Idea Statica
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti
  • MIDAS
  • Přehled oceli
  • Návrh přípojů
  • Návrh ocelových prvků
  • Parametrický návrh
  • Ocelové případové studie
  • Přehled betonu
  • Stěny a D-oblasti
  • Kotvení do železobetonu
  • Průřezy a prvky
  • Betonové případové studie
  • BIM přehled
  • Podporované integrace
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • Centrum podpory
  • Online kurzy a certifikace
  • Blog
  • Stahování a licence
  • Plány
  • Bezplatný komunitní nástroj
  • Enterprise licence
  • Studenti a univerzity
  • Spočítejte si úspory
  • O nás
  • Kontakty
  • Výzkum & vývoj
  • Distributoři
  • Poznejte naše zákazníky
  • Kariéra
  • Mosty
  • Stavby
  • Geotechnika
  • Stáhnout
  • Licence
  • Ceník
  • Ocel
    Přehled oceliNávrh přípojůNávrh ocelových prvkůParametrický návrhOcelové případové studie
  • Beton
    Přehled betonuStěny a D-oblastiKotvení do železobetonuPrůřezy a prvkyBetonové případové studie
  • BIM & pracovní postupy
    BIM přehledPodporované integraceCheckbotViewerAPI
  • Podpora a Vzdělávání
    Centrum podporyOnline kurzy a certifikaceBlogStahování a licence
  • Ceník
    PlányBezplatný komunitní nástrojEnterprise licenceStudenti a univerzitySpočítejte si úspory
  • O společnosti
    O násKontaktyVýzkum & vývojDistributořiPoznejte naše zákazníkyKariéra
  • MIDAS
    MostyStavbyGeotechnikaStáhnoutLicenceCeník
14denní zkušební verze
14denní zkušební verze
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Podpora a Vzdělávání
  • Ceník
  • O společnosti
  • MIDAS

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Společnost

  • O nás
  • Partneři
  • Kariéra
  • Patent

Zdroje

  • Zákaznické projekty
  • Případové studie
  • Connection Library
  • Odborné publikace

Práva

  • EULA
  • Zásady soukromí
  • Smluvní podmínky Viewer
  • Licencování

Pomoc

  • Kontakt
  • Cenová nabídka
  • Distributoři
  • Ke stažení
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Důvěryhodný a používaný po celém světě inženýry, výrobci a konzultanty.

Centrum podporyOvěřovací příkladyUniplanární T-styčník mezi RHS diagonálou a H/I pásem
SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Uniplanární T-styčník mezi RHS diagonálou a H/I pásem

Tento článek je také dostupný v
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH

Toto je vybraná kapitola z knihy Component-based finite element design of steel connections od prof. Walda a kol. Kapitola je zaměřena na ověření přípoje plechu k kruhovému dutému průřezu.

Popis

Je studován uniplanární T-styčník obdélníkového dutého průřezu diagonály k otevřenému průřezu pásu, který je součástí příhradového nosníku. RHS diagonála je přivařena přímo na H nebo I pás z otevřených průřezů bez použití výztužných plechů. Predikce metodou konečných prvků na bázi komponent (CBFEM) je ověřena metodou poruchových módů (FM) implementovanou v EN 1993-1-8:2005.


Analytický model


V uniplanárním T-styčníku svařovaných obdélníkových dutých průřezů k otevřeným průřezům se vyskytují tři poruchové módy: lokální plastifikace diagonály, nazývaná porušení diagonály, porušení stojiny pásu a smyk pásu. Všechny tyto poruchové módy jsou v této studii zkoumány; viz obr. 7.4.1. Svary jsou navrženy tak, aby nebyly nejslabším prvkem styčníku podle EN 1993-1-8:2005. Prvky příhradových nosníků jsou zatíženy normálovými silami a ohybovými momenty. Místo působení vnitřních sil T-styčníku je popsáno takto:


Osově zatížený H/I pás

Normálové síly v pásu vpravo a vlevo od T-styčníku působí ve směru podélné osy pásu.

