Idea Statica
  • Metal
  • Concrete
  • Legături BIM
  • Support tehnic
  • Prețuri
  • Compania
  • Prezentare generală a oțelului
  • Proiectarea conexiunii
  • Design membru
  • Proiectare parametrică
  • Pereți și regiuni D
  • Checkbot
  • Integrări acceptate
  • Prezentare generală BIM
  • Vizualizator
  • API-uri
  • Centrul de asistență
  • E-learning și certificare
  • Blog
  • Descărcări și licențe
  • Planuri
  • Instrument gratuit pentru comunitate
  • Clienți de tip Enterprise
  • Studenți și profesori
  • Contact
  • Blog
  • Cercetare și dezvoltare
  • Distribuitori autorizați
  • Metal
    Prezentare generală a oțeluluiProiectarea conexiuniiDesign membruProiectare parametrică
  • Concrete
    Pereți și regiuni D
  • Legături BIM
    CheckbotIntegrări acceptatePrezentare generală BIMVizualizatorAPI-uri
  • Support tehnic
    Centrul de asistențăE-learning și certificareBlogDescărcări și licențe
  • Prețuri
    PlanuriInstrument gratuit pentru comunitateClienți de tip EnterpriseStudenți și profesori
  • Compania
    ContactBlogCercetare și dezvoltareDistribuitori autorizați
Probă gratuită de 14 zile
Probă gratuită de 14 zile
  • Metal
  • Concrete
  • Legături BIM
  • Support tehnic
  • Prețuri
  • Compania

Abonați-vă la newsletter-ul nostru

Companie

  • Despre noi
  • Parteneriate
  • Cariere
  • Tehnologie brevetată pentru ingineri structuriști

Resurse

  • Proiecte ale clienților
  • Studii de caz
  • IDEA StatiCa Connection Library
  • Cărți de verificare

Legal

  • ACORD DE LICENȚĂ PENTRU UTILIZATORUL FINAL IDEA StatiCa
  • Politica globală de confidențialitate
  • Termeni și Condiții de Utilizare – IDEA StatiCa Viewer
  • Licențiere

Ajutor

  • Contact
  • Solicitare ofertă
  • Distribuitori
  • Descărcări
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Folosit și de încredere la nivel mondial de ingineri, fabricanți și consultanți.

Centrul de SuportExemple de verificareRigiditatea la încovoiere a îmbinării cu șuruburi a secțiunilor deschise
SteelVerificationsConnection

Rigiditatea la încovoiere a îmbinării cu șuruburi a secțiunilor deschise

Acest articol este disponibil și în
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
Tradus automat din engleză

Un capitol exemplu din cartea Cazuri de referință pentru proiectarea avansată a îmbinărilor din oțel structural

10.2.1 Descriere

Predicția rigidității de rotație este verificată pe o îmbinare cu moment la streașină cu șuruburi. Se studiază o îmbinare cu șuruburi a unui stâlp cu secțiune deschisă HEB și a unei grinzi IPE, iar comportamentul îmbinării este descris prin diagrama moment-rotație. Rezultatele modelului analitic prin metoda elementelor finite bazată pe componente (CBFEM) sunt comparate cu metoda componentelor (CM). Rezultatele numerice sub forma unui caz de referință sunt disponibile.

10.2.2 Model analitic

Rigiditatea de rotație a unei îmbinări trebuie determinată din deformația componentelor sale de bază, care sunt reprezentate prin coeficientul de rigiditate ki. Rigiditatea de rotație a îmbinării Sj se obține din:

Sj=Ez2μΣi1kiS_j = \frac{E z^2}{\mu \Sigma_i \frac{1}{k_i}}Sj​=μΣi​ki​1​Ez2​

unde

kik_iki​ —  coeficientul de rigiditate pentru componenta îmbinării i;

zzz — brațul de pârghie, a se vedea 6.2.7;

μμμ — raportul de rigiditate, a se vedea 6.3.1.

