Page 35 - Konstrukcje Stalowe Nr 142
P. 35
DZIAŁ NAUKOWO-TECHNICZNY
Współczynnik µ przyjmuje się równy jedności gdy momenty
działające na połączenie są mniejsze niż 2/3 nośności węzła lub
określa się wzorem:
µ = 1, 5∗ M b,Ed ψ
M
j , Rd
Węzły można sklasyfikować jako sztywne, przegubowe oraz
podatne.
Panoaróliwtyncaznniyemmzogdoedlnuynmumz ePrNy-cEzNne1g9o93z- m1-o8delem Rys. 2. Model numeryczny węzła wykonany w programie ABAQUS
Do obliczeń wykorzystano normowy, sprężysto-plastyczny
W dalszej części artykułu analizowane zostaną połączenia
znajdujące się na rysunku 1. Połączenie a) IPE 300 – HEB 160 model stali ze wzmocnieniem. Obciążenie przyłożono na końcu
jest połączeniem nieużebrowanym, z dwoma szeregami śrub wspornika belki w postaci pionowego wymuszenia przemiesz-
rozciąganych, płyta czołowa przyspawana spoinami czoło- czenia. Rysunek 2 przedstawia model w chwili zniszczenia węzła,
wymi, stal S355 ( fy = 355 MPa, fu = 420 MPa). W połączeniu które następuje dla momentu zginającego równego 112,40 kNm.
b) IPE 450 – HEB 300 wprowadzono żebra w słupie na wysokości
pasów rygla oraz w wystającej części płyty czołowej od strony Model analityczny
rygla, zastosowano trzy szeregi śrub rozciąganych, pasy rygla Wykorzystując specjalnie opracowany program do obliczania
przyspawano do blachy spoinami pachwinowymi 9 mm, środ-
nik zaś spoinami pachwinowymi 6 mm, stal S375H ( fy = 275 MPa, śrubowych połączeń doczołowych wyznaczono krzywoliniową
fu = 430 MPa). charakterystykę zależności obrotu od momentu zginającego.
Pierwszy z modeli zaprezentowanych na rysunku 3 został opra-
cowany na podstawie [3] z wykorzystaniem instrukcji zawartych
w opracowaniu [1], natomiast drugi wykreślono na podstawie
wyników uzyskanych z analizy numerycznej przeprowadzonej
w programie ABAQUS. Zniszczenie węzła w przypadku modelu
numerycznego następuje przy osiągnięciu momentu zginające-
go równego 112,4 kNm, węzeł normowy uplastycznia się przy
momencie zginającym równym 88,95 kNm.
Rys. 1. Geometria analizowanych połączeń Rys. 3. Charakterystyka zależności obrotu węzła od momentu zginającego
Ta część opracowania przedstawia zestawienie wyników jakie Różnica widoczna w sztywności oraz nośności węzła prawdo-
otrzymano drogą obliczeń numerycznych oraz analitycznych, podobnie wywołana jest założeniem wystąpienia niedoskonało-
powołując się na referat omawiany podczas Ogólnopolskiej Stu- ści materiałowych oraz geometrycznych uwzględnianych przez
denckiej Konferencji Budowlanej BUDMIKA 2015. Porównania częściowe współczynniki bezpieczeństwa w modelu analitycz-
dokonano wyłącznie dla węzła przedstawionego na rysunku 1a. nym.
Model numeryczny Wyniki analiz n1o6r0mowych połączenia
Model wykonano w programie ABAQUS. Elementy węzła IPE 300 – HEB
(belka, słup oraz blacha czołowa) zostały zamodelowane przy Grubość blachy czołowej
wykorzystaniu elementów skończonych typu S4R. Są to cztero- Rysunek 4 przedstawia wyniki analizy wpływu zmian grubości
węzłowe elementy typu Shell 3D wykorzystujące w obliczaniach
zredukowane całkowanie (mniejsza liczba punktów Gaussa). płyty czołowej na nośność i sztywność węzła przedstawionego
Zgodnie z zasadami przedstawionymi w [4], w modelu nume-
rycznym łączniki można wymodelować w sposób uproszczony
stosując funkcję Fasteners. W projektowanym połączeniu zasto-
sowano tę funkcję, łącząc punkty w których powinny znajdować
się osie śrub z łącznikami Fasteners z użyciem połączenia typu
Beam.
5/142 KONSTRUKCJE STALOWE 35
10.2016
