Loại liên kết: Liên kết bản góc kép
Hệ đơn vị: Hệ mét
Thiết kế theo: AS 4100
Kiểm tra: Bu lông, kim loại cơ bản
Vật liệu bản thép: Grade 300
Bu lông: M20 Grade 8.8
Ví dụ lấy từ: B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Chương 9.4.1.2
Hình học
Dầm UB 406×178×60 được liên kết với cột UC 254×254×89. Dầm được đặt trên ghế làm bằng thép góc L150×90×12. Bụng dầm được liên kết với cánh cột bằng một thép góc khác L100×75×6. Bu lông M20 grade 8.8 được chọn.
Tải trọng tác dụng
Lực cắt 160 kN được đặt tại dầm tại vị trí trọng tâm của các bu lông trên bụng dầm.
Kết quả tính toán thủ công
Kết quả của B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Chương 9.4.1.1 được sử dụng làm tính toán thủ công. Khả năng chịu lực tối đa của liên kết đối với cấu kiện được đỡ là Vcap = 186,2 kN; khả năng chịu oằn bụng của cấu kiện được đỡ Vb = 179,2 kN; khả năng chịu lực của bu lông ghế góc tại cánh cột V = 370,4 kN. Khả năng chịu lực quyết định của bu lông là khả năng chịu cắt – 92,6 kN, các khả năng chịu lực khác là khả năng chịu ép mặt của ghế góc tại lỗ bu lông – 304,1 kN, khả năng chịu xé rách của ghế góc tại lỗ bu lông – 228,1 kN.
Kiểm tra trong IDEA StatiCa
IDEA StatiCa sử dụng ứng suất von Mises để xác định khả năng chịu lực của các bản thép. Biểu đồ vật liệu của thép là tuyến tính hai đoạn và giới hạn chảy được nhân với hệ số khả năng chịu lực ϕ = 0,9. Giới hạn chảy của thép phụ thuộc vào vật liệu và chiều dày của nó. Ứng suất von Mises trên hình dạng biến dạng có thể thấy trong hình dưới đây. Cả hai thép góc và bụng dầm đều đang chảy dẻo.
Hiện tượng oằn bụng dầm được B. Kirke, I.H. Al-Jamel nhận biết và tính toán như thể bụng dầm hoàn toàn không bị giữ. Tuy nhiên, bụng dầm được giữ bởi các bu lông tại thép góc thứ hai. Dạng oằn và hệ số oằn có thể thấy trong hình dưới đây. Hệ số 6,46 đủ cao cho dạng oằn này.
Các bu lông không bị tải nặng theo tính toán thủ công. Trường hợp tương tự trong IDEA. Các bu lông tại cánh cột đến thép góc ghế là B7–B10. Khả năng chịu ép mặt và khả năng chịu cắt được tính toán theo AS 4100 nên các giá trị khả năng chịu lực gần như giống với kết quả của B. Kirke, I.H. Al-Jamel.
Độ cứng xoay
Độ cứng xoay của nút liên kết này rất thấp và được phân loại là khớp.
Kết luận
Tính toán thủ công xác định khả năng chịu oằn của bụng dầm là dạng phá hoại quyết định với Vb = 179,2 kN. IDEA StatiCa cho phép khả năng chịu tải cao hơn một chút, 192 kN trước khi các bản thép đạt đến giới hạn biến dạng 5%. Sự khác biệt là 7 % và nguyên nhân là do bỏ qua hiệu ứng ổn định của thép góc phía trên đối với hiện tượng oằn bụng dầm trong đánh giá thủ công.