Componentele îmbinării luate în considerare în acest exemplu sunt panoul inimii stâlpului la forfecare k1, care este egal cu infinit pentru un stâlp rigidizat, și un coeficient de rigiditate echivalent unic keq pentru îmbinarea cu placă de capăt cu două sau mai multe rânduri de șuruburi în întindere.

k1=0.38 Avcβ zk_{\mathit{1}} = 0.38 \, \frac{A_{\mathit{vc}}}{\beta \, z}k1​=0.38βzAvc​​

keq=(keff,0hr,0)+(keff,1hr,1)+(keff,2hr,2)+(keff,3hr,3)+(keff,4hr,4)zeqk_{eq} = \frac{(k_{eff,0}h_{r,0}) + (k_{eff,1}h_{r,1}) + (k_{eff,2}h_{r,2}) + (k_{eff,3}h_{r,3}) + (k_{eff,4}h_{r,4})}{z_{eq}}keq​=zeq​(keff,0​hr,0​)+(keff,1​hr,1​)+(keff,2​hr,2​)+(keff,3​hr,3​)+(keff,4​hr,4​)​

keff,i=11k5,i+1k10+1k4,ik_{eff,i} = \frac{1}{\frac{1}{k_{5,i}} + \frac{1}{k_{10}} + \frac{1}{k_{4,i}}}keff,i​=k5,i​1​+k10​1​+k4,i​1​1​

zeq=(keff,0hr,02)+(keff,1hr,12)+(keff,2hr,22)+(keff,3hr,32)+(keff,4hr,42)(keff,0hr,0)+(keff,1hr,1)+(keff,2hr,2)+(keff,3hr,3)+(keff,4hr,4)z_{eq} = \frac{(k_{eff,0}h_{r,0}^2) + (k_{eff,1}h_{r,1}^2) + (k_{eff,2}h_{r,2}^2) + (k_{eff,3}h_{r,3}^2) + (k_{eff,4}h_{r,4}^2)}{(k_{eff,0}h_{r,0}) + (k_{eff,1}h_{r,1}) + (k_{eff,2}h_{r,2}) + (k_{eff,3}h_{r,3}) + (k_{eff,4}h_{r,4})}zeq​=(keff,0​hr,0​)+(keff,1​hr,1​)+(keff,2​hr,2​)+(keff,3​hr,3​)+(keff,4​hr,4​)(keff,0​hr,02​)+(keff,1​hr,12​)+(keff,2​hr,22​)+(keff,3​hr,32​)+(keff,4​hr,42​)​


Sj, ini=E zeq2μ(1keq+1k1)S_{\mathit{j,\,ini}} = \frac{E \, z_{\mathit{eq}}^{2}}{\mu \left( \frac{1}{k_{\mathit{eq}}} + \frac{1}{k_{\mathit{1}}} \right)}Sj,ini​=μ(keq​1​+k1​1​)Ezeq2​​

unde

hr,ih_{r,i}hr,i​ — distanța de la rândul de șuruburi la talpa inferioară a grinzii, a se vedea Desenul 10.2.1

kik_iki​ — coeficientul de rigiditate pentru componenta îmbinării i

zeqz_{eq}zeq​ — este brațul de pârghie echivalent

Drawing 10.2.1 \textsf{\textit{\footnotesize{Drawing 10.2.1 }}}Drawing 10.2.1 

În exemplu, o grindă cu secțiune deschisă IPE 330 este conectată cu o placă de capăt cu șuruburi la un stâlp HEB 200. Grosimea plăcii de capăt este de 15 mm, tipul șuruburilor este M24 8.8, iar ansamblul este prezentat în Fig. 10.2.1. Alte exemple au secțiuni transversale diferite ale stâlpului. Rigidizările sunt în interiorul stâlpului, în dreptul tălpilor grinzii, cu grosimea de 15 mm. Tălpile grinzii sunt conectate la placa de capăt prin suduri cu grosimea cusăturii de 8 mm. Inima grinzii este conectată prin sudură cu grosimea cusăturii de 5 mm. Plasticitatea este aplicată în suduri. Materialul grinzii, stâlpului și plăcii de capăt este S235. Îmbinarea este încărcată la încovoiere. Rezistența de calcul este limitată de componenta panou al inimii stâlpului la forfecare. Coeficienții de rigiditate calculați ai componentelor de bază, rigiditatea inițială, rigiditatea la rezistența de calcul și rotația grinzii sunt rezumate în Tab. 10.2.1.  Îmbinările cu înălțimea stâlpului sub 260 mm au avut modul de cedare prin forfecare a panoului inimii, celelalte au avut talpa grinzii în întindere, astfel încât rezistențele lor la încovoiere sunt egale.

