SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Prostokątne przekroje rurowe

Ten artykuł jest również dostępny w

Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Jest to wybrany rozdział z książki Component-based finite element design of steel connections autorstwa prof. Walda i in. Rozdział poświęcony jest weryfikacji złączy z prostokątnych przekrojów rurowych.

Opis

W tym rozdziale weryfikowane są jednopłaszczyznowe spawane złącza T, X i K z przerwą z prostokątnych, kwadratowych i rurowych przekrojów drążonych, przewidywane metodą CBFEM. Króciec z kwadratowego przekroju rurowego (SHS) jest spawany bezpośrednio do pasa z RHS bez użycia płyt wzmacniających. Złącza są obciążone siłą osiową. W metodzie CBFEM nośność obliczeniowa jest ograniczona przez 5 % odkształcenia lub siłę odpowiadającą deformacji złącza 0,03 b 0 oraz w metodzie FMM ogólnie przez ugięcie płyty poza płaszczyzną 0,03 b 0, gdzie b 0 jest wysokością pasa RHS; patrz Lu i in. (1994).

Metoda form zniszczenia

W przypadku osiowo obciążonych złączy T, Y, X lub K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych może wystąpić pięć form zniszczenia. Są to: zniszczenie ściany czołowej pasa, plastyfikacja pasa, zniszczenie ściany bocznej pasa, zniszczenie środnika pasa, zniszczenie na ścinanie pasa, zniszczenie na przebicie oraz zniszczenie krócca. W niniejszym opracowaniu badane są: zniszczenie ściany czołowej pasa, zniszczenie krócca i zniszczenie na przebicie dla złączy T, Y i X, a dla złącza K z przerwą: zniszczenie ściany czołowej pasa, zniszczenie na ścinanie pasa, zniszczenie krócca i zniszczenie na przebicie; patrz Rys. 7.2.1. Spoiny zaprojektowane zgodnie z EN 1993-1-8:2005 nie są najsłabszymi elementami złącza.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Examined failure modes: a) Chord face failure, b) Chord shear failure, c) Brace failure, and d) Punching shear failure}}}

Zniszczenie ściany czołowej pasa

Nośność obliczeniowa ściany czołowej pasa RHS jest wyznaczana metodą FMM zgodnie z punktem 9.5 normy EN 1993‑1-8:2020. Metoda ta jest również podana w ISO/FDIS 14346 i szczegółowo opisana w Wardenier i in. (2010). Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f y0 jest granicą plastyczności pasa, t 0 jest grubością ścianki pasa, η jest stosunkiem wysokości krócca do szerokości pasa, β jest stosunkiem szerokości krócca do szerokości pasa, q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2), Q f jest funkcją naprężeń w pasie, a γ jest wskaźnikiem smukłości pasa.

Zniszczenie krócca

Nośność obliczeniowa ściany czołowej pasa RHS może być wyznaczona metodą FMM zgodnie z punktem 9.5 normy EN 1993-1-8:2020. Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f yi jest granicą plastyczności krócca i (i = 1, 2), t i jest grubością ścianki krócca i, h i jest wysokością krócca i, b i jest szerokością krócca i, b eff jest efektywną szerokością krócca.

Przebicie

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f y0 jest granicą plastyczności pasa, t 0 jest grubością ścianki pasa, q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2), h i jest wysokością krócca i, b i jest szerokością krócca i oraz b e,p jest efektywną szerokością dla przebicia.

Zniszczenie na ścinanie pasa

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

gdzie f y0 jest granicą plastyczności pasa, A v,0,gap jest efektywnym polem przekroju dla zniszczenia na ścinanie pasa, a q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2).

