Knihovna článků

Boulení styčníkových plechů

Ocel

Connection

Bolts

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:

Přeloženo pomocí AI z angličtiny

Inženýři obecně chtějí zabránit boulení styčníkových plechů před boulením připojených prvků. Lineární analýza boulení není spolehlivá při vyšetřování způsobu porušení boulením. Obecný postup pro stanovení únosnosti při boulení je popsán v tomto článku.

Nejlepším přístupem pro stanovení únosnosti při boulení subsystému sestávajícího z přípoje-prvku-přípoje je použití GMNIA (geometricky a materiálově nelineární analýza s imperfekcemi) v aplikaci IDEA StatiCa Member.

IDEA StatiCa Connection postrádá kontext okolní konstrukce. Geometrická nelinearita je navíc použita pouze pro přípoje dutých průřezů a imperfekce nelze nastavit. Lineární analýza boulení poskytuje součinitel – násobitel zadaných zatížení pro dosažení bodu bifurkace dokonalé, pružné konstrukce. Skutečná konstrukce obvykle vyboulí při menším zatížení a není jasné, jaký limitní součinitel by měl být použit pro lineární analýzu boulení styčníkových plechů, tj. součinitel, nad nímž boulení již není problémem.

Eurocode EN 1993-1-1 poskytuje obecné doporučení:

\[\alpha_{cr} \le 15 \textrm{ for plastic analysis}\]

AISC 360-22 v kapitole J4.4 stanovuje podobnou mez:

\[ L_c/r \le 25 \]

Což lze převést na mez \(\alpha_{cr}\), která závisí na mezi kluzu, přičemž nejbezpečnější mez je 12,7 pro ocelovou třídu A36.

Takové meze jsou velmi vysoké. Součinitele pod těmito mezemi by měly vyvolat varování a měl by být ověřen mezní stav boulení. Nicméně \(\alpha_{cr}\) lze jen stěží převést na únosnost při boulení.

Rovněž je třeba poznamenat, že šroubované přípoje styčníkových plechů poskytují přiměřené součinitele boulení, zatímco přípoje s čepy poskytují extrémně nízké součinitele boulení. Je to způsobeno analytickým modelem čepu, který se skládá z mnoha speciálních prvků (prvky tuhého tělesa, prutové prvky, kontaktní prvky...) a poskytuje dobré výsledky z hlediska únosnosti čepu ve smyku, ohybu a otlačení. Proto je níže popsán jednoduchý postup.

Posouzení únosnosti při boulení

Toto zjednodušené posouzení únosnosti při boulení by mělo být provedeno, pokud součinitel boulení klesne pod výše uvedenou mez \(\alpha_{cr}\).

Typ modelu prvku připojeného styčníkovým plechem by měl být nastaven na N-Vy-Vz.
Síly by měly být nastaveny na Šrouby.

Přidejte fiktivní posouvající sílu působící ve středu šroubů nebo čepu, která ohýbá styčníkový plech s velikostí 1/10 tlakové síly: \(V_z=N/10\).

Proveďte materiálově nelineární analýzu.

Fiktivní síla zohledňuje veškeré excentricity způsobené imperfekcemi a geometrickou nelinearitou. Validace na základě experimentů je uvedena v odkazovaném článku.