Styčníky v pren1998-1:2019. František Wald

Transkript

1 Styčníky v pren1998-1:2019 František Wald

2 Motivace Design models Global analyse Classification Component meth. Interaction o Seznámit s přínosy/změnami Assessment I Introduction CBFEM General Val. & Ver. Examples Benchmark case Summary v připravované normě pren :2019

3 Obsah o Kde jsme v přípravě druhé generace Eurokódů? o Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Design models Global analyse Classification Component meth. Interaction Assessment I Introduction CBFEM General Val. & Ver. Examples Benchmark case Summary o o o o o o o o Shrnutí Návrh otlačení šroubů Porušení skupiny šroubů Šrouby bez matice Návrh svarů Návrh uzavřených průřezů Návrh kloubových přípojů Pokročilé modely

4 Kde jsme v přípravě nové generace Eurokódů?

5 o Časový plán Dnes Texty EN Texty zbylých EN a národní přílohy Konsolidované národní verze 2010/12 Platnost ve většině zemí 2012/07/01 Formální zveřejnění a zplatnění CEN a nár. institucí může být až od roku 2024 Konec 4. etapy Etapa 1 (ukončena) 1. Změny a opravy Začátek M/515 Druhé generace Eurokódů Etapa 2 (probíhá) Etapa 3 (začala) Etapa 4 (plánuje se)

6 Pracovní skupiny Technické komise Projektové týmy PRACOVNÍ SKUPINY TECHNICKÉ KOMISE PROJEKTOVÉ TÝMY Pracovní skupina Technická komise 3 EN POŽÁR B. Snijder Pracovní skupina Technická komise 6 EN ÚNAVA P. Schaumann Pracovní skupina Technická komise 7 EN TENKOSTĚNNÉ PRVKY U. Kuhlmannová Pracovní skupina Technická komise 8 EN STABILITA T. Ummenhofer Pracovní skupina Technická komise 10 EN STYČNÍKY M. Lukic Celková revize a "Systematické shrnutí" Technické zkvalitnění v rámci mandátu M/515 vydaného Evropskou komisí ECCS: hodnocení národních skupin zahrnout / upravit / odmítnout 6

7 Struktura norem pro navrhování ocelových konstrukcí První etapa Jeřábové dráhy Mosty Třídy oceli do S700 Obecná pravidla Tažené prvky Požár Navrhování MKP Piloty a štětové stěny Houževnatost Únava Návrh styčníků ČÁST 1 Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby Boulení stěn Tenkostěn. prvky Korozivzd. oceli Stožáry a komíny + část 14 Navrhování MKP + část 12 Prolamované nosníky - část 12 Vysokopevnostní oceli - Štětovnice Příčně zatížené desky ČÁST 4 Skořepiny Zásobníky, nádrže a potrubí 7

8 Revize EN1993-x-y o Kde jsme? Etapa 1 o EN o EN Komentovaný konečný návrh Etapa 2 o EN o EN o EN Dokončena a připomínky klasifikovány Etapa 3 o EN o EN o EN o EN Dokončena a připomínky klasifikovány Etapa 3 + Etapa 4 Etapa 4 Etapa 4 o EN o EN o EN o EN o EN Dokončena a připomínky klasifikovány o EN o EN o EN Dokončena a připomínky klasifikovány o EN Připomínky sebrány, klasifikace probíhá, rozhodnutí 10/2018

9 Čím se hlavně liší EN :2006 a pren :2019 Drobné inovace o Návrh svarů o Návrh otlačení šroubů o Porušení skupiny šroubů o Návrh uzavřených průřezů velké změny o Návrh kloubových styčníků Změněna/zjednodušena struktura textu o Styčníky otevřených průřezů o Kotvení patní deskou

