SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Dairesel içi boş kesitler

Bu makale aynı zamanda şu dillerde de mevcuttur:

Yapay zeka tarafından İngilizce'den çevrildi

Bu bölüm, prof. Wald ve diğerleri tarafından yazılan Component-based finite element design of steel connections kitabından seçilmiş bir bölümdür. Bölüm, dairesel içi boş kesit birleşimlerinin doğrulanmasına odaklanmaktadır.

Göçme modu yöntemi

Bu bölümde, tek düzlemli kaynaklı Dairesel İçi Boş Kesit (CHS) birleşimlerinin tasarımı için bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemi (CBFEM), Göçme Modu Yöntemi (FMM) ile doğrulanmaktadır: T, X ve K-birleşimleri. CBFEM'de tasarım direnci, %5 gerinim sınırına ulaşılması veya d 0 kord çapının %3'üne karşılık gelen birleşim deformasyonuna karşılık gelen kuvvetle sınırlandırılmaktadır. FMM'deki direnç genel olarak tepe yük veya %3 d 0 deformasyon sınırı ile belirlenmektedir, bkz. (Lu ve diğ. 1994). FMM, birleşim göçmesine yol açabilecek modların belirlenmesi ilkesine dayanmaktadır. 70'li ve 80'li yıllarda gerçekleştirilen pratik deneyimler ve deneyler sonucunda CHS birleşimleri için iki göçme modu tanımlanmıştır: kord plastikleşmesi ve kord zımbalama kesmesi. Bu hesap yöntemi her zaman incelenen birleşim geometrisiyle sınırlıdır. Bu, her geometri için her zaman farklı formüllerin geçerli olduğu anlamına gelmektedir. Aşağıdaki çalışmalarda kaynaklar, birleşimdeki en zayıf bileşenler olmayacak şekilde EN 1993‑1‑8:2006'ya göre tasarlanmıştır.

Kord plastikleşmesi

Bir CHS kord yüzeyinin tasarım direnci, prEN 1993-1-8:2020'nin Bölüm 9'undaki FMM modeli ile verilen yöntem kullanılarak belirlenebilir; bkz. Şek. 7.1.1. Yöntem aynı zamanda ISO/FDIS 14346'da da verilmekte olup (Wardenier ve diğ. 2010)'da daha ayrıntılı açıklanmaktadır. Eksenel yüklü kaynaklı CHS birleşiminin tasarım direnci:

$T ve Y birleşimi için$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} (2.6+17.7 \beta^2) \gamma^{0.2} Q_f / \gamma_{M5}

$X birleşimi$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} \left ( \frac{2.6+2.6 \beta}{1-0.7 \beta} \right ) \gamma^{0.15} Q_f / \gamma_{M5}

$ve K boşluklu birleşim için$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} (1.65+13.2 \beta^{1.6}) \gamma^{0.3} \left [ 1+ \frac{1}{1.2+(g/t_0)^{0.8}} \right ] Q_f / \gamma_{M5}

burada:

$d i - CHS elemanı i'nin toplam çapı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$f yi - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$g - K birleşiminin çaprazları arasındaki boşluk$
$t i - CHS elemanı i'nin cidar kalınlığı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$\theta_i$
$\beta$
$\gamma$
$Q f - kord gerilme faktörü$
$C f - malzeme faktörü$
$\gamma_{M5}$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.1 Examined failure mode – chord plastification}}}

Kord zımbalama kesmesi

d_i \le d_0 - 2 t_0

Kord zımbalama kesmesi için kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin eksenel yüklü T, Y, X ve K birleşiminin tasarım direnci (Şek. 7.1.2):

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0}}{\sqrt{3}} t_0 \pi d_i \frac{1+\sin{\theta_1}}{2 \sin^2{\theta_1}} / \gamma_{M5}

burada:

$d i - CHS elemanı i'nin toplam çapı (i = 0,1,2 veya 3)$
$t i - CHS elemanı i'nin cidar kalınlığı (i = 0,1,2 veya 3)$
$f y,i - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0,1,2 veya 3)$
$\theta_i$
$C f - malzeme faktörü$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.2 Examined failure mode – chord punching shear}}}