Ohybem zatížený H/I pás


V pásu jsou uvažovány ohybové momenty vpravo a vlevo od T-styčníku v rovině T-styčníku, přičemž tyto ohybové momenty rotují kolem jedné z os v rovině průřezu pásu pro rotaci v rovině T-styčníku.

Osově zatížená RHS diagonála


Normálová síla v diagonále T-styčníku působí ve směru podélné osy diagonály.

Fig. 7.4.1 Major failure modes a) chord web failure, b) chord shear (in case of gap), c) brace failure\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.4.1 Major failure modes a) chord web failure, b) chord shear (in case of gap), c) brace failure}}}Fig. 7.4.1 Major failure modes a) chord web failure, b) chord shear (in case of gap), c) brace failure

Únosnost stojiny pásu je stanovena metodou uvedenou v oddíle 7.6 normy EN 1993-1-8:2005, která je popsána v (Wardenier et al., 2010). Napětí z diagonály jsou přenášena přes pásnici pásu na účinnou plochu stojiny pásu. Tato plocha se nachází ve stojině pásu v místě, kde stěny diagonály kříží stojinu pásu. Návrhová osová únosnost styčníku je minimem z návrhových únosností:

Porušení stojiny pásu

Ni,Rd=fy0⋅tw⋅bwsin⁡(θi)⋅γM5N_{\mathrm{i,Rd}} = \frac{f_{\mathrm{y0}} \cdot t_{\mathrm{w}} \cdot b_{\mathrm{w}}}{\sin(\theta_{\mathrm{i}}) \cdot \gamma_{\mathrm{M5}}}Ni,Rd​=sin(θi​)⋅γM5​fy0​⋅tw​⋅bw​​

Smyk pásu

Ni,Rd=fy0 Av3 sin⁡θi⋅γM5N_{i,\mathrm{Rd}}=\frac{f_\mathrm{y0}\,A_\mathrm{v}}{\sqrt{3}\,\sin\theta_\mathrm{i}\cdot \gamma_{\mathrm{M5}}}Ni,Rd​=3​sinθi​⋅γM5​fy0​Av​​

Porušení diagonály

Ni,Rd=2 fy1 t1 peff/γM5N_{i,\mathrm{Rd}}=2\,f_\mathrm{y1}\,t_\mathrm{1}\,p_{\mathrm{eff}}/\gamma_{\mathrm{M5}}Ni,Rd​=2fy1​t1​peff​/γM5​

kde

peff=tw+2r+7 tf fy0fy1p_{\mathrm{eff}}=t_\mathrm{w}+2r+7\,t_\mathrm{f}\,\frac{f_\mathrm{y0}}{f_\mathrm{y1}}peff​=tw​+2r+7tf​fy1​fy0​​

a AvA_\mathrm{v}Av​ je účinná smyková plocha.

Návrhová ohybová únosnost styčníku je minimem z návrhových únosností:

Porušení stojiny pásu

Mip,Rd=0.5 fy0 tw bw h1γM5M_{\mathrm{ip,Rd}} = \frac{0.5 \, f_{\mathrm{y0}} \, t_{\mathrm{w}} \, b_{\mathrm{w}} \, h_1}{\gamma_{\mathrm{M5}}}Mip,Rd​=γM5​0.5fy0​tw​bw​h1​​

