Îmbinare pe consolă din cornier

Tipul îmbinării: Îmbinare cu corniere duble

Sistem de unități: Metric

Proiectat conform: AS 4100

Verificat: Șuruburi, metal de bază

Material placă: Grad 300

Șuruburi: M20 Grad 8.8

Exemplu preluat din: B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Capitolul 9.4.1.2

Geometrie

Grinda UB 406×178×60 este conectată la stâlpul UC 254×254×89. Grinda este poziționată pe o consolă realizată din cornier L150×90×12. Inima grinzii este conectată la talpa stâlpului printr-un alt cornier L100×75×6. Sunt selectate șuruburi M20 grad 8.8.

Încărcare aplicată

O forță tăietoare de 160 kN este aplicată pe grindă la poziția centrului de greutate al șuruburilor de pe inima grinzii.

Rezultatele calculului manual

Rezultatele din B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Capitolul 9.4.1.1 sunt utilizate ca și calcul manual. Capacitatea maximă a îmbinării pentru elementul rezemat este V_cap = 186,2 kN; capacitatea la flambaj a inimii elementului rezemat V_b = 179,2 kN; rezistența șuruburilor consolei din cornier la talpa stâlpului V = 370,4 kN. Rezistența determinantă a șuruburilor este rezistența la forfecare – 92,6 kN, celelalte rezistențe sunt capacitatea portantă a consolei din cornier la găurile șuruburilor – 304,1 kN, capacitatea la rupere a consolei din cornier la găurile șuruburilor – 228,1 kN.

Verificare în IDEA StatiCa

IDEA StatiCa utilizează tensiunea von Mises pentru determinarea rezistenței plăcilor. Diagrama de material a oțelului este bilineară, iar limita de curgere este înmulțită cu factorul de capacitate ϕ = 0,9. Limita de curgere a oțelului depinde de materialul și grosimea acestuia. Tensiunea von Mises pe forma deformată poate fi observată în figura următoare. Ambele corniere și inima grinzii plastifică.

Flambajul inimii a fost recunoscut de B. Kirke, I.H. Al-Jamel și calculat ca și cum inima ar fi complet nerigidizată. Cu toate acestea, inima este reținută de șuruburile celui de-al doilea cornier. Forma de flambaj și factorii de flambaj pot fi observați în figura de mai jos. Factorul 6,46 este suficient de ridicat pentru acest tip de formă de flambaj.

Șuruburile nu sunt puternic solicitate conform calculului manual. Același lucru se constată și în IDEA. Șuruburile de la talpa stâlpului la corniera de consolă sunt B7–B10. Capacitatea portantă și capacitatea la forfecare sunt calculate conform AS 4100, astfel că rezistențele sunt aproape identice cu cele din B. Kirke, I.H. Al-Jamel.

Rigiditate la rotație

Rigiditatea la rotație a acestui rost este foarte scăzută și este clasificată ca articulat.

Concluzie

Calculul manual identifică capacitatea la flambaj a inimii grinzii ca mod de cedare determinant, cu V_b = 179,2 kN. IDEA StatiCa permite o capacitate de încărcare ușor mai mare, de 192 kN înainte ca plăcile să atingă limita de deformație de 5%. Diferența este de 7 % și este cauzată de neglijarea efectului de stabilizare al cornierului superior asupra flambajului inimii în evaluarea manuală.