10 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Návrh šroubů na otlačení

11 Návrh šroubů na otlačení

12 Interakce sil v rovině

13 NUMERICAL EXAMPLE ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG Primož Može University of Lubljiana 13

14 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG Calculate the design resistance of angle L100/10, S 355 N in tension connected by one leg with 3 bolts M e 1 p 1 p 1 e 2 F Ed =? e 1 = 50 mm d = 24 mm f y = 355 Mpa γ M0 = 1 p 1 = 80 mm d 0 = 26 mm f u = 510 Mpa γ M2 = 1,25 e 2 = 40 mm F v,rd = 173,6 kn (partialy threaded) 14

15 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG EN :2005 pren :2018 Design bearing resistance for end bolt k 1 40 = min 2,8 1,7; 2,5 = 2,5 26 b 50 = min ; 3 = 1,92 26 b F b, Rd = min ; ; 1 = 0, ,5 0,64 1 2,4 51 = = 156,9kN 2,5 k = 1 for S355 m F b, Rd 1 1,92 1 2,4 51 = = 188,3kN 2,5 15

16 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG EN :2005 pren :2018 Design bearing resistance for inner bolt k 1 40 = min 2,8 1,7; 2,5 = 2,5 26 b 80 1 = min ; 3 = 2, b = min ; ; 1 = 0, F b, Rd 2,5 0,78 1 2,4 51 = = 189,9kN 2,5 k = 1 for S355 m F b, Rd 1 2,58 1 2,4 51 = = 252,3kN 2,5 16

17 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG EN :2005 pren :2018 Design resistance of group of bolts F F = 173,6 kn F = 156,9 kn end v, Rd b, Rd = 173,6 kn F = 189,9 kn inner v, Rd b, Rd F = F + 2F F end Rd b, Rd v, Rd Rd = 156, ,6 = 504 kn F = 135,4 kn F = 182,4 kn v, Rd b, Rd F Rd = nf = 3 173,6 = 520,8 kn v, Rd 17

18 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG EN :2005 pren :2018 Design for block tearing Which of the resistances should be considered V eff,1,rd or V eff,2,rd? A V V nt = 2,7 cm ; A = 14,5 cm eff,1, Rd eff,1, Rd 2 2 nv 35,5 51 = 2,7 + 14,5 1,25 3 1,25 = 407,3 kn A = 2,7 cm ; A = 14,5 cm ; A = 21 cm V V nt nv gv eff,1, Rd eff,1, Rd 51 35,5 = 2, min 14,5 ; 21 1, = 451,7 kn 18

19 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG EN :2005 pren :2018 Design ultimate resistance A net u, Rd = 16,6 cm 2 = 0,546 (interpolated value) N 0,546 16,6 51 = = 369,9 kn 1,25 A N N net u, Rd u, Rd = 16,6 cm 2 0,75 16,6 51 = min ;451,7 1,25 ( ) = min 508;451.7 = kn 19

20 ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG F F EN :2005 pren :2018 FRd = 504,1 kn = min V = 407,7 kn Nu, Rd 369,9 kn = = 369,4 kn Ed eff,1, Rd Ed Design resistance Finite element analysis in Abaqus Characteristic resistance F = 572 kn Design resistance F k d Fk = = 457,6 kn M2 F F FRd = 520,8 kn = min V = 451,7 kn Nu, Rd Veff,1, Rd 451,7 kn = = = 451,7 kn Ed eff,1, Rd Ed 20

21 NUMERICAL EXAMPLE ANGLE IN TENSION CONNECTED BY ONE LEG Primož Može University of Lubljiana 21

22 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Šrouby bez matice

23 Kap. 5 Šrouby bez matice o Pravidla pro návrh a konstrukční řešení šroubů L t d

24 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Porušení skupiny šroubů

25 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Porušení skupiny šroubů

26 Porušení skupiny šroubů o EN :2006 konzervativní pro excentrické připojení

27 Porušení skupiny šroubů

28 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Návrh svarů

29 Svary vysokopevnostních ocelí

30 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Návrh uzavřených průřezů

31 Návrh uzavřených průřezů o Nová definice únosnosti (od 2002) δ/d 0 3 % δ/b 0 3 %

32 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Návrh kloubových styčníků

