Empalmes a cortante en unión resistente al deslizamiento

Descripción

Este estudio se centra en la verificación del método de los elementos finitos basado en componentes (CBFEM) para la resistencia de la unión de empalme doble simétrico resistente al deslizamiento con respecto a un modelo analítico (AM).

Modelo analítico

La resistencia al deslizamiento de un perno pretensado se calcula según el capítulo 3.9.1 de EN 1993-1-8:2005. La fuerza de pretensado se toma al 70 % de la resistencia última del perno según la ecuación (3.7).

Verificación de la resistencia

Las resistencias de cálculo calculadas por CBFEM se comparan con los resultados del modelo analítico (AM); véase (Wald et al. 2018). Los resultados se resumen en la Tab. 5.5.1. El parámetro es el diámetro del perno; véase la Fig. 5.5.1.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Drawing 5.5.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

Tab. 5.5.1 Comparación de la resistencia del perno predicha por el modelo EF con la analítica para el diámetro del perno; junta: empalme 200/12 mm, pernos 2 × M× 8.8, placas 2 × 200/20 mm, acero S235

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.1 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

Los resultados de los estudios de sensibilidad se resumen en el gráfico de la Fig. 5.5.2. Los resultados muestran que las diferencias entre los dos métodos de cálculo son inferiores al 5 %. El modelo analítico proporciona generalmente una resistencia mayor.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.2 Verification of CBFEM to AM for the slip-resistant double splice connection}}}$$

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Elemento conectado

• Acero S235
• Empalme 200×12 mm

Conectores

Pernos

• 3 × M20 8.8
• Distancias e₁ = 50 mm, p = 70 mm

Dos empalmes

• Acero S235
• Placa 480×200×20 mm

Configuración normativa

• Coeficiente de rozamiento en resistencia al deslizamiento 0,5

Resultados

• Resistencia de cálculo F_Rd = 320 kN
• El modo de fallo de cálculo es el deslizamiento de los pernos

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.3 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$