Zakres stosowalności

Metoda CBFEM została zweryfikowana dla typowych złączy T, Y, X i K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych. Zakres stosowalności dla tych złączy jest określony w Tabeli 9.2 normy prEN 1993-1-8:2020; patrz Tab. 7.2.1. Ten sam zakres stosowalności jest stosowany do modelu CBFEM. Poza zakresem stosowalności metody FMM należy przeprowadzić badanie eksperymentalne w celu walidacji lub weryfikacji zgodnie z zatwierdzonym modelem badawczym.

Tab. 7.2.1 Zakres stosowalności metody form zniszczenia, Tabela 9.2 normy EN 1993-1-8:2020

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

Pas	Ściskanie	Klasa 1 lub 2 i $d_0 / t_0 \le 50$ (lecz dla złączy X: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Rozciąganie	$d_0 / t_0 \le 50$ (lecz dla złączy X: $d_0/t_0 \le 40$ )
Krócce CHS	Ściskanie	Klasa 1 lub 2 i $b_i / t_i \le 35$ i $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Rozciąganie	$b_i / t_i \le 35$ i $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Jednopłaszczyznowe złącze T i Y-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.2. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Geometria złączy z wymiarami jest pokazana na Rys. 7.2.2. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.2 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Króciec	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekrój	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 Dimensions of T-joint}}}

Weryfikacja nośności

Wyniki metody FMM są porównywane z wynikami metody CBFEM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia. Wyniki przedstawiono w Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Porównanie wyników nośności obliczeniowych na rozciąganie/ściskanie przewidywanych przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.3. Wyniki pokazują, że różnica między dwiema metodami obliczeniowymi we wszystkich przypadkach jest mniejsza niż 10 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS T and Y-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 200\times200\times6.3$

Króciec

$Stal S355$
$Przekrój SHS 90\times90\times8.0$
$Kąt między króccem a pasem 90°$

Spoina

$Spoina czołowa$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 92,6 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz

Jednopłaszczyznowe złącze X-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.4. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.4 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Króciec	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekrój	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 Dimensions of X-joint}}}

Weryfikacja nośności

Wyniki metody opartej na formach zniszczenia (FMM) są porównywane z wynikami metody CBFEM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia; patrz Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Porównanie wyników przewidywania nośności przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.4. Wyniki pokazują, że różnica między dwiema metodami obliczeniowymi we wszystkich przypadkach jest mniejsza niż 13 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS X-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 200\times200\times6,3$

Krócce

$Stal S355$
$Przekroje SHS 140\times140\times12,5$
$Kąt między króccem a pasem 90°$

Spoiny

$Spoiny czołowe$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 152,4 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz

7.2.4 Jednopłaszczyznowe złącze K-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.6. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.6 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Krócce	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekroje	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 Dimensions of K-joint}}}

Weryfikacja

Wyniki metody CBFEM są porównywane z wynikami metody FMM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia. Wyniki przedstawiono w Tab. 7.2.7.

Tab. 7.2.7 Porównanie wyników przewidywania nośności przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.5. Wyniki pokazują, że metoda CBFEM jest zachowawcza we wszystkich przypadkach w porównaniu z metodą FMM.

\Fig. 7.2.7 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS K-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 180\times180\times10,0$

Krócce

$Stal S355$
$Przekroje SHS 70\times70\times3,0$
$Kąt między króccem a pasem 45°$

Spoiny

$Spoiny czołowe$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 257,5 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz

SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Prostokątne przekroje rurowe

Ten artykuł jest również dostępny w

Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Opis

W tym rozdziale weryfikowane są jednopłaszczyznowe spawane złącza T, X i K z przerwą z prostokątnych, kwadratowych i rurowych przekrojów drążonych, przewidywane metodą CBFEM. Króciec z kwadratowego przekroju rurowego (SHS) jest spawany bezpośrednio do pasa z RHS bez użycia płyt wzmacniających. Złącza są obciążone siłą osiową. W metodzie CBFEM nośność obliczeniowa jest ograniczona przez 5 % odkształcenia lub siłę odpowiadającą deformacji złącza 0,03 b 0 oraz w metodzie FMM ogólnie przez ugięcie płyty poza płaszczyzną 0,03 b 0, gdzie b 0 jest wysokością pasa RHS; patrz Lu i in. (1994).

