporacyjniStudenci i wykładowcyIle zaoszczędzisz?
  • Firma
    O nasKontaktBadania i rozwójAutoryzowani resellerzyPoznaj naszych klientów
14-dniowy okres próbny
14-dniowy okres próbny
  • Stal
  • Beton
  • BIM i przepływy pracy
  • Wsparcie i nauka
  • Cennik
  • Firma

Zapisz się do naszego newslettera

Firma

  • O nas
  • Partnerstwa
  • Kariera
  • Opatentowana technologia dla inżynierów konstruktorów

Zasoby

  • Projekty klientów
  • Studium przypadków
  • IDEA StatiCa Connection Library
  • Weryfikacja poprawności obliczeń

Prawne

  • IDEA StatiCa UMOWA LICENCYJNA UŻYTKOWNIKA KOŃCOWEGO
  • Globalna polityka prywatności
  • Warunki korzystania z usługi – IDEA StatiCa Viewer
  • Licencjonowanie

Pomoc

  • Kontakt
  • Prośba o wycenę
  • Dystrybutorzy
  • Pliki do pobrania
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Zaufany i używany na całym świecie przez inżynierów, producentów i konsultantów.

Centrum wsparciaPrzykłady weryfikacyjneZłącze ze skosem – projektowanie na pojemność plastyczną
SteelVerificationsConnectionCBFEMCapacity design

Złącze ze skosem – projektowanie na pojemność plastyczną

Ten artykuł jest również dostępny w
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Belka IPE 450 do słupa HEB 340

Typ połączenia: Jednostronne złącze ze skosem

Układ jednostek: Metryczny

Zaprojektowano zgodnie z: EN 1993-1-8 i EN 1998-1

Sprawdzane: Blachy, śruby

Stal: Gatunek S355

Śruby: M30 Klasa 10.9

Przykład zaczerpnięto z: R. Landolfo i in. Design of Steel Structures for Buildings in Seismic Areas, ECCS Eurocode Design Manual. Wiley, 2017.

Geometria

Belka IPE 450 jest połączona ze słupem HEB 340 za pomocą złącza z płytą czołową ze skosem. Skos jest nachylony pod kątem 35° do środnika, a grubości środnika i półki wynoszą odpowiednio 9,4 mm i 18 mm. Wysokość skosu wynosi 178 mm, a długość 250 mm. Słup jest usztywniony ciągłymi blachami o grubości 15 mm oraz blachami wzmacniającymi środnik z obu stron o grubości 10 mm każda. Wysokość blach wzmacniających jest równa wysokości płyty czołowej. Płyta czołowa ma grubość 35 mm.

Obciążenie przyłożone

Złącze jest obciążone prawdopodobnym momentem gnącym przy tworzeniu przegubu plastycznego w belce MEd = γsh ⋅ fy,ov ⋅ Wpl oraz odpowiadającą siłą poprzeczną VEd = 2 ⋅ MEd / Lh, gdzie:

  • γsh = 1,2 – współczynnik umocnienia odkształceniowego
  • fy,ov = γov ⋅ fyk = 1,25 ⋅ 355 = 443,75 MPa – prawdopodobna granica plastyczności belki
  • γov = 1,25 – współczynnik nadwytrzymałości
  • fyk = 355 MPa – charakterystyczna granica plastyczności
  • Lh = 6 150 mm – odległość między przegubami plastycznymi na belce

Położenie obciążenia w belce jest ustawione w oczekiwanym miejscu powstania przegubu plastycznego.

Obliczenia ręczne

Składniki połączenia są obciążone momentem gnącym w licu słupa, tj. Mj,Ed = 981,5 kNm.

Plastyczna nośność na zginanie przekroju ze skosem: 955,6 kNm – Niezaliczone

Panel środnika słupa na ścinanie: Obciążony siłą poprzeczną Vwp,Ed = 1581,2 kN, nośność składnika Vwp,Rd = 1631,5 kN – OK

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 1018,8 kNm – OK

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 1080,6 kNm – OK

Zastępcze teowniki półki słupa dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 876,1 kNm – Niezaliczone

Zastępcze teowniki półki słupa dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 929,2 kNm – Niezaliczone

Nośność połączenia na ujemny moment gnący wynosi Mj,Rd = 876,1 kNm, a na dodatni moment gnący Mj,Rd = 929,2 kNm.

