검증

4볼트 열이 있는 엔드 플레이트 연결

Steel

EN (Eurocode)

CBFEM

Bolts

Connection

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이 내용은 Wald 교수 등이 저술한 "Component-based finite element design of steel connections" 도서에서 선택된 챕터입니다. 이 챕터는 4볼트 열이 있는 엔드 플레이트 연결의 검증에 초점을 맞추고 있습니다.

설명

이 연구는 4볼트 열이 있는 엔드 플레이트 연결의 저항에 대한 구성요소 기반 유한요소법(CBFEM)을 해석 모델(AM) 및 실험으로 검증된 연구 지향 유한요소 모델(ROFEM)과 비교 검증하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

해석 모델

전단 및 인장에서의 볼트 저항과 지압 및 펀칭 전단력에서의 플레이트 저항은 EN 1993-1-8:2006의 Tab. 3.4, Chapter 3.6.1에 따라 설계됩니다. Chapter 6.2.4에 따른 인장 등가 T-스터브는 Jaspart et al. (2010)에 의해 수정되었으며, Fig. 5.7.1 및 Tab. 5.7.1을 참조하십시오.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.7.1 Failure modes of T-stub with four bolts in a row: mode 1 (left), mode 2 (middle), mode 3 (right)}}}\]

Tab. 5.7.1 4볼트 열이 있는 T-스터브의 파괴 모드 (Jaspart et al. 2010)

Tab 5.7.1에서 𝐹_t,Rd는 볼트 인장 저항, 𝑒_w=𝑑_w/4, 𝑑_w는 와셔의 직경 또는 볼트 머리나 너트의 대각선 폭(해당되는 경우), 𝑚, 𝑛=𝑒₁+𝑒₂;⁡𝑛≤1.25𝑚, 𝑛₁=𝑒₁, 𝑛₂=𝑒₂;⁡𝑛₂≤1,25𝑚+𝑛₁ (Fig. 5.8.2 참조), 𝑀_pl,1,Rd=0.25𝑙_eff,1𝑡_f²𝑓_y/𝛾_M0, 𝑀_pl,2,Rd=0.25𝑙_eff,2𝑡_f²𝑓_y/𝛾_M0, 𝑙_eff는 유효 길이, 𝑡_f는 플랜지 두께, 𝑓_y는 항복 강도입니다. Fig. 5.7.2를 참조하십시오.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.7.2 T-stub geometry with four bolts in a row}}}\]

저항의 검증 및 확인

CBFEM으로 계산된 설계 저항은 해석 모델(Zakouřil, 2019)의 결과 및 연구 지향 유한요소 모델을 이용한 실험(Samaan et al. 2017)과 비교되었습니다. Fig. 5.7.3을 참조하십시오. 결과는 Fig. 5.7.4에 요약되어 있습니다. 볼트 등급 8.8 및 강재 등급 S450이 사용되었습니다. 항복 강도 및 인장 강도는 실험값과 밀접하게 일치하며, 예를 들어 볼트 항복 강도는 600 MPa, 볼트 인장 강도는 800 MPa입니다.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Extended unstiffened end plate labeled ENS}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Flushed end plate labeled F}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Extended stiffened end plate labeled EX}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.7.3 Tested specimens}}}\]

CBFEM으로 결정된 휨 모멘트 저항은 일반적으로 구성요소법과 실험으로 결정된 저항 사이에 위치합니다. Table 5.7.2는 엔드 플레이트 두께 20 mm 및 32 mm인 시험체에 대한 CM, CBFEM, ROFEM 및 실험 저항 간의 비교를 보여줍니다. 구성요소법과 CBFEM 모두 플러시 엔드 플레이트 시험체의 저항을 과소평가합니다.

Tab. 5.7.2 CM, ROFEM, CBFEM 및 실험 간의 비교