Kapacitní návrh ocelového přípoje (EN)

1 Nový projekt

Spusťte IDEA StatiCa (stáhněte si nejnovější verzi) a stáhněte a otevřete zdrojový soubor projektu. Návrh styčníku je hotový je připraven pro standardní analýzu Napětí, přetvoření.

Poznámka: Další návrhy seizmických přípojů lze od verze 25.0 nalézt v sadě Seismicita v průvodci zadáním přípoje ve sloupci Definovat geometrii.

2 Výpočet a posudek

Analýzu napětí/deformace spustíte pomocí tlačítka Vypočet na pásu karet. Analitický model se se automaticky vygeneruje, provede se výpočet a v levém horním rohu scény můžete vidět celkové výsledky posouzení. 

Na základě analýzy napětí/přetvoření je vidět, že spoj je dobře navržen a prošel všemi kontrolami.

Chcete-li tyto výsledky zachovat, zkopírujte tento přípoj a vytvořte tak novou položku projektu. 

3 Kontrola kapacity

V nové položce projektu (CON2) změňte typ analýzy na CD – Kapacitní návrh. 

Je třeba vybrat Disipativní prvek. To lze provést příkazem z horní lišty karet nebo kliknutím pravým tlačítkem myši ve stromu ve scéně.

Jako disipativní prvek prvek by měl být zvolen prvek nebo plech, u kterých se očekává vznik plastického kloubu. Součinitele navýšení pevnosti materiálu a faktor zpevnění přetvářením se aplikují na vybranou položku. V tomto příkladu vyberte prvek IPE360 jako disipativní a výběr potvrďte mezerníkem/klávesou Enter/pravým tlačítkem myši nebo pomocí ikony zaškrtnutí.

Ve vlastnostech prvku IPE360 upravte parametry: 

• Nastavte Typ modelu na N-Vz-My, protože přípoj může odolávat ohybovému momentu pouze ve svislé rovině a ohyb kolem měkké osy musí být omezen. Více o tom v článku Jak modelovat spoj s jedním šroubem (Typ modelu)
• Přepněte parametr Síly v na Poloha, protože pak lze definovat přesnou polohu působící síly. Poloha plastického kloubu je podobná poloze působící síly: X = 365 mm. Více o tom v článku Jak definovat správnou polohu při zatížení (Síly v)

Jak zjistit správnou polohu plastového kloubu? Inženýr se musí rozhodnout, kde k tomu dojde. Plastický kloub se obvykle definuje na nosníku. V tomto příkladu se bude vyskytovat těsně za poslední výztuhou. Je vhodné zadat pozici v aplikaci v tzv. axiálním schématu prvků (wireframe view).

V dalším kroku je třeba definovat účinky zatížení . Zatížení pro seizmickou analýzu jsou závislá na normě (součinitel navýšení pevnosti materiálu, součinitel zpevnění přetvářením) a je také ovlivněna mezí kluzu, geometrickými charakteristikami průřezu atd.

Zatížení v tomto příkladu byla vypočtena tímto postupem:

\[M_{\textrm{Ed}} = \gamma_{\textrm{sh}} \cdot f_{\textrm{y,ov}} \cdot W_{\textrm{p}l} = 1.2 \cdot 447.75 \cdot 10^6 \cdot 1.0218 \cdot 10^{-3} = 544.12 \, \textrm{kNm} \]

\( \gamma_{\textrm{sh}} = 1.2 \) 

\( f_\textrm{y} = 355 \, \textrm{MPa} \)

\( f_{\textrm{y,ov}} = f_\textrm{y} \cdot \gamma_{\textrm{ov}} = 355 \cdot 1.25 = 443.75\, \textrm{MPa} \)

\( \gamma_{\textrm{ov}} = 1,25 \) 

\( W_{\textrm{pl,IPE360}} = 1,0218 \cdot 10^6 \, \textrm{mm}^3 \)

\[ V_{\textrm{Ed}} = \frac{2 \cdot M_{\textrm{Ed}}}{L_{h}} = 2 \cdot \frac{544.12}{7.32} = 148.67 \, \textrm{kN} \]

\(L_{h} = 7,32 \, \textrm{m} \, -\) vzdálenost mezi plastickými klouby na nosníku

Zadejte vypočtenou smykovou sílu a ohybový moment jako nový Účinek zatížení (LE).

Smyková síla a ohybový moment musí být s příslušnými znaménky, aby ohybový moment na nosníku klesal ve směru od uzlu.

Zkopírujte tento LE a změňte orientaci působících sil tak, aby druhý LE působil v opačném směru.

Nyní lze kapacitní analýzu spustit příkazem Vypočítat .

Z výsledků můžete vidět, že spoj neprošel normovým posudkem. Jsou nutné některé změny v designu.

Zvětšete tloušťku čelní desky na 25 mm , abyste zabránili jejímu zborcení.

Pro zvýšení nosnosti sloupu je třeba do jeho stojiny přidat zesilující plech (přidejte výrobní operaci Ztužující plech).

Zesilující plech je přivařen tupými svary ke stojině sloupu, svar k přírubám je třeba také definovat.

 Další čtyři svary je třeba doplnit, aby se zesilující plechy přivařily na obou stranách sloupu k oběma přírubám.

Výztuhy na stojině sloupu musí být oříznuty a přivařeny ke zesilujícím plechům v operaci Ořez plechu.

Opakujte ořez plechu pro připojení všech čtyř výztuh k zesilujícím plechům.

Návrh přípoje je nynídokončen, spusťte příkaz Vypočítat na kartě Posudek. Můžete vidět, že všechny komponenty (jako svary a šrouby) prošly normovým posudkem. Plastické namáhání desek disipativních prvků nemá vliv na celkové výsledky. 

Výskyt plastického kloubu lze zkoumat v zobrazení Plastických přetvoření.

Plastický kloub se projevil v předpokládaném místě a tento spoj prošel posudky vyžadovanými kapacitním návrhem.

Pro lepší pochopení výsledků viz. Teoretická východiska.

4 Protokol

Nakonec si můžete prohlédnout Protokol. IDEA StatiCa nabízí plně přizpůsobitelný protokol, který lze vytisknout nebo uložit v editovatelném formátu.

Provedli jste kapacitní posouzení ocelového styčníku podle Eurokódu (EN).