Moment w licu słupa bez współczynników nadwytrzymałości i umocnienia odkształceniowego dla belki: MEd = 654,3 kNm, odpowiadająca siła poprzeczna VEd = 196,5 kNm. Wszystkie sprawdzenia składników są spełnione dla tego obciążenia.

Makroskładniki można sklasyfikować:

  • panel środnika słupa – mocny
  • połączenie – zrównoważone

Wyniki IDEA StatiCa

Wszystkie sprawdzenia składników i odkształceń na blachach niedysypatywnych są spełnione, a zatem makroskładniki można sklasyfikować jako:

  • panel środnika słupa: mocny
  • połączenie: mocne

W celu wyznaczenia maksymalnej nośności w IDEA Connection współczynnik umocnienia odkształceniowego był iteracyjnie zwiększany wraz z przyłożonym obciążeniem aż do niespełnienia sprawdzeń. Nośność tego połączenia wynosi 1 016 kNm w licu słupa, a odpowiadająca siła poprzeczna 305 kN.

Porównanie

Obliczenia ręczne według metody składnikowej (EN 1993-1-8) wyznaczają nośność połączenia na zginanie Mj,Rd = 876,1 kNm przy założeniu osi obrotu w połowie wysokości skosu i udziale tylko trzech najbardziej oddalonych rzędów w nośności na zginanie. Połączenie jest zatem zrównoważone.

IDEA Connection stosuje metodę CBFEM i wyznacza nośność na zginanie w licu słupa Mj,Rd = 1 016 kNm. Różnica wynosi 15 % w porównaniu z obliczeniami ręcznymi. Połączenie według metody CBFEM jest mocne.

Spoiny

Spoiny nie są sprawdzane, ponieważ szczegółowe wymagania dotyczące spoin są określone zgodnie z Equaljoints (R. Landolfo i in. European pre-QUALified steel JOINTS – EQUALJOINTS, Final report, 2016). W projekcie IDEA wszystkie spoiny są ustawione jako spoiny czołowe.

Otwórz w przeglądarcePobierz

Belka IPE 360 do słupa HEB 280

Typ połączenia: Jednostronne złącze ze skosem

Układ jednostek: Metryczny

Zaprojektowano zgodnie z: EN 1993-1-8 i EN 1998-1

Sprawdzane: Blachy, śruby

Stal: Gatunek S355

Śruby: M27 Klasa 10.9

Przykład zaczerpnięto z EQUALJOINTS przykład nr 264: https://itunes.apple.com/us/app/equal-joints/id1406825195?mt=8

Geometria

Belka IPE 360 jest połączona ze słupem HEB 280 za pomocą złącza z płytą czołową ze skosem. Skos jest nachylony pod kątem 45° do środnika, a grubości środnika i półki wynoszą odpowiednio 8 mm i 12,7 mm. Wysokość i długość skosu wynoszą 200 mm. Słup jest usztywniony ciągłymi blachami o grubości 12 mm oraz blachami wzmacniającymi środnik z obu stron o grubości 10 mm każda. Wysokość blach wzmacniających jest równa wysokości płyty czołowej. Płyta czołowa ma grubość 25 mm.

Obciążenie przyłożone

Złącze jest obciążone prawdopodobnym momentem gnącym przy tworzeniu przegubu plastycznego w belce MEd = γsh ⋅ fy,ov ⋅ Wpl oraz odpowiadającą siłą poprzeczną VEd = 2 ⋅ MEd / Lh, gdzie:

  • γsh = 1,2 – współczynnik umocnienia odkształceniowego
  • fy,ov = γov ⋅ fyk = 1,25 ⋅ 355 = 443,75 MPa – prawdopodobna granica plastyczności belki
  • γov = 1,25 – współczynnik nadwytrzymałości
  • fyk = 355 MPa – charakterystyczna granica plastyczności
  • Lh = 7 320 mm – odległość między przegubami plastycznymi na belce

Położenie obciążenia w belce jest ustawione w oczekiwanym miejscu powstania przegubu plastycznego.

Obliczenia ręczne

Składniki połączenia są obciążone momentem gnącym w licu słupa, tj. Mj,Ed = 572,8 kNm.

