Popis
Tato studie je zaměřena na ověření metody konečných prvků založené na komponentách (CBFEM) pro únosnost symetrického dvojitého šroubovaného stykového přípoje s analytickým modelem (AM).
Analytický model
Únosnost šroubu ve smyku a únosnost plechu v otlačení jsou navrženy podle Tab. 3.4 v kapitole 3.6.1 normy EN 1993-1-8:2005. Pro dlouhý přípoj je uvažován redukční součinitel podle čl. 3.8. Návrhová únosnost připojených prvků s redukcemi pro otvory spojovacích prvků je zohledněna podle čl. 3.10.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{ Drawing 5.2.1 Joint geometry and dimensions}}}\]
Ověření únosnosti
Návrhové únosnosti vypočtené metodou CBFEM byly porovnány s výsledky analytického modelu (AM). Výsledky jsou shrnuty v Tab. 5.2.1. Parametry jsou materiál šroubu, tloušťka stykového plechu, průměr šroubu a vzdálenosti šroubů, viz Obr. 5.2.1 až 5.2.4.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.1 Sensitivity study for the bolt material}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.2 Sensitivity study for the splice thickness}}}\]
Tab. 5.2.1 Parametrická studie únosnosti
Popis styčníku: styk 150/10 mm, šrouby 2×M20 ve vzdálenostech p =70, e1=50, plechy 2×150/6 mm, ocel S235
Popis styčníku: výška styku 200 mm, šrouby 3×M16 8,8 ve vzdálenostech p = 55 mm e1 = 40 mm, plechy 2×200/t mm, ocel S235
Popis styčníku: styk 120/10 mm, šrouby 2×MX 8,8, plechy 2×120/10 mm, ocel S235
Popis styčníku: styk 200/6 mm, šrouby 3×M16 8,8, plechy 2×200/6 mm, ocel S235
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.3 Sensitivity study for the bolt diameter}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.4 Sensitivity study for the distance of bolts}}}\]
Výsledky parametrických studií jsou shrnuty v grafu na Obr. 5.2.5. Výsledky ukazují, že rozdíly mezi oběma výpočetními metodami jsou pod 5 %. Analytický model obecně poskytuje vyšší únosnost.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.5 Verification of CBFEM to AM for the symmetrical double splice connection}}}\]
Vzorový příklad
Vstupy
Připojovaný prvek
- Ocel S235
- Styk 200/10 mm
Spojovací prostředky
Šrouby
- 3 × M16 8.8
- Vzdálenosti e1 = 40 mm, p = 55 mm
2 x stykový plech
- Ocel S235
- Plech 380×200×10
Výstupy
- Návrhová únosnost FRd = 258 kN
- Rozhodující je otlačení připojeného stykového plechu
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.6 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}\]