Giunti a taglio in collegamento resistente allo scorrimento
Descrizione
Questo studio è incentrato sulla verifica del metodo degli elementi finiti basato sui componenti (CBFEM) per la resistenza del collegamento simmetrico a doppio giunto resistente allo scorrimento rispetto a un modello analitico (AM).
Modello analitico
La resistenza allo scorrimento di un bullone precaricato è progettata secondo il capitolo 3.9.1 della EN 1993-1-8:2005. La forza di precarico è assunta al 70% della resistenza ultima del bullone secondo l'equazione (3.7).
Verifica della resistenza
Le resistenze di progetto calcolate con il CBFEM sono confrontate con i risultati del modello analitico (AM); vedere (Wald et al. 2018). I risultati sono riassunti nella Tab. 5.5.1. Il parametro è il diametro del bullone; vedere Fig. 5.5.1.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Drawing 5.5.1 Joint geometry and dimensions}}}\]
Tab. 5.5.1 Confronto della resistenza del bullone prevista dal modello FE rispetto a quella analitica per il diametro del bullone; giunto: giunto 200/12 mm, bulloni 2 × M× 8.8, piastre 2 × 200/20 mm, acciaio S235
| Parametro | Modello Analitico (AM) | CBFEM | AM/ CBFEM | |||
| Diam. | Distanze | Resist. [kN] | Componente critico | Resist. [kN] | Componente critico | |
| M16 | p = 55 e1 = 40 | 211 | Scorrimento | 205 | Scorrimento | 1,03 |
| M20 | p = 70 e1= 50 | 329 | Scorrimento | 320 | Scorrimento | 1,03 |
| M24 | p = 80 e1 = 60 | 474 | Scorrimento | 463 | Scorrimento | 1,02 |
| M27 | p = 90 e1 = 70 | 617 | Scorrimento | 596 | Scorrimento | 1,04 |
| M30 | p = 100 e1 = 75 | 754 | Scorrimento | 728 | Scorrimento | 1,04 |
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.1 Sensitivity study for the bolt diameter}}}\]
I risultati degli studi di sensibilità sono riassunti nel grafico in Fig. 5.5.2. I risultati mostrano che le differenze tra i due metodi di calcolo sono inferiori al 5 %. Il modello analitico fornisce generalmente una resistenza maggiore.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.2 Verification of CBFEM to AM for the slip-resistant double splice connection}}}\]
Esempio di riferimento
Dati di input
Elemento collegato
- Acciaio S235
- Giunto 200×12 mm
Connettori
Bulloni
- 3 × M20 8.8
- Distanze e1 = 50 mm, p = 70 mm
Due giunti
- Acciaio S235
- Piastra 480×200×20 mm
Impostazioni normative
- Coefficiente di attrito nella resistenza allo scorrimento 0,5
Risultati
- Resistenza di progetto FRd = 320 kN
- Il modo di collasso di progetto è lo scorrimento dei bulloni
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.5.3 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}\]