Kord kesmesi

\cos{\theta_1} > \beta

Kord kesmesi için kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin eksenel yüklü X birleşiminin tasarım direnci, bkz. Şek. 7.1.3:

N_{1,Rd} = \frac{f_{y0}}{\sqrt{3}} \frac{(2/\pi A_0)}{\sin{\theta_1}} / \gamma_{M5}

burada:

$A i - kesit i'nin alanı (i = 0,1,2 veya 3)$
$f y,i - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0,1,2 veya 3)$
$\theta_i$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.3 Examined failure mode - Chord shear}}}

Geçerlilik aralığı

CBFEM, kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin tipik birleşimleri için doğrulanmıştır. Bu birleşimler için geçerlilik aralığı prEN 1993-1-8:2020'nin Tablo 7.1.8'inde tanımlanmıştır; bkz. Tab 7.1.2. Aynı geçerlilik aralığı CBFEM modeline de uygulanmaktadır. FMM'nin geçerlilik aralığı dışında, doğrulama için bir deney hazırlanmalı veya doğrulanmış bir araştırma modeline göre doğrulama gerçekleştirilmelidir.

Tab. 7.1.2 Göçme modları yöntemi için geçerlilik aralığı

Genel	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$-0.55 \le \frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Kord	Basınç	Sınıf 1 veya 2 ve $10 \le d_0 / t_0 \le 50$ (ancak X birleşimleri için: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Çekme	$10 \le d_0 / t_0 \le 50$ (ancak X birleşimleri için: $d_0/t_0 \le 40$ )
CHS çaprazları	Basınç	Sınıf 1 veya 2 ve $d_i / t_i \le 50$
	Çekme	$d_i / t_i \le 50$

Tek düzlemli T ve Y-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.3'te verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.2'de gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, FMM'ye göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.4 Dimensions of T/Y joint}}}

Tab. 7.1.3 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	$\theta$	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219.1/5.0	CHS48.3/5.0	90	355	490	210
2	CHS219.1/5.0	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
3	CHS219.1/6.3	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
4	CHS219.1/10.0	CHS60.3/5.0	90	355	490	210
5	CHS219.1/12.5	CHS168.3/10.0	90	355	490	210
6	CHS219.1/8.0	CHS48.3/5.0	90	355	490	210

Direnç doğrulaması

FMM'ye dayalı yöntemin sonuçları CBFEM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.4'te sunulmaktadır.

Çalışma, uygulanan yük durumları için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.5. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın tüm durumlarda %14'ten az olduğunu göstermektedir.

Tab. 7.1.4 Çekme/basınç yüklemesi için tasarım dirençlerinin karşılaştırması: CBFEM ve FMM tahminleri

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.5 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS219.1/5.0$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS48.3/5.0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 90°$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 56,3 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6a Boundary conditions for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

Tek düzlemli X-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.5'te verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.6'da gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, FMM'ye göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.7 Dimensions of X joint}}}

Tab. 7.1.5 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	$\theta$	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219.1/6.3	CHS60.3/5.0	90	355	490	210
2	CHS219.1/8.0	CHS76.1/5.0	90	355	490	210
3	CHS219.1/10.0	CHS139.7/10.0	90	355	490	210
4	CHS219.1/12.5	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
5	CHS219.1/10.0	CHS76.1/5.0	90	355	490	210
6	CHS219.1/8.0	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
7	CHS219.1/6.3	CHS48.3/5.0	60	355	490	210
8	CHS219.1/6.3	CHS114.3/6.3	60	355	490	210
9	CHS219.1/8.0	CHS60.3/5.0	60	355	490	210
10	CHS219.1/10.0	CHS114.3/6.3	60	355	490	210
11	CHS219.1/12.5	CHS139.7/10.0	60	355	490	210
12	CHS219.1/8.0	CHS139.7/10.0	60	355	490	210
13	CHS219.1/6.3	CHS48.3/5.0	30	355	490	210
14	CHS219.1/6.3	CHS193.7/12.5	30	355	490	210
15	CHS219.1/6.3	CHS219.1/12.5	30	355	490	210
16	CHS219.1/8.0	CHS76.1/5.0	30	355	490	210
17	CHS219.1/8.0	CHS168.3/10	30	355	490	210
18	CHS219.1/12.5	CHS168.3/10	30	355	490	210

Direnç doğrulaması

CBFEM sonuçları FMM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.6'da sunulmaktadır.

