Idea Statica
  • Metal
  • Concrete
  • Legături BIM
  • Support tehnic
  • Prețuri
  • Compania
  • Prezentare generală a oțelului
  • Proiectarea conexiunii
  • Design membru
  • Proiectare parametrică
  • Steel case studies
  • Pereți și regiuni D
  • Design de ancorare
  • Elemente și secțiuni transversale
  • Studii de caz concrete
  • 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 parametricăSteel case studies
  • Concrete
    Pereți și regiuni DDesign de ancorareElemente și secțiuni transversaleStudii de caz concrete
  • 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 verificareÎmbinare la tălpi nerigidizate
Îmbinare la tălpi nerigidizate
SteelVerificationsEN (Eurocode)WeldsConnection

Îmbinare la tălpi nerigidizate

Acest articol este disponibil și în
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
Tradus automat din engleză

Acest articol este un capitol selectat din cartea Component-based finite element design of steel connections de prof. Wald et al. Capitolul este axat pe verificarea sudurilor.

Descriere

În acest capitol, metoda elementelor finite bazată pe componente (CBFEM) pentru o sudură de colț care conectează o placă la o talpă nerigidizată de stâlp este verificată prin metoda componentelor (CM). Placa metalică este conectată la stâlpi cu secțiune deschisă și secțiune casetată și este încărcată la întindere.

Model analitic

Sudura de colț este singura componentă examinată în studiu. Sudurile sunt proiectate conform Capitolului 4 din EN 1993-1-8:2005 pentru a fi componenta cea mai slabă din îmbinare. Rezistența de calcul a sudurii de colț este descrisă în Secțiunea 4.1. Forța aplicată perpendicular pe o placă flexibilă, sudată la o secțiune nerigidizată, este limitată. Tensiunile sunt concentrate într-o lățime efectivă, în timp ce rezistența sudurii în dreptul părților nerigidizate este neglijată, conform Fig. 4.5.1. Pentru o secțiune I sau H nerigidizată, lățimea efectivă se obține conform:

beff=tw+2s+7ktf(4.5.1)b_\mathrm{eff} = t_\mathrm{w} + 2s + 7kt_\mathrm{f} \qquad (4.5.1)beff​=tw​+2s+7ktf​(4.5.1)                                                                    

k=tf⋅fy,ftp⋅fy,p(4.5.2)k = \frac{t_\mathrm{f} \cdot f_\mathrm{y,f} }{ t_\mathrm{p} \cdot f_\mathrm{y,p}} \qquad (4.5.2)k=tp​⋅fy,p​tf​⋅fy,f​​(4.5.2)                                                         

Dimensiunea s este pentru o secțiune laminată s=rs =rs=r și pentru o secțiune sudată s=2⋅as = \sqrt{2} \cdot as=2​⋅a . Pentru o secțiune casetată sau U, lățimea efectivă se obține din:

beff=2tw+5tfbutbeff≤2tw+5ktf(4.5.1)b_\mathrm{eff} = 2t_\mathrm{w} + 5 t_\mathrm{f} \quad \textrm{but}\quad b_\mathrm{eff} \leq 2t_\mathrm{w} + 5 kt_\mathrm{f}\qquad (4.5.1)beff​=2tw​+5tf​butbeff​≤2tw​+5ktf​(4.5.1) 

 σ⊥2 +3⋅(τ⊥2 +τ∥2)≤fuβw⋅γM2\sqrt{  \sigma_{\perp}^2  + 3 \cdot \left( \tau_{\perp}^2  + \tau_{\parallel}^2\right)} \leq \frac{f_u}{\beta_{\mathrm{w}} \cdot \gamma_{\mathrm{M2}}} σ⊥2​ +3⋅(τ⊥2​ +τ∥2​)​≤βw​⋅γM2​fu​​

σ⊥=τ⊥=σN2=Nbeff⋅a⋅12\sigma_{\perp} = \tau_{\perp} = \frac{\sigma_{N}}{\sqrt{2}} = \frac{N}{b_\mathrm{eff} \cdot a}\cdot \frac{1}{\sqrt{2}}σ⊥​=τ⊥​=2​σN​​=beff​⋅aN​⋅2​1​

