Acél kapcsolat komponenseinek ellenőrzése (HKG)

Az eredő egyenértékű feszültség (HMH, von Mises) és a plasztikus alakváltozás a lemezeken kerül kiszámításra. Amikor a kétlineáris anyagdiagramon eléri a méretezési folyáshatárt, $p_y$ (Cl. 3.1.2), az egyenértékű plasztikus alakváltozás ellenőrzése elvégzésre kerül. Az 5%-os határértéket az Eurocode (EN 1993-1-5 App. C, Par. C8, Note 1) javasolja. Ez az érték módosítható a Kódbeállításokban, de az ellenőrző vizsgálatok erre az ajánlott értékre készültek. 

A lemezelemek öt rétegre vannak osztva, és mindegyikben rugalmas/plasztikus viselkedést vizsgálnak. A program a legrosszabb eredményt mutatja.

A feszültség kissé magasabb lehet a méretezési folyáshatárnál. Ennek oka a feszültség-alakváltozás diagram plasztikus ágának enyhe meredeksége, amelyet az elemzésben a számítás stabilitásának javítása érdekében alkalmaznak.

$$p_y = \min \left \{ \frac{Y_s}{\gamma_{m1}}, \frac{U_s}{\gamma_{m2}} \right \}$$

ahol:

• $p_y$ – méretezési folyáshatár
• $Y_s$ – karakterisztikus folyáshatár
• $U_s$ – minimális szakítószilárdság
• $\gamma_{m1}$ – anyagtényező (4.1. táblázat); alapértelmezett érték $\gamma_{m1} = 1$, módosítható a Kódbeállításokban
• $\gamma_{m2}$ – anyagtényező (4.1. táblázat); alapértelmezett érték $\gamma_{m2} = 1.2$, módosítható a Kódbeállításokban

Tompahegesztések

Teljes behatolású tompahegesztések alkalmazása szükséges, és ezek ellenállása az alapanyagéval egyenlőnek tekinthető – Cl. 9.2.5.2.1.

Sarokhegesztések

A sarokhegesztések tervezése az Egyszerűsített módszer szerint történik, a Cl. 9.2.5.1.6 alapján. 

$$f_w \le p_w$$

• $f_w = \sqrt{\sigma_\perp ^2 + \tau_\perp ^2 + \tau_\parallel ^2}$ – a hegesztési torok minden irányú feszültségeinek vektoriális összege
• $p_w$ – a sarokhegesztés méretezési szilárdsága a 9.2a és 9.2b táblázat szerint; a 9.2a és 9.2b táblázatban nem szereplő esetekre:

  • $p_w = \min \{0.5 U_e, 0.55 U_s\}$ – EN acéllal használt EN elektróda esetén
  • $p_w = 0.38 \min \{U_e, U_s\}$ – egyéb esetekben
• $U_e$ – az elektróda minimális szakítószilárdsága
• $U_s$ – minimális szakítószilárdság

A sarokhegesztés hatékony hossza $2\cdot s$-sel csökken a Cl. 9.2.5.1.3 szerint, ahol $s$ a sarokhegesztés szármérete, amely $a\cdot \sqrt{2}$-vel egyenlőnek tekinthető.

9.2a és 9.2b táblázat: Méretezési szilárdságok $p_w$ [MPa]

Az elektróda alapértelmezett minimális szakítószilárdsága $U_e$ [MPa]

A hegesztési diagramok a következő képlet szerinti feszültséget mutatják:

$$\sigma = \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2 }$$

Csavarok húzásban

A csavar húzási teherbírása a Cl. 9.3.7.1 szerint:

$$P_t = A_s \cdot p_t$$

ahol:

• $A_s$ – húzási feszültségi keresztmetszet
• $p_t$ – a 9.8. táblázatból kapott húzási szilárdság

A feszítő erőket a végeselem-módszer figyelembe veszi.

