Csavarok és csavaros kapcsolatok
Csavar modell a CBFEM szerint
Az IDEA StatiCa egyedi módszert alkalmaz a megoldójában, a Component-based Finite Element Method (CBFEM)-et. A CBFEM-ben használt csavar modell leírása és ellenőrzése több acél tervezési szabvány szerint is megtörtént. A teherbírás és az alakváltozási kapacitás összehasonlítása a főbb kísérleti kutatási programokkal is elvégzésre került.
A Component-Based Finite Element Method (CBFEM) módszerben a csavar húzásban, nyírásban és palástnyomásban tanúsított viselkedését függő nemlineáris rugók írják le. A húzásban lévő csavart rugó írja le, amelynek jellemzői: tengelyirányú kezdeti merevség, méretezési ellenállás, a folyás kezdete és az alakváltozási kapacitás. A folyás kezdetéhez és az alakváltozási kapacitáshoz azt feltételezik, hogy a képlékeny alakváltozás csak a csavar szárának menetes részén következik be.
Az Elméleti háttérben megtalálható további információ arról, hogyan írja le és ellenőrzi a CBFEM módszer a csavarokat. Ha általánosságban szeretne többet megtudni a CBFEM-ről, a teljes Általános elméleti háttér mindenképpen a legjobb kiindulópont.
Csavarok tervezési szabványok szerint
Nézzük meg, hogyan közelíti meg a CBFEM a csavarokat az egyes tervezési szabványok szempontjából. Az IDEA StatiCa eddig nyolc tervezési szabványt támogat, amelyekben a csavarok és az előfeszített csavarok tervezése és/vagy részletezése megoldott.
Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése Eurocode szerint
A nyírásban lévő csavarok kezdeti merevsége és méretezési ellenállása a CBFEM-ben az EN 1993-1-8 3.6. és 6.3.2. cikkelye szerint van modellezve. A palástnyomást és húzást reprezentáló rugó bilineáris erő-alakváltozás viselkedéssel rendelkezik, amelynek kezdeti merevsége és méretezési ellenállása az EN 1993-1-8 3.6. és 6.3.2. cikkelye szerint van meghatározva.
Részletezés
A csavarok ellenőrzése akkor történik meg, ha a lehetőség ki van választva a Kódbeállításokban. A csavar középpontjától a lemez széleiig és a csavarok közötti távolságok ellenőrzésre kerülnek. Az EN 1993-1-8 3.3. táblázatában ajánlott peremtávolság e = 1,2 és csavarok közötti távolság p = 2,2. A felhasználók mindkét értéket módosíthatják a Kódbeállításokban.
Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése AISC szerint
A csavarokban ébredő erőket végeselem-analízissel határozzák meg. A húzóerők tartalmazzák a feszítő erőket. A csavar ellenállásait az AISC 360 - J3. fejezete szerint ellenőrzik.
Részletezés
A csavarok közötti minimális távolság és a csavar középpontjától a csatlakoztatott elem széléig mért távolság ellenőrzésre kerül. A csavarok középpontjai közötti minimális távolság, amely a névleges csavarátmérő 2,66-szorosát teszi ki (a Kódbeállításokban szerkeszthető), az AISC 360-16 – J.3.3. szerint kerül ellenőrzésre. A csavar középpontjától a csatlakoztatott elem széléig mért minimális távolság az AISC 360-16 – J.3.4. szerint kerül ellenőrzésre; az értékek a J3.4 és J3.4M táblázatokban találhatók.
Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése egyéb szabványok szerint
- Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése CISC szerint (Kanada)
- Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése kínai szabvány szerint (GB)
- Csavarok ellenőrzése hongkongi szabvány szerint (HKG)
- Előfeszített csavarok ellenőrzése IS 800 szerint (India)
- Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése SP szerint (Oroszország)
- Csavarok és előfeszített csavarok ellenőrzése AS szerint (Ausztrália)
Csavar részletezés
A távolságok beállítása
A palástnyomási ellenálláshoz használt peremtávolságoknak relevánsnak kell lenniük az általános lemezgeometriákhoz, nyílásokkal, kivágásokkal rendelkező lemezekhez stb.
Az algoritmus beolvassa az eredő nyíróerő-vektor valós irányát az adott csavarban, majd kiszámítja a palástnyomás-ellenőrzéshez szükséges távolságokat.
A vég (e1) és él (e2) távolságokat a lemez kontúrjának három szegmensre osztásával határozzák meg. A végszegmenst az erővektor irányában egy 60°-os tartomány jelöli. Az élszegmenseket két, az erővektorra merőleges 65°-os tartomány határozza meg. A csavartól a megfelelő szegmensig mért legrövidebb távolságot veszik figyelembe vég- vagy élként.
A csavarlyukak közötti távolságokat (p1; p2) úgy határozzák meg, hogy a szomszédos csavarlyukakat virtuálisan megnagyobbítják az átmérőjük felével, majd két egyenest húznak a nyíróerő-vektor irányában és arra merőlegesen. Az ezekkel az egyenesekkel metszett megnagyobbított csavarlyukakig mért távolságokat veszik figyelembe p1 és p2 értékként a számításban.
Ellenőrzési példák
Több ellenőrzési példát készítettünk az eredmények más számítási módszerekkel való összehasonlításához.
EN
- Csavaros kapcsolat - Nyírásban toldott kapcsolatok
- Csavaros kapcsolat - Nyírás és húzás kölcsönhatása
- Vállalt csomópont – kapacitástervezés
AISC
- Csavaros toldott kapcsolat
- Csavaros övlemez-nyomatéki kapcsolat – LRFD
- Kinyújtott nyomatéki homloklemez kapcsolat – ASD
Szabadalmaztatott technológia statikus mérnökök számára
Tudta, hogya csavar modell megoldásunk egy amerikai szabadalom részét képezi? Olvassa el itt a sikersztorink.
Egycsuklós csomópont - a mi megoldásunk
Néha a mérnöknek csak egy csavarral rendelkező csomópontot kell kialakítania, különösen akkor, ha például csuklót, merevítőt, rudat vagy átlós elemet terveznek. Az ilyen típusú művelet modellezéséhez és számításához meg kell határozni a szerkezeti elem megfelelő Modell típusát. Erről bővebben itt olvashat.
Csavarok, hegesztések és a csomópont merevsége
Mind a csavaroknak, mind a hegesztéseknek megvannak az előnyeik és hátrányaik. A csomópont kiválasztásakor az egyik fontos szempont a tervezett merevség. Általánosságban elmondható, hogy egy csavaros csomópont soha nem olyan merev, mint egy hegesztett csomópont. Ha csavaros kapcsolatot választ, javasoljuk az ilyen kapcsolat merevségének kiszámítását és az eredő merevség figyelembevételét a teljes szerkezetben. Elolvashatja, hogyan néz ki és mit foglal magában egy ilyen számítás itt, vagy megnézheti ezt a videót.