Tab. 10.2.1 Rezultatele modelului analitic (Metoda componentelor)

Fig. 10.2.1 Joint geometry with dimensions\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.1 Joint geometry with dimensions}}}Fig. 10.2.1 Joint geometry with dimensions

10.2.3 Verificarea rigidității

Informații detaliate despre predicția rigidității în CBFEM pot fi găsite în capitolul 3.9. Analizele CBFEM permit calculul rigidității de rotație secante în orice etapă de încărcare. Rezistența de calcul este atinsă la o deformație plastică de 5% în componenta panou al inimii stâlpului la forfecare. Rigiditatea de rotație calculată prin CBFEM este comparată cu CM. Comparația arată o bună concordanță a rigidității inițiale și corespondența comportamentului îmbinării. Rigiditatea calculată prin CBFEM și CM este rezumată în Fig. 10.2.2.  

Tab. 10.2.2 Verificare CBFEM față de CM

Fig. 10.2.2 Verification of the bending resistance CBFEM to CM\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.2 Verification of the bending resistance CBFEM to CM}}}Fig. 10.2.2 Verification of the bending resistance CBFEM to CM

Fig. 10.2.3 Verification of the bending stiffness CBFEM to CM\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.3 Verification of the bending stiffness CBFEM to CM}}}Fig. 10.2.3 Verification of the bending stiffness CBFEM to CM

Fig. 10.2.4 Sensitivity study for the beam height\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.4 Sensitivity study for the beam height}}}Fig. 10.2.4 Sensitivity study for the beam height

Fig. 10.2.5 Sensitivity study for the beam height (initial stiffness)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.5 Sensitivity study for the beam height (initial stiffness)}}}Fig. 10.2.5 Sensitivity study for the beam height (initial stiffness)

10.2.4 Comportament global și verificare

Este pregătită o comparație a comportamentului global al unei îmbinări cu moment la streașină cu șuruburi, descrisă prin diagrama moment-rotație. Îmbinarea este analizată și se calculează rigiditatea grinzii conectate. Caracteristica principală este rigiditatea inițială calculată la 2/3 Mj,Rd, unde Mj,Rd este rezistența de calcul la moment a îmbinării. Mc,Rd reprezintă rezistența de calcul la moment a grinzii analizate. Diagramele moment-rotație sunt prezentate în Fig. 10.2.6-10.2.16

Fig. 10.2.6 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.6 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)}}}Fig. 10.2.6 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)

Fig. 10.2.7 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB220)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.7 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB220)}}}Fig. 10.2.7 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB220)

Fig. 10.2.8 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB240)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.8 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB240)}}}Fig. 10.2.8 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB240)

Fig. 10.2.9 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB260)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.9 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB260)}}}Fig. 10.2.9 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB260)

Fig. 10.2.10 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB280)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.10 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB280)}}}Fig. 10.2.10 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB280)

Fig. 10.2.11 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB300)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.11 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB300)}}}Fig. 10.2.11 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB300)

Fig. 10.2.12 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB320)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.12 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB320)}}}Fig. 10.2.12 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB320)

Fig. 10.2.13 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB340)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.13 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB340)}}}Fig. 10.2.13 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB340)

Fig. 10.2.14 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB360)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.14 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB360)}}}Fig. 10.2.14 Moment-rotation diagram for a bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB360)

10.2.5 Caz de referință

Date de intrare

Grindă și stâlp

  • Oțel S235
  • Stâlp HEB200
  • Grindă IPE330

Sudură

  • Grosimea cusăturii sudurii tălpii af = 8 mm
  • Grosimea cusăturii sudurii inimii aw = 5 mm

Placă de capăt

  • Grosime tp = 15 mm
  • Înălțime hp = 450 mm
  • Lățime bp = 200 mm
  • Șuruburi M24 8.8
  • Dispunerea șuruburilor conform Fig. 10.2.1

Rigidizări stâlp

  • Grosime ts = 15 mm
  • Lățime bs = 95 mm
  • Raportate la talpa grinzii, poziție superioară și inferioară
  • Grosimea cusăturii sudurii as = 6 mm

Element de rigidizare placă de capăt

  • Grosime tst = 10 mm
  • Înălțime hst = 90 mm
  • Grosimea cusăturii sudurii ast = 5 mm

Rezultate

  • Încărcare Mj,Ed = 2/3 Mj,Rd = 70 kNm
  • Rigiditate de rotație secantă Sjs = 40 MNm/rad

Fig. 10.2.17 Benchmark case for bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 10.2.17 Benchmark case for bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)}}}Fig. 10.2.17 Benchmark case for bolted eaves moment joint (IPE330 to HEB200)

Deschide în VizualizatorDescărcare