Typ połączenia: doczołowe (EC3 2005) — zakres obliczeń

Dla normy europejskiej EC3 dostępne są następujące typy połączenia doczołowego: ‘belka—belka’ i ‘belka—słup’. Połączenia te mogą być projektowane w wariancie spawanym i śrubowym. Program dopuszcza stosowanie śrub zarówno zwykłych jak i sprężających.

Program weryfikuje wytrzymałość wszystkich komponentów połączenia [6.2], wyznacza jego sztywność [6.3] oraz sprawdza warunki zdolności połączenia do obrotu gwarantujące powstanie przegubu plastycznego [6.4].

W ogólnym przypadku wykonywana jest kontrola następujących komponentów połączenia:

Wyznaczenie sił w poszczególnych rzędach śrub i nośności połączenia przy zginaniu odbywa się zgodnie z algorytmem podanym w punkcie 6.2.7.2.

Dla sił rozciągających przekraczających 5% wytrzymałości belki na rozciąganie program wyznacza siły w kolejnych rzędach śrub wykorzystując ten sam algorytm jak dla zginania z wyłączeniem komponentów poddawanych ściskaniu. Nośność na rozciąganie połączenia jest sumą sił w poszczególnych rzędach śrub.

Sztywność połączenia jest wyliczana jako wypadkowa ze sztywności wszystkich komponentów połączenia. Algorytm obliczeniowy do wyliczania sztywności znajduje się w punkcie 6.3 normy.

Połączenie może być sklasyfikowane według sztywności, zgodnie z punktem 5.2.2 normy lub według oporu, zgodnie z punktem 5.2.3. Obliczona sztywność połączenia może być przypisana do konstrukcji, poprzez definicję dodatkowych zwolnień sprężystych w analizowanym połączeniu. Ponowne przeliczenie konstrukcji pozwala na dokładniejsze oszacowanie obciążeń działających na połączenie.

Sztywność połączenia nie zostanie policzona, jeżeli:

Śruby

Opcje znajdujące się na karcie Śruby pozwalają na zdefiniowanie średnicy i klasy śrub używanych w połączeniu oraz na precyzyjne rozmieszczenie śrub w stosunku do krawędzi blachy czołowej. Liczbę wierszy i kolumn należy zdefiniować w polach Rzędy i Kolumny (UWAGA: w obecnej wersji możliwa jest definicja tylko 2 kolumn śrub).

Opcje Odległość h1, Rozstaw pion i Rozstaw poziom pozwalają na ustalenie położenia wierszy i kolumn względem siebie oraz górnego wiersza względem górnej krawędzi blachy czołowej. Włączenie opcji Równy rozstaw powoduje, że dobrane zostaną takie same wartości dla wszystkich elementów listy (jako miarodajny brany jest zawsze pierwszy element z listy).

Współczynnik tarcia {mi} i Współczynnik warunkowy {ks} są aktywne dla połączeń klas B i C. Są wykorzystywane do obliczania nośności połączenia na poślizg styku sprężonego zgodnie z punktem [3.9] normy.

Opcje znajdujące się na karcie Śruby pozwalają na zdefiniowanie średnicy i klasy śrub używanych w połączeniu oraz na precyzyjne rozmieszczenie śrub w stosunku do krawędzi blachy czołowej. Liczbę wierszy i kolumn należy zdefiniować w polach Rzędy i Kolumny (UWAGA: w obecnej wersji możliwa jest definicja tylko 2 kolumn śrub).

Norma EN 1993—1—8 w punkcie 3.4 definiuje pięć podstawowych kategorii połączenia. Ze względu na ścinanie, połączenie może być przypisane do 1 z 3 kategorii: A, B lub C. Przy uwzględnieniu rozciągania, połączenie można sklasyfikować jako połączenie kategorii D lub E. W ogólnym zatem przypadku, gdy na połączenie działa pełny zestaw sił wewnętrznych, połączenie doczołowe może być klasyfikowane wg 2 różnych kategorii.

Zgodnie z Tablicą 3.2, połączenia kategorii A należy sprawdzać na zerwanie śrub w stanie granicznym nośności (SGN). Połączenia kategorii B powinny być kontrolowane na zerwanie śrub w stanie granicznym nośności (ULS) i na poślizg styku w stanie granicznym użytkowanie (SLS). Połączenie kategorii C należy sprawdzać w stanie granicznym nośności (SGN) zarówno na zerwanie śrub jak i na rozwarcie styku.

W przypadku rozciągania weryfikacja połączeń kategorii D i E odbywa się w sposób analogiczny, zatem program nie wymaga ustalania kategorii połączenia przy rozciąganiu.

Do obliczeń połączeń w stanie granicznym nośności (SGN) brane są następujące obciążenia:

Do obliczeń połączeń w stanie granicznym użytkowania (SLS) brane są następujące obciążenia:

Uwaga: Ręcznie zdefiniowany zestaw sił wewnętrznych działających na połączenie (w oknie dialogowym Weryfikacja ręczna połączenia) traktowany jest przez program jak przypadek prosty.

W zależności od kategorii połączenia zdefiniowanej na karcie Parametry normowe program automatycznie rozpoznaje przypadki obciążeniowe zdefiniowane w oknie dialogowym Obliczenia połączeń i wykonuje stosowne obliczenia. Kontrola połączenia może zostać prowadzona równocześnie ze względu na wszystkie typy przypadków obciążenia; jeżeli zatem dla połączenia kategorii B zdefiniowane zostaną zarówno przypadku typu ULS jak i SLS, to program do kontroli połączenia na zerwanie śrub weźmie automatycznie wszystkie przypadki ULS, zaś do kontroli poślizg styku wszystkie przypadku SLS.

Żebra

W celu wzmocnienia słupa można zdefiniować poziome żebra wzmacniające środnik słupa, żebra ukośne jak również dodatkową płytkę wzmacniającą środnik. W wypadku zdefiniowania ukośnego wzmocnienia połączenia istnieje możliwość wprowadzenia dodatkowego żebra usztywniającego środnik belki w miejscu kontaktu belki z półką wzmocnienia.

Parametry normowe

Opcje znajdujące się na zakładce Parametry normowe pozwalają na definicję następujących parametrów normowych:

Możliwy jest wybór typu ramy. Długość belki brana do obliczeń domyślnie jest równa długości rzeczywistej belki.