Metoda form zniszczenia

W przypadku osiowo obciążonych złączy T, Y, X lub K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych może wystąpić pięć form zniszczenia. Są to: zniszczenie ściany czołowej pasa, plastyfikacja pasa, zniszczenie ściany bocznej pasa, zniszczenie środnika pasa, zniszczenie na ścinanie pasa, zniszczenie na przebicie oraz zniszczenie krócca. W niniejszym opracowaniu badane są: zniszczenie ściany czołowej pasa, zniszczenie krócca i zniszczenie na przebicie dla złączy T, Y i X, a dla złącza K z przerwą: zniszczenie ściany czołowej pasa, zniszczenie na ścinanie pasa, zniszczenie krócca i zniszczenie na przebicie; patrz Rys. 7.2.1. Spoiny zaprojektowane zgodnie z EN 1993-1-8:2005 nie są najsłabszymi elementami złącza.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Examined failure modes: a) Chord face failure, b) Chord shear failure, c) Brace failure, and d) Punching shear failure}}}

Zniszczenie ściany czołowej pasa

Nośność obliczeniowa ściany czołowej pasa RHS jest wyznaczana metodą FMM zgodnie z punktem 9.5 normy EN 1993‑1-8:2020. Metoda ta jest również podana w ISO/FDIS 14346 i szczegółowo opisana w Wardenier i in. (2010). Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f y0 jest granicą plastyczności pasa, t 0 jest grubością ścianki pasa, η jest stosunkiem wysokości krócca do szerokości pasa, β jest stosunkiem szerokości krócca do szerokości pasa, q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2), Q f jest funkcją naprężeń w pasie, a γ jest wskaźnikiem smukłości pasa.

Zniszczenie krócca

Nośność obliczeniowa ściany czołowej pasa RHS może być wyznaczona metodą FMM zgodnie z punktem 9.5 normy EN 1993-1-8:2020. Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f yi jest granicą plastyczności krócca i (i = 1, 2), t i jest grubością ścianki krócca i, h i jest wysokością krócca i, b i jest szerokością krócca i, b eff jest efektywną szerokością krócca.

Przebicie

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza T, Y lub X ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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}

gdzie C f jest współczynnikiem materiałowym, f y0 jest granicą plastyczności pasa, t 0 jest grubością ścianki pasa, q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2), h i jest wysokością krócca i, b i jest szerokością krócca i oraz b e,p jest efektywną szerokością dla przebicia.

Zniszczenie na ścinanie pasa

Nośność obliczeniowa osiowo obciążonego złącza K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych wynosi

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

gdzie f y0 jest granicą plastyczności pasa, A v,0,gap jest efektywnym polem przekroju dla zniszczenia na ścinanie pasa, a q i jest kątem zawartym między króccem i a pasem (i = 1, 2).

Zakres stosowalności

Metoda CBFEM została zweryfikowana dla typowych złączy T, Y, X i K z przerwą ze spawanych prostokątnych przekrojów rurowych. Zakres stosowalności dla tych złączy jest określony w Tabeli 9.2 normy prEN 1993-1-8:2020; patrz Tab. 7.2.1. Ten sam zakres stosowalności jest stosowany do modelu CBFEM. Poza zakresem stosowalności metody FMM należy przeprowadzić badanie eksperymentalne w celu walidacji lub weryfikacji zgodnie z zatwierdzonym modelem badawczym.