Tab. 7.1.6 CBFEM ve FMM tahminlerinin sonuçlarının karşılaştırması

Çalışma, uygulanan yük durumlarının büyük çoğunluğu için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.7. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın çoğu durumda %13'ten az olduğunu göstermektedir.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.8 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS X- joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.9 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS X-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS219.1/6,3$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS60,3/5,0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 90°$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 103,9 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.9a Boundary conditions for the uniplanar CHS X-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

Tek düzlemli K-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.7'de verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.8'de gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, göçme modlarına dayalı yönteme (FMM) göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

Tab. 7.1.7 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Boşluk	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	g	$\theta$	f_y	f_u	E
			[mm]	[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219,1/8,0	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
2	CHS219,1/12,5	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
3	CHS219,1/5,0	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
4	CHS219,1/10,0	CHS60,3/5,0	56.9	60	355	490	210
5	CHS219,1/6,3	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
6	CHS219,1/6,3	CHS60,3/5,0	56.9	60	355	490	210
7	CHS219,1/8,0	CHS76,1/5,0	38.6	60	355	490	210
8	CHS219,1/10,0	CHS76,1/5,0	38.6	60	355	490	210
9	CHS219,1/6.3	CHS48,3/65,0	70.7	60	355	490	210
10	CHS219,1/12,5	CHS48,3/5,0	70.7	60	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.10 Dimensions of K joint}}}

Direnç doğrulaması

Göçme modlarına dayalı yöntemin (FMM) sonuçları CBFEM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.8 ve Şek. 7.1.9'da sunulmaktadır.

Tab. 7.1.8 CBFEM ve FMM tasarım dirençleri sonuçlarının karşılaştırması

Çalışma, uygulanan yük durumları için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.6. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın tüm durumlarda %12'den az olduğunu göstermektedir.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.11 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS K-joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.12 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS K-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS 219.1/8.0$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS 88.9/5.0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 60°$
$Çaprazlar arasındaki boşluk g = 23,8 mm$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 328,8 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6a Boundary conditions for the uniplanar CHS K-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

CBFEM kitabı – Bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemiyle çelik birleşim tasarımı

Çelik
CBFEM
Connection
Verification book

Knowledge base

CBFEM kitabı – Bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemiyle çelik birleşim tasarımı

Daha fazla oku

SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Dairesel içi boş kesitler

Bu makale aynı zamanda şu dillerde de mevcuttur:

Yapay zeka tarafından İngilizce'den çevrildi

Göçme modu yöntemi

Bu bölümde, tek düzlemli kaynaklı Dairesel İçi Boş Kesit (CHS) birleşimlerinin tasarımı için bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemi (CBFEM), Göçme Modu Yöntemi (FMM) ile doğrulanmaktadır: T, X ve K-birleşimleri. CBFEM'de tasarım direnci, %5 gerinim sınırına ulaşılması veya d 0 kord çapının %3'üne karşılık gelen birleşim deformasyonuna karşılık gelen kuvvetle sınırlandırılmaktadır. FMM'deki direnç genel olarak tepe yük veya %3 d 0 deformasyon sınırı ile belirlenmektedir, bkz. (Lu ve diğ. 1994). FMM, birleşim göçmesine yol açabilecek modların belirlenmesi ilkesine dayanmaktadır. 70'li ve 80'li yıllarda gerçekleştirilen pratik deneyimler ve deneyler sonucunda CHS birleşimleri için iki göçme modu tanımlanmıştır: kord plastikleşmesi ve kord zımbalama kesmesi. Bu hesap yöntemi her zaman incelenen birleşim geometrisiyle sınırlıdır. Bu, her geometri için her zaman farklı formüllerin geçerli olduğu anlamına gelmektedir. Aşağıdaki çalışmalarda kaynaklar, birleşimdeki en zayıf bileşenler olmayacak şekilde EN 1993‑1‑8:2006'ya göre tasarlanmıştır.