Plastyczna nośność na zginanie przekroju ze skosem: 582,3 kNm – OK

Panel środnika słupa na ścinanie: Obciążony siłą poprzeczną Vwp,Ed = 1 034,6 kN, nośność składnika Vwp,Rd = 1 202,8 kN – OK

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 573,0 kNm – OK

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 697,5 kNm – OK

Zastępcze teowniki półki słupa dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 545,4 kNm – Niezaliczone

Zastępcze teowniki półki słupa dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 3 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 579,5 kNm – Niezaliczone

Nośność połączenia na ujemny moment gnący wynosi Mj,Rd = 545,4 kNm, a na dodatni moment gnący Mj,Rd = 579,5 kNm.

Moment w licu słupa bez współczynników nadwytrzymałości i umocnienia odkształceniowego dla belki: MEd = 381,9 kNm, odpowiadająca siła poprzeczna VEd = 98,9 kNm. Wszystkie sprawdzenia składników są spełnione dla tego obciążenia.

Makroskładniki można sklasyfikować:

  • panel środnika słupa – mocny
  • połączenie – zrównoważone

Wyniki IDEA StatiCa

Wszystkie sprawdzenia składników i odkształceń na blachach niedysypatywnych są spełnione, a zatem makroskładniki można sklasyfikować jako:

  • panel środnika słupa: mocny
  • połączenie: mocne

W celu wyznaczenia maksymalnej nośności w IDEA Connection współczynnik umocnienia odkształceniowego był iteracyjnie zwiększany wraz z przyłożonym obciążeniem aż do niespełnienia sprawdzeń. Nośność tego połączenia wynosi 657,4 kNm w licu słupa, a odpowiadająca siła poprzeczna 170,3 kN.

Porównanie

Obliczenia ręczne według metody składnikowej (EN 1993-1-8) wyznaczają nośność połączenia na zginanie Mj,Rd = 545,4 kNm przy założeniu osi obrotu w połowie wysokości skosu i udziale tylko trzech najbardziej oddalonych rzędów w nośności na zginanie. Połączenie jest zatem zrównoważone.

IDEA Connection stosuje metodę CBFEM i wyznacza nośność na zginanie w licu słupa Mj,Rd = 657,4 kNm. Różnica wynosi 20 % w porównaniu z obliczeniami ręcznymi. Zwiększenie gęstości siatki nieznacznie zmniejsza nośność złącza. Przy gęstej siatce – 24 elementy na środniku elementu – stopień wykorzystania śrub wynosi 99 %, a odkształcenie plastyczne płyty czołowej 4,1 % przy zadanym obciążeniu. Zatem Mj,Ed = 572,8 kNm w licu słupa jest bardzo bliskie nośności granicznej. Nośność ta jest o 15 % niższa niż przy domyślnej gęstości siatki i o 5 % wyższa niż według obliczeń ręcznych. Zaleca się zwiększenie gęstości siatki dla długich płyt czołowych. Połączenie według metody CBFEM jest mocne.

Otwórz w przeglądarcePobierz

Belka IPE 600 do słupa HEB 500

Typ połączenia: Jednostronne złącze ze skosem

Układ jednostek: Metryczny

Zaprojektowano zgodnie z: EN 1993-1-8 i EN 1998-1

Sprawdzane: Blachy, śruby

Stal: Gatunek S355

Śruby: M36 Klasa 10.9

Przykład zaczerpnięto z EQUALJOINTS przykład nr 267: https://itunes.apple.com/us/app/equal-joints/id1406825195?mt=8

Geometria

Belka IPE 600 jest połączona ze słupem HEB 500 za pomocą złącza z płytą czołową ze skosem. Skos jest nachylony pod kątem 35° do środnika, a grubości środnika i półki wynoszą odpowiednio 12 mm i 19 mm. Wysokość i długość skosu wynoszą odpowiednio 270 mm i 386 mm. Słup jest usztywniony ciągłymi blachami o grubości 20 mm oraz blachami wzmacniającymi środnik z obu stron o grubości 15 mm każda. Wysokość blach wzmacniających jest równa wysokości płyty czołowej. Płyta czołowa ma grubość 35 mm.

Obciążenie przyłożone

Złącze jest obciążone prawdopodobnym momentem gnącym przy tworzeniu przegubu plastycznego w belce MEd = γsh ⋅ fy,ov ⋅ Wpl oraz odpowiadającą siłą poprzeczną VEd = 2 ⋅ MEd / Lh, gdzie:

  • γsh = 1,2 – współczynnik umocnienia odkształceniowego
  • fy,ov = γov ⋅ fyk = 1,25 ⋅ 355 = 443,75 MPa – prawdopodobna granica plastyczności belki
  • γov = 1,25 – współczynnik nadwytrzymałości
  • fyk = 355 MPa – charakterystyczna granica plastyczności
  • Lh = 6 658 mm – odległość między przegubami plastycznymi na belce

Położenie obciążenia w belce jest ustawione w oczekiwanym miejscu powstania przegubu plastycznego.

