Analitikus modell
A numerikus modellt az Eurokódok által javasolt analitikus modellel ellenőrzik. Az EN 1993-1-8 a következő tervezési egyenleteket adja meg egy csavar nyírási síkonkénti nyírási ellenállásának kiszámításához:
ahol fub a csavar anyagának szakítószilárdsága, A a csavar névleges menetmentes vagy menetes keresztmetszetének területe, és egy csavar osztálytól függő együttható – a 4.6, 5.6 és 8.8 osztályok esetén értéke 0,6, a 4.8, 5.8, 6.8 és 10.9 osztályok esetén értéke 0,5.
Az EN 1993-1-8 a csavarankénti palástnyomási ellenállást a következőképpen határozza meg:
ahol d a csavar névleges átmérője, fu a lemez névleges szakítószilárdsága, t a csatlakoztatott anyag vastagsága, és a részleges tényező, amelynek ajánlott értéke 1,25. A és k1 paramétereket főként geometriai paraméterek figyelembevételével határozzák meg az alábbiak szerint:
- a teherátadás irányára merőlegesen, szélső és belső csavarok esetén
- a teherátadás irányában
ahol d0 a csavarlyuk átmérője, fub a csavar szakítószilárdsága, fu a lemez szakítószilárdsága, e1 a végperem távolsága, e2 az élperem távolsága.
A nyírásra igénybevett csavarok tűzállósági tervezési ellenállását a következőképpen kell meghatározni:
ahol a megfelelő csavarhőmérséklethez a D.1 táblázatból meghatározott redukciós tényező; a tűzállósági feltételekre vonatkozó részleges tényező.
A csavarok tűzben érvényes tervezési palástnyomási ellenállását a következőképpen kell meghatározni:
Az ellenállás ellenőrzése
A CBFEM által számított tervezési ellenállásokat az analitikus modell (AM) eredményeivel hasonlították össze. Az eredményeket az 1. táblázat foglalja össze. Az acél minősége minden esetben S355 volt. A paraméterek a hőmérséklet, a csavar anyaga, a toldólemez vastagsága, a csavar átmérője és a csavartávolságok.


1. ábra Érzékenységvizsgálat a hőmérsékletre

2. ábra Érzékenységvizsgálat a csavar osztályára (500 °C)

3. ábra Érzékenységvizsgálat a toldólemez vastagságára (600 °C)

4. ábra Érzékenységvizsgálat a csavartávolságra (500 °C)

5. ábra Érzékenységvizsgálat a csavarméretre (400 °C)
Következtetés
Az IDEA StatiCa Connection azonos vagy biztonságosabb teherbírási ellenállásokat biztosít az emelt hőmérsékleten vizsgált csavart fedőkötések minden esetére. Ennek oka elsősorban a csavarok terhelése. Az analitikus modellben a csavarok tisztán nyíróerővel vannak terhelve, és a lemezdeformációkból eredő húzóerőket figyelmen kívül hagyják.
Benchmark példa
Bemeneti adatok
2xM16 8.8
Szerkezeti elem lemezek 80/16 mm
Toldólemezek 2x80/8 mm
S355
Csavartávolságok p1 = 50 mm, e1 = 35 mm
Hőmérséklet 600°C
A modell az IDEA StatiCa Connection alkalmazásban készült.
Kimeneti adatok
A csavart fedőkötés ellenállása 600°C-on 61 kN.

6. ábra Csavart toldások nyírási benchmark példája
További ellenőrzési tanulmányokért látogasson el a Támogatási Központ - Ellenőrzések oldalára.
