Połączenie śrubowe - Złącza na ścinanie

Opis

Niniejsze opracowanie poświęcone jest weryfikacji metody elementów skończonych opartej na komponentach (CBFEM) w zakresie nośności symetrycznego podwójnego złącza śrubowego na ścinanie w odniesieniu do modelu analitycznego (AM).

Model analityczny

Nośność śrub na ścinanie oraz nośność blach na docisk obliczane są zgodnie z Tab. 3.4 w rozdziale 3.6.1 normy EN 1993-1-8:2005. Dla długich połączeń uwzględniany jest współczynnik redukcyjny zgodnie z p. 3.8. Nośność obliczeniowa łączonych elementów z uwzględnieniem redukcji na otwory na łączniki jest przyjmowana zgodnie z p. 3.10.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{ Drawing 5.2.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

Weryfikacja nośności

Nośności obliczeniowe wyznaczone metodą CBFEM zostały porównane z wynikami modelu analitycznego (AM). Wyniki zestawiono w Tab. 5.2.1. Parametrami zmiennymi są: gatunek materiału śrub, grubość nakładki, średnica śruby oraz rozstawy śrub – patrz Rys. 5.2.1 do 5.2.4.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.1 Sensitivity study for the bolt material}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.2 Sensitivity study for the splice thickness}}}$$

Tab. 5.2.1 Analiza wrażliwości nośności

Opis złącza: nakładka 150/10mm, śruby 2×M20 w rozstawach p =70, e₁=50, blachy 2×150/6mm, stal S235

Opis złącza: wysokość nakładki 200mm, śruby 3×M16 8,8 w rozstawach p = 55mm e₁ = 40mm, blachy 2×200/t mm, stal S235

Opis złącza: nakładka 120/10mm, śruby 2×MX 8,8, blachy 2×120/10 mm, stal S235

Opis złącza: nakładka 200/6 mm, śruby 3×M16 8,8, blachy 2×200/6mm, stal S235

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.3 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.4 Sensitivity study for the distance of bolts}}}$$

Wyniki analiz wrażliwości zestawiono na wykresie na Rys. 5.2.5. Wyniki wskazują, że różnice między obiema metodami obliczeniowymi są poniżej 5 %. Model analityczny daje na ogół wyższą nośność.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.5 Verification of CBFEM to AM for the symmetrical double splice connection}}}$$

Przykład wzorcowy

Dane wejściowe

Łączony element

• Stal S235
• Nakładka 200/10 mm

Łączniki

Śruby

• 3 × M16 8.8
• Rozstawy e₁ = 40 mm, p = 55 mm

2 x nakładka

• Stal S235
• Blacha 380×200×10

Wyniki

• Nośność obliczeniowa F_Rd = 258 kN
• Miarodajny jest docisk łączonej nakładki

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.6 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$