Kord plastikleşmesi

Bir CHS kord yüzeyinin tasarım direnci, prEN 1993-1-8:2020'nin Bölüm 9'undaki FMM modeli ile verilen yöntem kullanılarak belirlenebilir; bkz. Şek. 7.1.1. Yöntem aynı zamanda ISO/FDIS 14346'da da verilmekte olup (Wardenier ve diğ. 2010)'da daha ayrıntılı açıklanmaktadır. Eksenel yüklü kaynaklı CHS birleşiminin tasarım direnci:

$T ve Y birleşimi için$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} (2.6+17.7 \beta^2) \gamma^{0.2} Q_f / \gamma_{M5}

$X birleşimi$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} \left ( \frac{2.6+2.6 \beta}{1-0.7 \beta} \right ) \gamma^{0.15} Q_f / \gamma_{M5}

$ve K boşluklu birleşim için$

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_1}} (1.65+13.2 \beta^{1.6}) \gamma^{0.3} \left [ 1+ \frac{1}{1.2+(g/t_0)^{0.8}} \right ] Q_f / \gamma_{M5}

burada:

$d i - CHS elemanı i'nin toplam çapı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$f yi - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$g - K birleşiminin çaprazları arasındaki boşluk$
$t i - CHS elemanı i'nin cidar kalınlığı (i = 0, 1, 2 veya 3)$
$\theta_i$
$\beta$
$\gamma$
$Q f - kord gerilme faktörü$
$C f - malzeme faktörü$
$\gamma_{M5}$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.1 Examined failure mode – chord plastification}}}

Kord zımbalama kesmesi

d_i \le d_0 - 2 t_0

Kord zımbalama kesmesi için kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin eksenel yüklü T, Y, X ve K birleşiminin tasarım direnci (Şek. 7.1.2):

N_{1,Rd} = C_f \frac{f_{y0}}{\sqrt{3}} t_0 \pi d_i \frac{1+\sin{\theta_1}}{2 \sin^2{\theta_1}} / \gamma_{M5}

burada:

$d i - CHS elemanı i'nin toplam çapı (i = 0,1,2 veya 3)$
$t i - CHS elemanı i'nin cidar kalınlığı (i = 0,1,2 veya 3)$
$f y,i - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0,1,2 veya 3)$
$\theta_i$
$C f - malzeme faktörü$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.2 Examined failure mode – chord punching shear}}}

Kord kesmesi

\cos{\theta_1} > \beta

Kord kesmesi için kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin eksenel yüklü X birleşiminin tasarım direnci, bkz. Şek. 7.1.3:

N_{1,Rd} = \frac{f_{y0}}{\sqrt{3}} \frac{(2/\pi A_0)}{\sin{\theta_1}} / \gamma_{M5}

burada:

$A i - kesit i'nin alanı (i = 0,1,2 veya 3)$
$f y,i - eleman i'nin akma dayanımı (i = 0,1,2 veya 3)$
$\theta_i$
$N i,Rd - eleman i'deki iç eksenel kuvvet cinsinden ifade edilen birleşimin tasarım direnci (i = 0, 1, 2 veya 3)$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.3 Examined failure mode - Chord shear}}}

Geçerlilik aralığı

CBFEM, kaynaklı dairesel içi boş kesitlerin tipik birleşimleri için doğrulanmıştır. Bu birleşimler için geçerlilik aralığı prEN 1993-1-8:2020'nin Tablo 7.1.8'inde tanımlanmıştır; bkz. Tab 7.1.2. Aynı geçerlilik aralığı CBFEM modeline de uygulanmaktadır. FMM'nin geçerlilik aralığı dışında, doğrulama için bir deney hazırlanmalı veya doğrulanmış bir araştırma modeline göre doğrulama gerçekleştirilmelidir.