τ∥=0\tau_{\parallel} = 0τ∥​=0

(σN2)2+3⋅(σN2)2≤fuβw⋅γM2\sqrt{ \left( \frac{\sigma_{N}}{\sqrt{2}} \right)^2 + 3 \cdot \left( \frac{\sigma_{N}}{\sqrt{2}} \right)^2} \leq \frac{f_u}{\beta_{\mathrm{w}} \cdot \gamma_{\mathrm{M2}}}(2​σN​​)2+3⋅(2​σN​​)2​≤βw​⋅γM2​fu​​

(Nbeff⋅a⋅12)2+3⋅(Nbeff⋅a⋅12)2≤fuβw⋅γM2\sqrt{ \left( \frac{N}{b_\mathrm{eff} \cdot a}\cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^2 + 3 \cdot \left( \frac{N}{b_\mathrm{eff}\cdot a}\cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^2} \leq \frac{f_u}{\beta_{\mathrm{w}} \cdot \gamma_{\mathrm{M2}}}(beff​⋅aN​⋅2​1​)2+3⋅(beff​⋅aN​⋅2​1​)2​≤βw​⋅γM2​fu​​

N≤fu ⋅ beff ⋅ aβw ⋅ γM2 ⋅ 2N \leq \frac{f_{u}  \cdot  b_\mathrm{eff}  \cdot  a }{\beta_{\mathrm{w}}  \cdot  \gamma_{\mathrm{M2}}  \cdot  \sqrt{2}}N≤βw​ ⋅ γM2​ ⋅ 2​fu​ ⋅ beff​ ⋅ a​

Unde:

aaa - grosimea gâtului sudurii

NNN - forța normală care acționează pe grindă

beffb_\mathrm{eff}beff​ - lungimea totală efectivă a sudurilor 

βw\beta_{\mathrm{w}}βw​ - factor de corelație preluat din Tabelul 4.1 al EN 1993-1-8

fuf_ufu​ - rezistența nominală la rupere prin întindere a elementului mai slab îmbinat

γM2\gamma_{\mathrm{M2}}γM2​ - factor parțial de siguranță pentru suduri

       Fig. 4.5.1 La˘țimea efectiva˘ a unei ıˆmbina˘ri nerigidizate (Fig. 4.8 din EN 1993-1-8:2005)\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.1 Lățimea efectivă a unei îmbinări nerigidizate (Fig. 4.8 din EN 1993-1-8:2005)}}}Fig. 4.5.1 La˘țimea efectiva˘ a unei ıˆmbina˘ri nerigidizate (Fig. 4.8 din EN 1993-1-8:2005)

Model numeric

Componenta de sudură în CBFEM este descrisă în Fundamente teoretice generale și Fundamente teoretice EN. Ramura plastică este atinsă într-o parte a sudurii, iar vârfurile de tensiune sunt redistribuite de-a lungul lungimii sudurii.

Verificarea rezistenței

Rezistența de calcul calculată prin CBFEM este comparată cu rezultatele CM. Se compară doar rezistența de calcul a sudurii. Prezentarea generală a exemplelor considerate și a materialelor este dată în Tab. 4.5.1. Geometria îmbinărilor cu dimensiuni este prezentată în Fig. 4.5.2.

Tab. 4.5.1 Prezentarea generala˘ a exemplelor\textsf{\textit{\footnotesize{Tab. 4.5.1 Prezentarea generală a exemplelor}}}Tab. 4.5.1 Prezentarea generala˘ a exemplelor

a) Placa˘ flexibila˘ la secțiune deschisa˘             b) Placa˘ flexibila˘ la secțiune casetata˘\textsf{\textit{\footnotesize{a) Placă flexibilă la secțiune deschisă             b) Placă flexibilă la secțiune casetată}}}a) Placa˘ flexibila˘ la secțiune deschisa˘             b) Placa˘ flexibila˘ la secțiune casetata˘

Fig. 4.5.2 Geometria și dimensiunile ıˆmbina˘rii\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.2 Geometria și dimensiunile îmbinării}}}Fig. 4.5.2 Geometria și dimensiunile ıˆmbina˘rii

Rezultatele sunt prezentate în Tab. 4.5.2. Studiul este realizat pentru doi parametri: lățimea tălpii secțiunii HEB și grosimea inimii secțiunii caseta. Placa flexibilă este încărcată la întindere. Influența lățimii tălpii secțiunii HEB asupra rezistenței de calcul a îmbinării este prezentată în Fig. 4.5.3. Relația dintre grosimea inimii secțiunii caseta și rezistența de calcul a îmbinării este prezentată în Fig. 4.5.4.

