Descrição
Este estudo é dedicado à verificação do método dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM) para a resistência da ligação simétrica de emenda dupla resistente ao deslizamento, comparando com um modelo analítico (MA).
Modelo analítico
A resistência ao deslizamento de um parafuso pré-esforçado é calculada de acordo com o capítulo 3.9.1 da EN 1993-1-8:2005. A força de pré-esforço é tomada a 70 % da resistência última do parafuso de acordo com a equação (3.7).
Verificação da resistência
As resistências de cálculo calculadas pelo CBFEM são comparadas com os resultados do modelo analítico (MA); ver (Wald et al. 2018). Os resultados estão resumidos no Quadro 5.5.1. O parâmetro é o diâmetro do parafuso; ver Fig. 5.5.1.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Drawing 5.5.1 Joint geometry and dimensions}}}\]
Quadro 5.5.1 Comparação da resistência do parafuso prevista pelo modelo EF com a analítica para o diâmetro do parafuso; junta: emenda 200/12 mm, parafusos 2 × M× 8.8, chapas 2 × 200/20 mm, aço S235
| Parâmetro | Modelo Analítico (MA) | CBFEM | MA/ CBFEM | |||
| Diâm. | Distâncias | Resist. [kN] | Componente crítico | Resist. [kN] | Componente crítico | |
| M16 | p = 55 e1 = 40 | 211 | Deslizamento | 205 | Deslizamento | 1,03 |
| M20 | p = 70 e1= 50 | 329 | Deslizamento | 320 | Deslizamento | 1,03 |
| M24 | p = 80 e1 = 60 | 474 | Deslizamento | 463 | Deslizamento | 1,02 |
| M27 | p = 90 e1 = 70 | 617 | Deslizamento | 596 | Deslizamento | 1,04 |
| M30 | p = 100 e1 = 75 | 754 | Deslizamento | 728 | Deslizamento | 1,04 |
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.1 Sensitivity study for the bolt diameter}}}\]
Os resultados dos estudos de sensibilidade estão resumidos no gráfico da Fig. 5.5.2. Os resultados mostram que as diferenças entre os dois métodos de cálculo são inferiores a 5 %. O modelo analítico fornece geralmente uma resistência superior.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.2 Verification of CBFEM to AM for the slip-resistant double splice connection}}}\]
Exemplo de referência
Dados de entrada
Elemento ligado
- Aço S235
- Emenda 200×12 mm
Conectores
Parafusos
- 3 × M20 8.8
- Distâncias e1 = 50 mm, p = 70 mm
Duas chapas de emenda
- Aço S235
- Chapa 480×200×20 mm
Configuração normativa
- Coeficiente de atrito na resistência ao deslizamento 0,5
Resultados
- Resistência de cálculo FRd = 320 kN
- O modo de rotura de cálculo é o deslizamento dos parafusos
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.3 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}\]