Tab. 7.1.2 Göçme modları yöntemi için geçerlilik aralığı

Genel	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$-0.55 \le \frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Kord	Basınç	Sınıf 1 veya 2 ve $10 \le d_0 / t_0 \le 50$ (ancak X birleşimleri için: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Çekme	$10 \le d_0 / t_0 \le 50$ (ancak X birleşimleri için: $d_0/t_0 \le 40$ )
CHS çaprazları	Basınç	Sınıf 1 veya 2 ve $d_i / t_i \le 50$
	Çekme	$d_i / t_i \le 50$

Tek düzlemli T ve Y-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.3'te verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.2'de gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, FMM'ye göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.4 Dimensions of T/Y joint}}}

Tab. 7.1.3 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	$\theta$	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219.1/5.0	CHS48.3/5.0	90	355	490	210
2	CHS219.1/5.0	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
3	CHS219.1/6.3	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
4	CHS219.1/10.0	CHS60.3/5.0	90	355	490	210
5	CHS219.1/12.5	CHS168.3/10.0	90	355	490	210
6	CHS219.1/8.0	CHS48.3/5.0	90	355	490	210

Direnç doğrulaması

FMM'ye dayalı yöntemin sonuçları CBFEM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.4'te sunulmaktadır.

Çalışma, uygulanan yük durumları için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.5. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın tüm durumlarda %14'ten az olduğunu göstermektedir.

Tab. 7.1.4 Çekme/basınç yüklemesi için tasarım dirençlerinin karşılaştırması: CBFEM ve FMM tahminleri

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.5 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS219.1/5.0$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS48.3/5.0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 90°$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 56,3 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6a Boundary conditions for the uniplanar CHS T and Y-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

Tek düzlemli X-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.5'te verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.6'da gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, FMM'ye göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.7 Dimensions of X joint}}}

Tab. 7.1.5 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	$\theta$	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219.1/6.3	CHS60.3/5.0	90	355	490	210
2	CHS219.1/8.0	CHS76.1/5.0	90	355	490	210
3	CHS219.1/10.0	CHS139.7/10.0	90	355	490	210
4	CHS219.1/12.5	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
5	CHS219.1/10.0	CHS76.1/5.0	90	355	490	210
6	CHS219.1/8.0	CHS114.3/6.3	90	355	490	210
7	CHS219.1/6.3	CHS48.3/5.0	60	355	490	210
8	CHS219.1/6.3	CHS114.3/6.3	60	355	490	210
9	CHS219.1/8.0	CHS60.3/5.0	60	355	490	210
10	CHS219.1/10.0	CHS114.3/6.3	60	355	490	210
11	CHS219.1/12.5	CHS139.7/10.0	60	355	490	210
12	CHS219.1/8.0	CHS139.7/10.0	60	355	490	210
13	CHS219.1/6.3	CHS48.3/5.0	30	355	490	210
14	CHS219.1/6.3	CHS193.7/12.5	30	355	490	210
15	CHS219.1/6.3	CHS219.1/12.5	30	355	490	210
16	CHS219.1/8.0	CHS76.1/5.0	30	355	490	210
17	CHS219.1/8.0	CHS168.3/10	30	355	490	210
18	CHS219.1/12.5	CHS168.3/10	30	355	490	210

Direnç doğrulaması

CBFEM sonuçları FMM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.6'da sunulmaktadır.

Tab. 7.1.6 CBFEM ve FMM tahminlerinin sonuçlarının karşılaştırması

Çalışma, uygulanan yük durumlarının büyük çoğunluğu için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.7. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın çoğu durumda %13'ten az olduğunu göstermektedir.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.8 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS X- joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.9 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS X-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS219.1/6,3$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS60,3/5,0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 90°$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 103,9 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.9a Boundary conditions for the uniplanar CHS X-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

Tek düzlemli K-CHS birleşimi

Çalışmada ele alınan örneklere genel bakış Tab. 7.1.7'de verilmektedir. Seçilen durumlar, geniş bir birleşim geometrik oranı aralığını kapsamaktadır. Boyutlarıyla birlikte birleşimlerin geometrisi Şek. 7.1.8'de gösterilmektedir. Seçilen durumlarda birleşimler, göçme modlarına dayalı yönteme (FMM) göre kord plastikleşmesi veya zımbalama kesmesi ile göçmüştür.

