Abonare GRAITEC Advantage - FAQ Abonare GRAITEC Advantage - FAQ

Întrebări Frecvente



Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections?

  • Software:

    Advance Design
  • Modul

     General
  • Întrebare:

     Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections?
  • Tip:

     General
  • Dificultate:

     **

Răspuns

Această verificare apare la îmbinările cu şuruburi solicitate la întindere (solicitarea provenind din moment încovoietor şi / sau forţa axială). Pentru şuruburi nepretensionate, Eurocode 3 (SR EN 1993-1-8:2006) încadrează aceste îmbinări la categoria D (a se vedea capitolul 3.4.2 din SR EN 1993-1-8:2006). Pentru această categorie se utilizează şuruburi din grupele de calitate 4.6 până la 10.9 inclusiv şi nu este necesară pretensionarea şuruburilor. Se impune ca aceste îmbinări să nu fie utilizate dacă sunt supuse frecvent unor variaţii ale forţei de întindere.

Pentru exemplificare vom alege cadrul metalic din figura de mai jos încărcat cu o forţă concentrată aplicată la mijlocul grinzii principale. Toate elementele cadrului sunt realizate din oţel S355.

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 1. Detalii cadru analizat

Vom crea îmbinările grindă - stâlp de tip rigid (din bara de instrumente "Crearea îmbinărilor" se alege "Îmbinare rigidă standard grindă-stâlp", iar tipul îmbinării va fi "Placa de capăt între stâlp şi grindă".

După calculul cu elemente finite, se exportă modelul către programul Advance Design Steel Connections (mai multe informaţii pot fi consultate şi în FAQ-ul Cum se calculează îmbinările metalice folosind noul modul Advance Design Steel Connections?;).

Starea de eforturi în cadrul analizat este prezentată în figurile de mai jos.

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 2. Eforturi axiale (Fx) în elementele cadrului

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 3. Forţa tăietoare (Fz) în elementele cadrului

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 4. Momentul încovoietor (My) în elementele cadrului

După configurarea proprietăţilor îmbinării este necesară actualizarea acestora, astfel încât să corespundă cu cele definite în programul Advance Design. Acest lucru se face accesând comanda "Calculare". Îmbinarea propusă pentru verificare este cea din Figura 5.

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 5. Perspectivă a îmbinării analizate

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 6. Detalii îmbinare analizată

Notă: Advance Design Steel Connections va genera automat detaliile îmbinării în fereastra "Detail".

În cele ce urmează se va explicita verificarea de rezistenţă la întindere a şuruburilor. Versiunea scurtă a acestei verificări se regăseşte şi în fereastra "Raport" a programului Advance Design Steel Connections (raportul actualizat apare numai după apăsarea butonului "Calculare").

Relaţia de verificare, conform SR EN 1993-1-8:2006 tabelul 3.2, este:

Ft,Ed ≤ Ft,Rd, unde Ft,Ed este efortul de întindere de calcul în şurub la starea limită ultimă;
                                Ft,Rd este forţa capabilă de întindere a şurubului.

Este de aşteptat ca placa de capăt să se rotească ca un corp rigid în jurul centrului tălpii comprimate a grinzii. Distribuţia internă a eforturilor în şuruburi depinde de distanţa până la centrul de rotaţie.

SR EN 1993-1-8:2006 prevede ca, în îmbinările cu mai multe rânduri de şuruburi supuse la întindere, numerotarea rândurilor de şuruburi să se facă pornind de la rândul de şuruburi cel mai depărtat de centrul de compresiune (vezi Figura 7).

Efortul maxim Ft,Ed apare în rândul 1 de şuruburi; prin urmare efortul într-un şurub va fi:

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections - efortul de întindere din moment încovoietor pentru un şurub din rândul 1 de şuruburi;

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Figura 7. Eforturi şi numerotarea rândurilor de şuruburi în îmbinarea analizată

MEd - momentul încovoietor de calcul (conform diagramei de moment încovoietor din Figura 4, MEd = 51.59 kNm).

h1 - distanţa măsurată pe verticală de la rândul 1 de şuruburi la centrul de compresiune ; h1 = 193.25 mm ;
nv - numărul de rânduri verticale de şuruburi; nv = 2 ;
Σr2 - suma distanţelor verticale dintre rândul de şuruburi 'r' şi centrul de compresiune ; se vor lua în considerare doar rândurile de şuruburi tensionate (adică rândurile de şuruburi situate deasupra centrului de compresiune) ;
r - numărul rândului de şuruburi tensionate; r = 1..nh.t ;
nh.t - numărul primului rând de şuruburi situat deasupra centrului de compresiune (rândul 3 de şuruburi) ;

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections - forţa axială de calcul pentru un şurub din rândul 1 de şuruburi;

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

NEd - forţa axială de calcul; NEd = 15.36 kN (compresiune) ;
nobj - numărul plăcilor de capăt, nobj = 1 ;
nt - numărul total de şuruburi din îmbinarea analizată.

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections



Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections



k2 = 0.9 (conform tabel 3.4 din SR EN 1993-1-8:2006) ;
fub - rezistenţa la rupere a şurubului; Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections ;

As - aria de rezistenţa a şurubului; Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections ;

γMb - coeficient parţial de siguranţă pentru rezistenţa şuruburilor, γMb = 1.25 ;

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections

Verificarea este îndeplinită !
Prin compararea rezultatului obţinut prin calcul manual cu cel afişat în fereastra "Raport" din Advance Design Steel Connections, se observă că rezultatele sunt identice.

Cum se verifică la întindere şuruburile nepretensionate folosind noul modul Advance Design Steel Connections