Porušení diagonály

Mip,Rd=fy1 t1 beff (h1−t1)/γM5M_{\mathrm{ip,Rd}}=f_\mathrm{y1}\,t_\mathrm{1}\,b_{\mathrm{eff}}\,(h_\mathrm{1}-t_\mathrm{1})/\gamma_{\mathrm{M5}}Mip,Rd​=fy1​t1​beff​(h1​−t1​)/γM5​

kde

bw=h1sin⁡θi+5⋅tf,0+r  ≤  2 ti+10⋅(tf,0+r)b_{\mathrm{w}} = \frac{h_1}{\sin \theta_{\mathrm{i}}} + 5 \cdot t_{\mathrm{f,0}} + r \;\leq\; 2 \, t_{\mathrm{i}} + 10 \cdot (t_{\mathrm{f,0}} + r)bw​=sinθi​h1​​+5⋅tf,0​+r≤2ti​+10⋅(tf,0​+r)

beff=tw+2r+7 tf fy0fy1b_{\mathrm{eff}}=t_\mathrm{w}+2r+7\,t_\mathrm{f}\,\frac{f_\mathrm{y0}}{f_\mathrm{y1}}beff​=tw​+2r+7tf​fy1​fy0​​

Přehled uvažovaných příkladů zatížených osovou silou je uveden v tab. 7.4.1. Přehled uvažovaných příkladů zatížených ohybovým momentem je uveden v tab. 7.4.2. Geometrie styčníku s rozměry je znázorněna na obr. 7.4.2.

Fig. 7.4.2 Joint geometry with dimensions\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.4.2 Joint geometry with dimensions}}}Fig. 7.4.2 Joint geometry with dimensions

Tab. 7.4.1 Příklady styčníků zatížených osovou silou 

Tab. 7.4.2 Příklady styčníků zatížených momentem v rovině

Ověření únosnosti

Studie byla zaměřena na porovnání poruchových módů a predikci návrhové únosnosti. Výsledky jsou uvedeny v tab. 7.4.3 a 7.4.4.

Tab. 7.4.3 Porovnání CBFEM a FM pro osovou sílu v diagonále

Tab. 7.4.4 Porovnání CBFEM a FM pro moment v rovině v diagonále

Citlivostní studie vykazuje dobrou shodu pro všechny uvažované zatěžovací případy. V metodě CBFEM je zaoblení stěny otevřeného průřezu zjednodušeno, což přináší konzervativní odhad napětí v připojené diagonále a předpoklad únosnosti až do 15 %. Pro ilustraci přesnosti modelu CBFEM jsou výsledky parametrických studií shrnuty v diagramu porovnávajícím návrhové únosnosti podle CBFEM a FM; viz obr. 7.4.3.

 Fig. 7.4.3 Verification of CBFEM to FM for axial force and bending moment in the brace\textsf{\textit{\footnotesize{ Fig. 7.4.3 Verification of CBFEM to FM for axial force and bending moment in the brace}}} Fig. 7.4.3 Verification of CBFEM to FM for axial force and bending moment in the brace

Rozsah platnosti


Rozsah platnosti, pro který je CBFEM ověřen pro T-styčníky mezi obdélníkovým dutým průřezem a otevřeným průřezem, je definován v tabulce 7.20 normy EN 1993-1-8:2005, viz tab. 7.4.5. V případě použití modelu CBFEM mimo rozsah platnosti FM by mělo být připraveno ověření na základě experimentů nebo verifikace na validovaném výzkumném modelu pro potvrzení kvality predikce.

Tab. 7.4.5 Rozsah platnosti T-styčníků

Vzorový příklad

Vstupy


Pás
• Ocel S235
• IPN280


Diagonála
• Ocel S235
• RHS 140×80×10


Velikost sítě
• 16 prvků na největší stěně obdélníkového dutého prvku

Výstupy


• Návrhová únosnost v tlaku/tahu Fc,Rd = 457 kN (Je třeba poznamenat, že únosnost byla vypočtena pomocí funkce „Stop at limit strain". V důsledku toho může být skutečná únosnost CBFEM mírně vyšší.)


• Poruchový mód je plastifikace pásu

Fig. 7.4.4 Benchmark example for chord IPE270 and brace RHS 140×80×10\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.4.4 Benchmark example for chord IPE270 and brace RHS 140×80×10}}}Fig. 7.4.4 Benchmark example for chord IPE270 and brace RHS 140×80×10

Otevřít v prohlížečiStáhnout