Модель к нашей статье основывается на конструктивной системе узлового листа на колонне, подробное описание которой указано на странице 8.67 технической литературы [1].
Система
Главным образом система состоит из колонны сечения HEB 140, к полке которой должен быть приварен узловой лист путем двойного углового шва. Таким образом колонна будет соединена с растянутым стержнем, который однако не будет учитываться в данном случае. Действующая нагрузка составляет 330 кН и распределяется на три отверстия для болтов, а затем передается системе. Несмотря на то, что нагрузка в данном случае известна, требуемые величины сил будут определены по внутренним силам узлового листа. Нагрузка будет использована только для контроля.
Нахождение результирующей сил
Формула для результирующей сил взята из таблицы 8.66c в [1].
Отдельные составляющие сил можно рассчитать следующим образом.
Силы F и момент можно определить на основе заданного сечения. При этом в диалоговом окне сечения должен учитываться только узловой лист.
Метод 1
После выполнения расчета можно графически отобразить результирующие для каждого сечения.
Теперь эти значения можно вставить в соответствующие формулы. В нашем примере результирующие соотносятся с силами следующим образом.
F1⊥, Ed = PX = 165,37 кН
F2⊥, Ed = PY = 0 кН
Fll, Ed = PZ = 285,95 кН
MEd = MY = 8,38 кНм
Поскольку результирующие сечений расположены аналогично глобальным осям, то при ином расположении швов или сечений для получения соответствующих сил и моментов потребовались бы дальнейшие преобразования результатов. Поэтому мы рассмотрим еще один метод.
Метод 2
В данном случае можно также применить уже созданное сечение. Для дальнейшей оценки откроем соответствующую диаграмму результатов.
С учетом местной системы координат поверхности будут отображены основные внутренние силы vx (= 0 из-за отсутствия горизонтальных нагрузок), nx и nxy. На основе оценки диаграммы результатов снова будут найдены требуемые силы. Дальнейшие расчеты требуются только для нахождения момента. Для этого экспортируем промежуточные значения основных внутренних сил nx в Excel. В данном случае момент будет результатом суммирования сил отдельных сегментов, умноженных на соответствующее расстояние до центра сечения.
Результаты в случае применения обоих методов идентичны. При проверке посредством разложения силы, равной 330 кН и действующей под углом 30°, мы также получим пары сил и момент:
F⊥, Ed = 330 ⋅ sin 30 ° = 165 кН
Fll, Ed = 330 ⋅ cos 30 ° = 285 кН
MEd = 165 ⋅ 0,05 = 8,3 кНм
Расчет углового шва
Результирующую сил теперь можно определить на основе сил и моментов.
N⊥, Ed = 165/34 + 8,38/(34²/6) = 9,20 кН/см
V⊥, Ed = 0
Vll, Ed = 286/34 = 8,41 кН/см
Fw, Ed = √ 9,2² + 8,41² = 12,46 кН/см
Данное значение наконец сравнивается с расчетным значением несущей способности углового шва. При этом толщина углового шва предположительно равна 3 мм.
Fw, Rd = (36/√ 3 ⋅ 0,8 ⋅ 1,25) ⋅ 2 ⋅ 0,3 = 12,47 кН/см
Fw, Ed = 12,46 кН/см <Fw, Rd = 12,47 кН/см
Dlubal_KohlA_Rev1.png?mw=350&hash=f8d2ccd6ebb5a4c58d1c98f433e9f5171a41f581)
.jpg?mw=350&hash=91f398b559b26a6ac36fd7ecdf5e395e7b9b856d)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