Tab. 7.2.1 Zakres stosowalności metody form zniszczenia, Tabela 9.2 normy EN 1993-1-8:2020

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

Pas	Ściskanie	Klasa 1 lub 2 i $d_0 / t_0 \le 50$ (lecz dla złączy X: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Rozciąganie	$d_0 / t_0 \le 50$ (lecz dla złączy X: $d_0/t_0 \le 40$ )
Krócce CHS	Ściskanie	Klasa 1 lub 2 i $b_i / t_i \le 35$ i $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Rozciąganie	$b_i / t_i \le 35$ i $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Jednopłaszczyznowe złącze T i Y-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.2. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Geometria złączy z wymiarami jest pokazana na Rys. 7.2.2. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.2 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Króciec	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekrój	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 Dimensions of T-joint}}}

Weryfikacja nośności

Wyniki metody FMM są porównywane z wynikami metody CBFEM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia. Wyniki przedstawiono w Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Porównanie wyników nośności obliczeniowych na rozciąganie/ściskanie przewidywanych przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.3. Wyniki pokazują, że różnica między dwiema metodami obliczeniowymi we wszystkich przypadkach jest mniejsza niż 10 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS T and Y-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 200\times200\times6.3$

Króciec

$Stal S355$
$Przekrój SHS 90\times90\times8.0$
$Kąt między króccem a pasem 90°$

Spoina

$Spoina czołowa$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 92,6 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz

Jednopłaszczyznowe złącze X-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.4. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.4 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Króciec	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekrój	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 Dimensions of X-joint}}}

Weryfikacja nośności

Wyniki metody opartej na formach zniszczenia (FMM) są porównywane z wynikami metody CBFEM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia; patrz Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Porównanie wyników przewidywania nośności przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.4. Wyniki pokazują, że różnica między dwiema metodami obliczeniowymi we wszystkich przypadkach jest mniejsza niż 13 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS X-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 200\times200\times6,3$

Krócce

$Stal S355$
$Przekroje SHS 140\times140\times12,5$
$Kąt między króccem a pasem 90°$

Spoiny

$Spoiny czołowe$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 152,4 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz

7.2.4 Jednopłaszczyznowe złącze K-SHS

Przegląd rozpatrywanych przykładów podano w Tab. 7.2.6. Wybrane przypadki obejmują szeroki zakres geometrycznych wskaźników złączy. Wybrane złącza uległy zniszczeniu zgodnie z metodą FMM przez zniszczenie ściany czołowej pasa lub zniszczenie krócca.

Tab. 7.2.6 Przegląd przykładów

Przykład	Pas	Krócce	Kąty		Materiał
	Przekrój	Przekroje	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 Dimensions of K-joint}}}

Weryfikacja

Wyniki metody CBFEM są porównywane z wynikami metody FMM. Porównanie dotyczy nośności i obliczeniowej formy zniszczenia. Wyniki przedstawiono w Tab. 7.2.7.

Tab. 7.2.7 Porównanie wyników przewidywania nośności przez CBFEM i FMM

Badanie wykazuje dobrą zgodność dla zastosowanych przypadków obciążeń. Wyniki są podsumowane na wykresie porównującym nośności obliczeniowe CBFEM i FMM; patrz Rys. 7.2.5. Wyniki pokazują, że metoda CBFEM jest zachowawcza we wszystkich przypadkach w porównaniu z metodą FMM.

\Fig. 7.2.7 Verification of resistance determined by CBFEM to FMM for the uniplanar SHS K-joint}}}

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Pas

$Stal S355$
$Przekrój SHS 180\times180\times10,0$

Krócce

$Stal S355$
$Przekroje SHS 70\times70\times3,0$
$Kąt między króccem a pasem 45°$

Spoiny

$Spoiny czołowe$

Rozmiar siatki

$16 elementów na największej ściance prostokątnego przekroju rurowego$

Obciążenie

$Siłą przyłożoną do krócca na ściskanie/rozciąganie$

Wyniki

$Nośność obliczeniowa na ściskanie/rozciąganie wynosi N Rd = 257,5 kN$
$Obliczeniowa forma zniszczenia to zniszczenie ściany czołowej pasa$

Otwórz w przeglądarce Pobierz