Добро пожаловать! Здесь мы рассмотрим довольно простое соединение пластин на болтах и посмотрим, как выполняются проверки болтов в IDEA StatiCa по СП 16.13330.2017.
Обращаем Ваше внимание на то, что результаты расчётов, полученные в различных версиях программы, могут незначительно отличаться.
Запустим программу IDEA StatiCa и откроем модуль Connection
Создадим новый проект – выберем наиболее подходящий шаблон для будущего узла, присвоим ему имя и выберем необходимые материалы:
Обратите внимание на то, чтобы в проекте были выбраны российские нормы проектирования – СП 16.13330.2017
После ввода всех параметров жмите на большую оранжевую кнопку «Создать проект».
Как мы могли заметить, IDEA StatiCa автоматически создала две балки. Давайте немного изменим их сечение, выбрав полосовой прокат.
Зададим следующие параметры сечения:
Нажмём ОК, а затем изменим сечение элемента В2 на только что созданное, зайдя в его свойства.
Дальше немного подвинем наши пластины, чтобы можно было соединить их нахлёсточным швом – зададим смещения элемента «В1»: ex = -50 мм, ez = -12 мм и поменяем расчётную модель обоих элементов на N-Vy-Vz (более подробно об этом можно узнать здесь).
Отлично, переходим к нагрузкам.
Воспользуемся уже знакомым нам режимом Design Resistance.
Перейдём к загружениям и укажем в таблице только продольную силу в 100кН:
После этого можем переходить к конструированию нашего узла.
Тут-то, собственно, и конструирования совсем немножко. Добавим новую монтажную операцию «Сварные швы»
Настроим свойства монтажной операции, переключившись на прозрачный вид и включив отображение меток пластин:
Далее скопируем монтажную операцию и поменяем местами «В1» и «В2» в свойствах операции:
Перейдём обратно на объёмный вид и посмотрим, что получилось:
Наше нахлёсточное соединение готово, можем переходить к расчёту.
Запускаем расчёт в режиме Design Resistance и по завершению переходим на вкладку Проверка к таблице «Несущая способность узла»:
Рисунок 4‑1. График несущей способности соединения
Согласно расчёту, предельное растягивающее усилие составляет 170,1 кН. Запомним это значение. Оно нам ещё понадобится.
Пересчитаем задачу в режиме EPS на полученную нагрузку, добавив новое загружение (первое загружение лучше отключить):
После выполнения расчёта перейдём к проверке:
Как мы видим, коэффициенты использования сварных швов действительно достигают предельных значений (99~100%).
Проверка сварных швов осуществляется следующим образом:
Обратите внимание на то, что для каждого сварного шва в таблице указывается проверка именно самого напряжённого конечного элемента. Ещё не стоит забывать, что в IDEA StatiCa используются упругопластические элементы для сварки. Советуем посмотреть вторую часть этого вебинара, чтобы более подробно ознакомиться с этим вопросом.
А сейчас сравним результаты с ручным расчётом. Посмотрим, как будут отличаться предельные усилия в IDEA StatiCa и усилие, посчитанное вручную.
Исходные данные:
Длина шва – 200мм (расчётная длина будет составлять 180 мм – за вычетом 1 см на каждом непрерывном участке), катет шва – 6 мм, коэффициент проплавления – 0,9 (для автоматической и механизированной сварки), электроды – Э42 (Rwf = 180 МПа).
Тогда согласно формуле 176 получим следующее предельное значение по металлу шва:
\[ N = R_{wf} \cdot \gamma_c \cdot \beta_f \cdot k_f \cdot l_w = 180\,\frac{Н}{{\textrm{мм}}^2} \cdot 1,0 \cdot 6,0\,\textrm{мм} \cdot 180\,\textrm{мм} = 174\,960\,\textrm{Н} = 174,96 \,\textrm{кН}\]
Как видим, разница с IDEA StatiCa несущественная (менее 3%, причём в запас).
Надеемся, что со сваркой теперь всё стало намного понятнее.