Csavarok nyírásban

A csavarok nyírási teherbírása a Cl. 9.3.6.1.1 szerint:

$$P_s = p_s \cdot A_s$$

ahol:

• $p_s$ – a 9.5. táblázatból kapott méretezési nyírási szilárdság
• $A_s$ – hatékony nyírási terület; $A_s = A_t$ ha a menet a nyírási síkot metszi, egyébként $A_s$ a szár keresztmetszeti területe
• $A_t$ – húzási terület 

A Cl. 9.3.6.1.6 szerint, ha egy csavar $t_{pa}$ vastagságú tömítésen halad át, amely nagyobb mint a névleges átmérő $d$ egyharmada, a nyírási teherbírást $P_s$ csökkenteni kell egy $\beta_p$ redukciós tényezővel, amelyet az alábbi képletből kapunk:

$$\beta_p = \frac{9d}{8d+3t_{pa}} \le 1$$

Csavarok kombinált húzásban és nyírásban

A kombinált húzás és nyírás ellenőrzése a Cl. 9.3.8.1 szerint:

$$\frac{F_s}{P_s} + \frac{F_{tot}}{P_t} \le 1.4$$

ahol:

• $F_s$ – nyíróerő a csavarban
• $P_s$ – a csavar nyírási teherbírása
• $F_{tot}$ – a csavarban lévő teljes húzóerő, beleértve a feszítő erőt
• $P_t$ – a csavar húzási teherbírása

Csavarok palástnyomásban

A csavarok palástnyomási teherbírása a Cl. 9.3.6.1.2 szerint:

$$P_{bb} = d \cdot t_p \cdot p_{bb}$$

ahol:

• $d$ – a csavar névleges átmérője
• $t_p$ – a csatlakoztatott lemez vastagsága
• $p_{bb}$ – a csavar palástnyomási szilárdsága a 9.6. táblázatból

Minden lemezt külön ellenőriznek, és a legrosszabb eredmény kerül megjelenítésre.

A csatlakoztatott részek palástnyomási teherbírása a Cl. 9.3.6.1.3 szerint a következők minimuma:

$$P_{bs} = k_{bs} \cdot d \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 0.5 \cdot k_{bs} \cdot e \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 1.5 \cdot l_c \cdot t_p \cdot U_s \le 2.0 \cdot d \cdot t_p \cdot U_b$$

ahol:

• $k_{bs}$ – lyukegyüttható, amelynek értéke

  • szabványos lyukak esetén $k_{bs} = 1.0$
  • túlméretezett és rövid hornyolt lyukak esetén $k_{bs} = 0.7$
  • hosszú hornyolt lyukak esetén $k_{bs} = 0.5$
• $d$ – a csavar névleges átmérője
• $t_p$ – a csatlakoztatott lemez vastagsága
• $p_{bs}$ – a csatlakoztatott részek palástnyomási szilárdsága

  • S275 minőségű acél esetén $p_{bs} = 460$ MPa
  • S355 minőségű acél esetén $p_{bs} = 550$ MPa
  • S460 minőségű acél esetén $p_{bs} = 670$ MPa
  • egyéb minőségű acél esetén $p_{bs} = 0.67 (U_s+Y_s)$
• $e$ – a nyíróerő irányában mért peremtávolság, a csavar tengelyétől mérve
• $l_c$ – a lyukak palástnyomási széle és a szomszédos lyuk közeli széle közötti nettó távolság, az erőátvitel irányában
• $U_s$ – a csatlakoztatott lemez minimális szakítószilárdsága
• $Y_s$ – a csatlakoztatott lemez karakterisztikus folyáshatára
• $U_b$ – a csavar előírt minimális szakítószilárdsága

Nyírási kapacitás

Az előfeszített csavarok nyírási kapacitása a Cl. 9.3.6.2 szerint a következőképpen határozható meg:

$$P_{SL} = 0.9 \cdot K_s \cdot \mu \cdot P_0$$

ahol:

• $K_s$ – lyukegyüttható, amelynek értéke:

  • szabványos lyukak esetén $K_s = 1.0$
  • túlméretezett lyukak esetén $K_s = 0.85$
  • hornyolt lyukak esetén $K_s = 0.7$
• $\mu$ – csúszási tényező az összekötött részek között a 9.7. táblázat szerint; a Kódbeállításban szerkeszthető
• $P_0$ – a csavarok minimális próbaterhelése a vonatkozó nemzetközi vagy helyi szabványok szerint

Húzás és nyírás kombinációja

A húzás és nyírás kombinációját a Cl. 9.3.8.2 szerint a következőképpen ellenőrzik:

$$\frac{F_s}{P_{SL}}+\frac{F_{tot}}{0.9\cdot P_0} \le 1.0$$

ahol:

