Stöße auf Querkraft in gleitfester Verbindung

Beschreibung

Diese Studie befasst sich mit der Überprüfung der komponentenbasierten Finite-Elemente-Methode (CBFEM) für den Widerstand der symmetrischen doppelten Stoßverbindung (gleitfest) anhand eines analytischen Modells (AM).

Analytisches Modell

Der Gleitwiderstand einer vorgespannten Schraube wird gemäß Abschnitt 3.9.1 in EN 1993-1-8:2005 bemessen. Die Vorspannkraft wird mit 70 % der Zugfestigkeit der Schraube gemäß Gleichung (3.7) angesetzt.

Überprüfung des Widerstands

Die mit CBFEM berechneten Bemessungswiderstände werden mit den Ergebnissen des analytischen Modells (AM) verglichen; siehe (Wald et al. 2018). Die Ergebnisse sind in Tab. 5.5.1 zusammengefasst. Der Parameter ist der Schraubendurchmesser; siehe Abb. 5.5.1.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Drawing 5.5.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

Tab. 5.5.1 Vergleich des durch das FE-Modell vorhergesagten Schraubenwiderstands mit dem analytischen Wert für den Schraubendurchmesser; Verbindung: Stoß 200/12 mm, Schrauben 2 × M× 8.8, Bleche 2 × 200/20 mm, Stahl S235

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.1 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

Die Ergebnisse der Sensitivitätsstudien sind im Diagramm in Abb. 5.5.2 zusammengefasst. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede zwischen den beiden Berechnungsmethoden unter 5 % liegen. Das analytische Modell liefert im Allgemeinen einen höheren Widerstand.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.2 Verification of CBFEM to AM for the slip-resistant double splice connection}}}$$

Benchmark-Beispiel

Eingaben

Angeschlossenes Bauteil

• Stahl S235
• Stoß 200×12 mm

Verbindungsmittel

Schrauben

• 3 × M20 8.8
• Abstände e₁ = 50 mm, p = 70 mm

Zwei Laschen

• Stahl S235
• Blech 480×200×20 mm

Normeinstellungen

• Reibungskoeffizient für Gleitwiderstand 0,5

Ausgaben

• Bemessungswiderstand F_Rd = 320 kN
• Maßgebendes Versagen ist Gleiten der Schrauben

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.3 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$