Doğrulamalar

Yangın tasarımı: Kaynaklı bindirme birleşimi

Steel

Welds

Bu makale aynı zamanda şu dillerde de mevcuttur:

İngilizceden yapay zeka tarafından çevrildi

Bindirme birleşimindeki köşe kaynağının yangın durumunda bileşen tabanlı sonlu elemanlar yöntemi (CBFEM), bileşen yöntemi (CM) ile doğrulanmaktadır.

Açıklama

Üç plaka, enine kaynak ve boyuna kaynak olmak üzere iki konfigürasyonda birleştirilmektedir. Çelik sınıfı, kaynak uzunluğu ve kaynak boğaz kalınlığı çalışmadaki değişken parametrelerdir. Birleşim, normal kuvvet ile yüklenmektedir.

Model, IDEA StatiCa Connection uygulamasında oluşturulmuştur.

Şek. 1: Enine kaynaklı bindirme birleşiminin geometrisi

Analitik Model

Yangın durumunda köşe kaynağının birim uzunluk başına tasarım dayanımı aşağıdaki formülden belirlenmelidir:

\[ F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}\]

burada \(k_{w,\theta}\) uygun kaynak sıcaklığı için EN 1993-1-2, Tablo D.1'den elde edilir; \(F_{w,Rd}\) ise EN 1993-1-8, Md. 4.5.3'ten belirlenir.

Doğrulama

Tab. 1: Enine köşe kaynakları

Şek. 2: Enine kaynak için sıcaklık parametrik çalışması

Şek. 3: Enine kaynak için çelik sınıfı parametrik çalışması

Şek. 4: Enine kaynak için kaynak uzunluğu boğaz kalınlığı parametrik çalışması

Enine köşe kaynaklarının dayanımı, çoğu durumda CBFEM'de AM'ye kıyasla biraz daha yüksektir (ortalama %3). İstisna, 350 °C sıcaklığıdır. Bu sıcaklıkta kaynak dayanımı yangından yalnızca hafif düzeyde etkilenmekte olup kısmi güvenlik katsayıları \(\gamma_{M,fi}=1.0\) ile \(\gamma_{M2}=1.25\) arasındaki fark, yangın nedeniyle oluşan azalmayı geride bırakmaktadır. IDEA StatiCa, cıvata veya kaynak dayanımının yangın durumunda oda sıcaklığındakinden daha yüksek olmasına izin vermez ve aşağıdakilerin minimumunu esas alır:

Yük dayanımının sıcaklık için azaltma katsayısı \(k_{\theta}\) ile çarpılıp yangın tasarım durumu için güvenlik katsayısı \(\gamma_{M,fi}\)'ye bölünmesi
Yük dayanımının cıvata ve kaynaklar için güvenlik katsayısı \(\gamma_{M2}\)'ye bölünmesi

Tab. 2: Boyuna köşe kaynakları

Şek. 5: Boyuna kaynak için sıcaklık parametrik çalışması

Şek. 6: Boyuna kaynak için çelik sınıfı parametrik çalışması

Şek. 7: Boyuna kaynak için kaynak uzunluğu boğaz kalınlığı parametrik çalışması

Boyuna köşe kaynaklarının dayanımı, çoğu durumda CBFEM'de AM'ye kıyasla biraz daha düşüktür (ortalama %4). İstisna, enine kaynaklar için geçerli olan aynı nedenle 350 °C sıcaklığıdır.