Obliczenia ręczne

Składniki połączenia są obciążone momentem gnącym w licu słupa, tj. Mj,Ed = 2 105,4 kNm.

Plastyczna nośność na zginanie przekroju ze skosem: 1 903,3 kNm – Niezaliczone

Panel środnika słupa na ścinanie: Obciążony siłą poprzeczną Vwp,Ed = 2 446,8 kN, nośność składnika Vwp,Rd = 2 773,7 kN – OK

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 4 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 1 998,9 kNm – Niezaliczone

Zastępcze teowniki płyty czołowej dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 4 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 2 317,7 kNm – OK

Zastępcze teowniki półki słupa dla ujemnego momentu gnącego (uwzględniono tylko 4 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 2 015,1 kNm – Niezaliczone

Zastępcze teowniki półki słupa dla dodatniego momentu gnącego (uwzględniono tylko 4 najbardziej oddalone rzędy śrub): MT,Rd = 2 106,5 kNm – OK

Nośność połączenia na ujemny moment gnący wynosi Mj,Rd = 1 903,3 kNm, a na dodatni moment gnący Mj,Rd = 1 903,3 kNm. Decydująca jest nośność na zginanie przekroju ze skosem. Współczynnik nadwytrzymałości jest stosowany dla całej belki, a zatem zwiększona granica plastyczności może być również zastosowana dla przekroju ze skosem i nośność na zginanie byłaby wyższa. Kolejnymi najsłabszymi składnikami są zastępcze teowniki płyty czołowej i półki słupa. Nośność połączenia na ujemny i dodatni moment gnący wynosiłaby odpowiednio Mj,Rd = 1 998,9 kNm i Mj,Rd = 2 106,5 kNm. Przy tym założeniu połączenie byłoby pełnowytrzymałościowe dla γsh = 1,1 zgodnie z zaleceniem EN 1998-1.

Moment w licu słupa bez współczynników nadwytrzymałości i umocnienia odkształceniowego dla belki: MEd = 1 403,6 kNm, odpowiadająca siła poprzeczna VEd = 374,3 kNm. Wszystkie sprawdzenia składników są spełnione dla tego obciążenia.

Makroskładniki można sklasyfikować:

  • panel środnika słupa – mocny
  • połączenie – zrównoważone

Wyniki IDEA StatiCa

Pokazano odkształconą postać przy skali deformacji 5 i wyraźnie widoczny jest przegub plastyczny. Stopień wykorzystania śrub jest nieznacznie powyżej 100 %, a maksymalne odkształcenie plastyczne najbardziej naprężonych blach wynosi odpowiednio 1,4, 1,1 i 1,1 dla półki poszerzenia, płyty czołowej i półki słupa. Oczekuje się, że nośność jest nieznacznie poniżej zadanych obciążeń. Makroskładniki można sklasyfikować jako:

  • panel środnika słupa: mocny
  • połączenie: zrównoważone

Porównanie

Obliczenia ręczne według metody składnikowej (EN 1993-1-8) wyznaczają nośność połączenia na zginanie Mj,Rd = 1 903,3 kNm przy założeniu osi obrotu w połowie wysokości skosu i udziale tylko trzech najbardziej oddalonych rzędów w nośności na zginanie. Połączenie jest zatem zrównoważone. Uwzględniając wzrost granicy plastyczności belki w licu płyty czołowej, nośność decydującego składnika byłaby wyższa. Kolejnym decydującym składnikiem jest płyta czołowa z Mj,Rd = 1 998,9 kNm.

IDEA Connection stosuje metodę CBFEM i wyznacza nośność na zginanie w licu słupa Mj,Rd = 2 100 kNm. Różnica wynosi 5 % w porównaniu z obliczeniami ręcznymi. Zwiększenie gęstości siatki nieznacznie zmniejsza nośność złącza. Przy gęstej siatce – 16 elementów na środniku elementu – nośność spada tylko o 2 %. Połączenie według metody CBFEM jest zrównoważone.

Otwórz w przeglądarcePobierz