Tab. 7.1.7 Örneklere genel bakış

Örnek	Kord	Çapraz	Boşluk	Açılar		Malzeme
	Kesit	Kesit	g	$\theta$	f_y	f_u	E
			[mm]	[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	CHS219,1/8,0	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
2	CHS219,1/12,5	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
3	CHS219,1/5,0	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
4	CHS219,1/10,0	CHS60,3/5,0	56.9	60	355	490	210
5	CHS219,1/6,3	CHS88,9/5,0	23.8	60	355	490	210
6	CHS219,1/6,3	CHS60,3/5,0	56.9	60	355	490	210
7	CHS219,1/8,0	CHS76,1/5,0	38.6	60	355	490	210
8	CHS219,1/10,0	CHS76,1/5,0	38.6	60	355	490	210
9	CHS219,1/6.3	CHS48,3/65,0	70.7	60	355	490	210
10	CHS219,1/12,5	CHS48,3/5,0	70.7	60	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.10 Dimensions of K joint}}}

Direnç doğrulaması

Göçme modlarına dayalı yöntemin (FMM) sonuçları CBFEM sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma, direnç ve tasarım göçme moduna odaklanmaktadır. Sonuçlar Tab. 7.1.8 ve Şek. 7.1.9'da sunulmaktadır.

Tab. 7.1.8 CBFEM ve FMM tasarım dirençleri sonuçlarının karşılaştırması

Çalışma, uygulanan yük durumları için iyi bir uyum göstermektedir. Sonuçlar, CBFEM ve FMM tasarım dirençlerini karşılaştıran bir diyagramda özetlenmektedir; bkz. Şek. 7.1.6. Sonuçlar, iki hesap yöntemi arasındaki farkın tüm durumlarda %12'den az olduğunu göstermektedir.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.11 Verification of CBFEM to EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS K-joint}}}

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.12 Verification of CBFEM to Fpr EN 1993-1-8 for the uniplanar CHS K-joint}}}

Kıyaslama örneği

Girdiler

Kord

$S355 çeliği$
$Kesit CHS 219.1/8.0$

Çapraz

$S355 çeliği$
$Kesitler CHS 88.9/5.0$
$Çapraz eleman ile kord arasındaki açı 60°$
$Çaprazlar arasındaki boşluk g = 23,8 mm$

Kaynak

$Çapraz etrafında alın kaynağı$

Yükleme

$Çapraza basınç kuvveti ile$

Mesh boyutu

$Dairesel içi boş elemanın yüzeyi boyunca 64 eleman$

Çıktılar

$Basınçtaki tasarım direnci N Rd = 328,8 kN'dur$
$Tasarım göçme modu kord plastikleşmesidir$

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.1.6a Boundary conditions for the uniplanar CHS K-joint}}}

Görüntüleyicide Aç İndir

Çelik
CBFEM
Connection
Verification book

Knowledge base

CBFEM kitabı – Bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemiyle çelik birleşim tasarımı

Daha fazla oku

Dairesel içi boş kesitler

Göçme modu yöntemi

Kord plastikleşmesi

Kord zımbalama kesmesi

Kord kesmesi

Geçerlilik aralığı

Tek düzlemli T ve Y-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

Tek düzlemli X-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

Tek düzlemli K-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

İlgili makaleler

CBFEM kitabı – Bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemiyle çelik birleşim tasarımı

Dairesel içi boş kesitler

Göçme modu yöntemi

Kord plastikleşmesi

Kord zımbalama kesmesi

Kord kesmesi

Geçerlilik aralığı

Tek düzlemli T ve Y-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

Tek düzlemli X-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

Tek düzlemli K-CHS birleşimi

Direnç doğrulaması

Kıyaslama örneği

İlgili makaleler

CBFEM kitabı – Bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemiyle çelik birleşim tasarımı