Cıvatalı birleşim - Kesmedeki ek yerleri

Açıklama

Bu çalışma, simetrik çift ek yerli cıvatalı birleşimin direncine yönelik bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemi (CBFEM) doğrulamasına ve analitik modele (AM) odaklanmaktadır.

Analitik model

Kesmedeki cıvata direnci ve yataklamadaki plaka direnci, EN 1993-1-8:2005'in 3.6.1 bölümündeki Tab. 3.4'e göre tasarlanmıştır. Uzun birleşimler için, md. 3.8'e göre azaltma katsayısı dikkate alınmıştır. Bağlantı elemanı delikleri için azaltmalar içeren bağlı elemanların tasarım direnci, md. 3.10'a göre hesaba katılmıştır.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{ Drawing 5.2.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

Direnç doğrulaması

CBFEM ile hesaplanan tasarım dirençleri, analitik model (AM) sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar Tab. 5.2.1'de özetlenmiştir. Parametreler cıvata malzemesi, ek yeri kalınlığı, cıvata çapı ve cıvata aralıklarıdır; bkz. Şek. 5.2.1 - 5.2.4.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.1 Sensitivity study for the bolt material}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.2 Sensitivity study for the splice thickness}}}$$

Tab. 5.2.1 Direnç duyarlılık çalışması

Birleşim tanımı: ek yeri 150/10mm, 2×M20 cıvata aralıkları p =70, e₁=50, plakalar 2×150/6mm, S235 çeliği

Birleşim tanımı: ek yeri yüksekliği 200mm, 3×M16 8,8 cıvata aralıkları p = 55mm e₁ = 40mm, plakalar 2×200/t mm, S235 çeliği

Birleşim tanımı: ek yeri 120/10mm, 2×MX 8,8 cıvata, plakalar 2×120/10 mm, S235 çeliği

Birleşim tanımı: Ek yeri 200/6 mm, 3×M16 8,8 cıvata, plakalar 2×200/6mm, S235 çeliği

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.3 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.4 Sensitivity study for the distance of bolts}}}$$

Duyarlılık çalışmalarının sonuçları Şek. 5.2.5'teki grafikte özetlenmiştir. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkların %5'in altında olduğunu göstermektedir. Analitik model genel olarak daha yüksek direnç vermektedir.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.5 Verification of CBFEM to AM for the symmetrical double splice connection}}}$$

Kıyaslama örneği

Girdiler

Bağlı eleman

• S235 çeliği
• Ek yeri 200/10 mm

Bağlayıcılar

Cıvatalar

• 3 × M16 8.8
• Aralıklar e₁ = 40 mm, p = 55 mm

2 x ek yeri

• S235 çeliği
• Plaka 380×200×10

Çıktılar

• Tasarım direnci F_Rd = 258 kN
• Belirleyici olan bağlı ek yerinin yataklamasıdır

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.6 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$