Tab. 4.5.2 Comparație ıˆntre CBFEM și CM\textsf{\textit{\footnotesize{Tab. 4.5.2 Comparație între CBFEM și CM}}}Tab. 4.5.2 Comparație ıˆntre CBFEM și CM

Rezultatele CBFEM și CM sunt comparate într-un studiu de sensibilitate. Influența lățimii tălpii secțiunii HEB asupra rezistenței de calcul a îmbinării este studiată în Fig. 4.5.3. Influența grosimii inimii secțiunii caseta asupra rezistenței de calcul a îmbinării este prezentată în Fig. 4.5.4. Studiile parametrice arată o concordanță foarte bună a rezultatelor pentru toate configurațiile de suduri.

Fig. 4.5.3 La˘țimea ta˘lpii secțiunii HEB      Fig. 4.5.4 Grosimea inimii secțiunii caseta\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.3 Lățimea tălpii secțiunii HEB      Fig. 4.5.4 Grosimea inimii secțiunii caseta}}}Fig. 4.5.3 La˘țimea ta˘lpii secțiunii HEB      Fig. 4.5.4 Grosimea inimii secțiunii caseta

Rezultatele studiului de sensibilitate sunt rezumate într-un diagram care compară rezistențele de calcul ale CBFEM și CM; a se vedea Fig. 4.5.5 care ilustrează acuratețea modelului CBFEM.

Fig. 4.5.5 Verificarea CBFEM fața˘ de CM\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.5 Verificarea CBFEM față de CM}}}Fig. 4.5.5 Verificarea CBFEM fața˘ de CM

Influența grosimii plăcii asupra rezistenței de calcul a sudurii este prezentată în Fig. 4.5.6. Secțiunea transversală a stâlpului este HEB 180 cu o grosime a tălpii de 14 mm. O sudură care conectează o placă mai groasă decât talpa stâlpului are aceeași rezistență pentru CM și CBFEM. Pe de altă parte, sudura care conectează placa la talpa stâlpului de aceeași grosime sau mai mică are în modelele numerice o rezistență de calcul mai mică cu 20%. Grosimea plăcii nu este luată în considerare în modelele numerice cu elemente de tip placă, ceea ce cauzează diferența.

Fig. 4.5.6 Influența grosimii pla˘cii asupra rezistenței ıˆmbina˘rii cu staˆlp nerigidizat HEB180\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.6 Influența grosimii plăcii asupra rezistenței îmbinării cu stâlp nerigidizat HEB180}}}Fig. 4.5.6 Influența grosimii pla˘cii asupra rezistenței ıˆmbina˘rii cu staˆlp nerigidizat HEB180

Exemplu de referință

Date de intrare

Stâlp

• Oțel S235

• RHS 200/200/5

Placă flexibilă

• Oțel S235

• Grosime tp = 17 mm

• Lățime bp = 190 mm

Sudură, suduri duble de colț, a se vedea Fig. 4.5.7

• Grosimea gâtului aw = 5 mm

Rezultate

• Rezistența de calcul la întindere NRd = 68 kN

Fig. 4.5.7 Exemplu de referința˘ pentru ıˆmbinarea sudata˘ a pla˘cii la staˆlpul nerigidizat\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4.5.7 Exemplu de referință pentru îmbinarea sudată a plăcii la stâlpul nerigidizat}}}Fig. 4.5.7 Exemplu de referința˘ pentru ıˆmbinarea sudata˘ a pla˘cii la staˆlpul nerigidizat

Deschide în VizualizatorDescărcare