Leírás
Ebben a fejezetben a komponens alapú végeselem-módszer (CBFEM) ellenőrzése történik meg a komponens módszerrel (CM) egy merevítő nélküli oszlophoz csatlakozó sarokvarrat esetén. Az acéllemez nyílt és zárt szelvényű oszlopokhoz csatlakozik, és húzóerő terheli.
Analitikus modell
A sarokvarrat az egyetlen vizsgált komponens a tanulmányban. A varratokat az EN 1993-1-8:2005 4. fejezete szerint tervezték, hogy a csomópont leggyengébb komponensei legyenek. A sarokvarrat méretezési ellenállása a 4.1. szakaszban kerül leírásra. A merevítő nélküli szelvényhez hegesztett rugalmas lemezre merőlegesen ható erő korlátozott. A feszültségek egy hatékony szélességen koncentrálódnak, míg a merevítetlen részek körüli varrat ellenállása elhanyagolható, ahogy az a 4.5.1. ábrán látható. Merevítetlen I vagy H szelvény esetén a hatékony szélesség a következőképpen számítható:
Az s méret hengerelt szelvény esetén és hegesztett szelvény esetén . Zárt szelvény vagy U-szelvény esetén a hatékony szélességet a következőképpen kell meghatározni:
Ahol:
- varrat torokvastagsága
- a gerendán ható normálerő
- a varrat teljes hatékony hossza
- korrelációs tényező az EN 1993-1-8 4.1. táblázatából
- a csatlakoztatott gyengébb rész névleges szakítószilárdsága
- varratokra vonatkozó részleges biztonsági tényező

Numerikus modell
A CBFEM varrat komponense az Általános elméleti háttér és az EN elméleti háttér dokumentumokban kerül leírásra. A varrat egy részén eléri a képlékeny ágat, és a feszültségcsúcsok a varrat hossza mentén újraoszlanak.
Az ellenállásellenőrzése
A CBFEM által számított méretezési ellenállást a CM eredményeivel hasonlítják össze. Csak a varrat méretezési ellenállása kerül összehasonlításra. A vizsgált példák és az anyag áttekintése a 4.5.1. táblázatban található. A csomópontok geometriája méretekkel a 4.5.2. ábrán látható.




Az eredmények a 4.5.2. táblázatban kerülnek bemutatásra. A tanulmány két paraméterre vonatkozik: a HEB szelvény övszélességére és a zárt szelvény gerincvastagságára. A rugalmas lemezt húzóerő terheli. A HEB szelvény övszélességének a csomópont méretezési ellenállására gyakorolt hatása a 4.5.3. ábrán látható. A zárt szelvény gerincvastagságának a csomópont méretezési ellenállására gyakorolt összefüggése a 4.5.4. ábrán látható.

A CBFEM és a CM eredményeit érzékenységvizsgálatban hasonlítják össze. A HEB szelvény övszélességének a csomópont méretezési ellenállására gyakorolt hatását a 4.5.3. ábra mutatja. A zárt szelvény gerincvastagságának a csomópont méretezési ellenállására gyakorolt hatása a 4.5.4. ábrán kerül bemutatásra. A paraméteres vizsgálatok az összes varrat-konfiguráció esetén nagyon jó egyezést mutatnak az eredmények között.


Az érzékenységvizsgálat eredményei egy diagramban kerülnek összefoglalásra, amely összehasonlítja a CBFEM és a CM méretezési ellenállásait; lásd a 4.5.5. ábrát, amely a CBFEM modell pontosságát szemlélteti.


A lemezvastagság varrat méretezési ellenállására gyakorolt hatása a 4.5.6. ábrán látható. Az oszlop keresztmetszete HEB 180, övvastagsága 14 mm. Az oszlop övénél vastagabb lemezt csatlakoztató varrat ellenállása azonos a CM és a CBFEM esetén. Ezzel szemben az azonos vagy kisebb vastagságú lemezt az oszlop övéhez csatlakoztató varrat numerikus modellekben 20%-kal kisebb méretezési ellenállással rendelkezik. A lemezvastagságot a héjelemekkel készült numerikus modellek nem veszik figyelembe, ami az eltérést okozza.

Referenciapélda
Bemeneti adatok
Oszlop
• S235 acél
• RHS 200/200/5
Rugalmas lemez
• S235 acél
• Vastagság tp = 17 mm
• Szélesség bp = 190 mm
Varrat, kétoldali sarokvarrat, lásd a 4.5.7. ábrát
• Torokvastagság aw = 5 mm
Kimeneti adatok
• Méretezési ellenállás húzásra NRd = 68 kN

