Liên kết bu lông - Mối nối chịu cắt

Mô tả

Nghiên cứu này tập trung vào việc kiểm tra phương pháp phần tử hữu hạn dựa trên cấu kiện (CBFEM) đối với khả năng chịu lực của liên kết bu lông mối nối đối xứng kép so với mô hình giải tích (AM).

Mô hình giải tích

Khả năng chịu cắt của bu lông và khả năng chịu ép mặt của bản thép được thiết kế theo Bảng 3.4 trong mục 3.6.1 của EN 1993-1-8:2005. Đối với liên kết dài, hệ số giảm theo điều khoản 3.8 được xem xét. Khả năng chịu lực thiết kế của các cấu kiện được liên kết có xét đến giảm trừ do lỗ bu lông được tính theo điều khoản 3.10.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{ Drawing 5.2.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

Kiểm tra khả năng chịu lực

Khả năng chịu lực thiết kế được tính bằng CBFEM đã được so sánh với kết quả của mô hình giải tích (AM). Kết quả được tổng hợp trong Bảng 5.2.1. Các thông số bao gồm vật liệu bu lông, chiều dày mối nối, đường kính bu lông và khoảng cách bu lông, xem Hình 5.2.1 đến 5.2.4.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.1 Sensitivity study for the bolt material}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.2 Sensitivity study for the splice thickness}}}$$

Bảng 5.2.1 Nghiên cứu độ nhạy về khả năng chịu lực

Mô tả nút liên kết: mối nối 150/10mm, bu lông 2×M20 với khoảng cách p =70, e₁=50, bản thép 2×150/6mm, thép S235

Mô tả nút liên kết: chiều cao mối nối 200mm, bu lông 3×M16 8,8 với khoảng cách p = 55mm e₁ = 40mm, bản thép 2×200/t mm, thép S235

Mô tả nút liên kết: mối nối 120/10mm, bu lông 2×MX 8,8, bản thép 2×120/10 mm, thép S235

Mô tả nút liên kết: mối nối 200/6 mm, bu lông 3×M16 8,8, bản thép 2×200/6mm, thép S235

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.3 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.4 Sensitivity study for the distance of bolts}}}$$

Kết quả của các nghiên cứu độ nhạy được tổng hợp trong biểu đồ tại Hình 5.2.5. Kết quả cho thấy sự khác biệt giữa hai phương pháp tính toán dưới 5 %. Mô hình giải tích thường cho khả năng chịu lực cao hơn.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.5 Verification of CBFEM to AM for the symmetrical double splice connection}}}$$

Ví dụ chuẩn

Dữ liệu đầu vào

Cấu kiện được liên kết

• Thép S235
• Mối nối 200/10 mm

Phần tử liên kết

Bu lông

• 3 × M16 8.8
• Khoảng cách e₁ = 40 mm, p = 55 mm

2 x mối nối

• Thép S235
• Bản thép 380×200×10

Kết quả đầu ra

• Khả năng chịu lực thiết kế F_Rd = 258 kN
• Trạng thái giới hạn là ép mặt của mối nối được liên kết

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.6 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$