• $F_s$ – nyíróerő a csavarban
• $P_{SL}$ – előfeszített csavar csúszási ellenállása
• $F_{tot}$ – a csavarban ébredő teljes húzóerő, beleértve a feszítő erőt
• $P_0$ – az előfeszített csavar meghatározott minimális próbaterhelése

Beton nyomásban

A beton nyomásban való ellenőrzése a CoP – SUoS – Cl. 9.4.1 szerint történik:

$$\sigma \le w$$

ahol:

• $\sigma$ – átlagos nyomófeszültség a hatékony $A_{eff}$ területen, amely két terület metszéspontja:

  • $A_{CM}$ – a Cl. 9.4.1 szerint tiszta nyomásra meghatározott hatékony terület
  • $A_{FEM}$ – a talplemez betonnal érintkező, végeselem-módszerrel meghatározott területe
• $w = 0.6 f_{cu}$ – beton nyomási ellenállása koncentrált terhelés esetén 
• $f_{cu}$ – beton minimális karakterisztikus nyomószilárdsága

A hatékony $A_{CM}$ terület az acél szerkezeti elem talplemezhez hegesztett merevítőkkel együtt vett területe, megnövelve a $c$ átfedéssel:

$$c = t_p \sqrt{\frac{p_{yp}}{3w}}$$

ahol:

• $t_p$ – talplemez vastagsága
• $p_{yp}$ – a talplemez méretezési folyáshatára

A nyomott zóna alatti nyomást egyenletesnek tekintik.

Nyírás átadása

A talplemezen ébredő nyíróerőt az oszlopból a beton alapozásba az alábbi módokon adják át:

1. Súrlódás a talplemez és a beton/habarcs között
2. Nyírófog
3. Horgonycsavarok

Horgonyok

A horgonyokban ébredő húzóerők tartalmazzák a feszítő erőket, és végeselem-módszerrel kerülnek meghatározásra.

A horgonyokat a szoftver nem ellenőrzi.

Csavarok

A csavarok minimális távolsága a Cl. 9.3.1.1 szerint: A csavarok tengelyei közötti távolságnak nagyobbnak kell lennie, mint $2.5 \cdot d$, ahol $d$ a névleges csavarátmérő.

A csavar tengelyvonalától mért minimális peremtávolság a 9.3. táblázat szerint:

Hegesztések

A sarokhegesztések minimális szárméretét a 9.1. táblázat szerint kell ellenőrizni.

A kapacitástervezés nem szükséges a hongkongi szabványok szerint.

A csukló-k merevségük alapján kerülnek osztályozásra:

• Merev – csukló-k, amelyeknél az elemek közötti eredeti szögek elhanyagolható mértékben változnak,
• Félmerev – csukló-k, amelyek feltételezhetően megbízható és ismert mértékű hajlítási kényszert biztosítanak,
• Csuklós – csukló-k, amelyek nem fejlesztenek hajlítónyomatékot.

A csukló-k osztályozása az EN 1993-1-8 – Cl. 5.2.2 szerint történik.

• Merev – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \ge k_b$
• Félmerev – $0.5 < \frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} < k_b$
• Csuklós – $\frac{S_{j,ini} L_b}{E I_b} \le 0.5$

ahol:

• S_j,ini – a csukló kezdeti merevsége; a csukló merevsége lineárisnak tekinthető az M_j,Rd 2/3-áig
• L_b – a vizsgált szerkezeti elem elméleti hossza; az elem tulajdonságaiban adható meg
• E – Young-féle rugalmassági modulus
• I_b – a vizsgált szerkezeti elem tehetetlenségi nyomatéka
• k_b = 8 olyan keretekre, ahol a merevítő rendszer legalább 80%-kal csökkenti a vízszintes elmozdulást; k_b = 25 egyéb keretekre, feltéve, hogy minden szinten K_b/K_c ≥ 0.1. A k_b = 25 értéket kell alkalmazni, kivéve ha a felhasználó a Szabványbeállításokban „merevített rendszer"-t állít be.
• M_j,Rd – a csukló méretezési nyomatéki teherbírása
• K_b = I_b / L_b
• K_c = I_c / L_c