33 Příloha C - Struktura Rozsah o Požadavky na tažnost a rotační kapacitu o Dvojice úhelníků na stěně nosníku o Deska na stěně nosníku o Krátká čelní deska o Únosnost o Dvojice úhelníků na stěně nosníku o Deska na stěně nosníku o Krátká čelní deska

34 Příloha C - Rozsah Obsah Kloubové přípoje o Připravena pouze pro H a I průřezy (nebo podobné svařované) o o o Dvojice úhelníků na stěně nosníku Deska na stěně nosníku Krátká čelní deska o Zásady návrhu o o Únosnosti ve smyku Únosnosti na vazebné síly

35 Příloha C - Rozsah Neobsahuje o o o Přípoje uzavřených průřezů Kloubové přípoje s normálovou silou (kromě vazebné) Přípoje s nosníkem bez pásnice místní únosnost a celková stabilita

36 Příloha C - Rozsah

37 Příloha C - Rozsah Národně určená hodnota C.1(4) Note: The National Annex can give alternative rules for the design of nominally pinned connections

38 Příloha C Požadavky na tažnost a rotační kapacitu Ověření je rozděleno na o Únosnost o Geometrii

39 Příloha C Požadavky na tažnost a rotační kapacitu Příklad pro přípoj dvojicí úhelníků na stěně nosníku t 0,36 d T průřez Τ f ub f y Jednotlivý spojovací prostředek

40 Příloha C Požadavky na tažnost a rotační kapacitu Příklad pro přípoj dvojicí úhelníků na stěně nosníku

41 Příloha C Požadavky na tažnost a rotační kapacitu

42 Příloha C - Stanovení nosnosti Pro každý typ přípoje 1. Obrázek typického přípoje 2. Tabulka vztahů pro ověření 3. Informace k návrhu

43 Příloha C - Stanovení nosnosti Příklad Obrázek typického přípoje pro přípoj dvojicí úhelníků na stěně nosníku

44 Příloha C - Stanovení nosnosti Příklad Tabulka vztahů pro ověření pro přípoj dvojicí úhelníků na stěně nosníku

45 Annex C Design resistance Příklad Informace k návrhu pro přípoj dvojicí úhelníků na stěně nosníku

46 Nově v pren :2019 Navrhování přípojů Navrhování metodou konečných prvků

47 Navrhování metodou konečných prvků o EN : Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 1-14: Design assisted by finite element analysis Rozsah o Pravidla pro navrhování metodou konečných prvků o Pro ověření mezního stavu únosnosti, použitelnosti a odolnosti na únavu. o o o Pracovní skupina vznikla z členů WG8 SC3 a SC9 Členové nominováni z WG s Normové zásady ne učebnice MKP Časově zařazena do 2. etapy European foreword Introduction 1. Scope 2. Normative references 3. Terms and definitions 4. Modelling 4.1. Geometrical models 4.2. Support and load models 4.3. Material models 4.4. Imperfections 5. Analysis 5.1. Thermal analysis 5.2. Structural analysis 6. Validation and verification 6.1. General 6.2. Verification 6.3. Validation 7. Design methodology 7.1. General 7.2. Ultimate limit state 7.3. Fatigue limit state 7.4. Serviceability limit state 8. Documentation

48 (6) The limiting value of the principal strain for bolts ε mpb which is modelled as a component specify National Annex from the elongation after fracture of full-size fastener A f in Table C.1 in EN ISO according to its bolt grade. The recommended value is 25 % of the elongation after fracture A. Navrhování metodou konečných prvků v pren : Structural properties of joints General (1) The resistance of a joint should be based on the resistances of its components. (2) The structural properties of joints are determined analytically, see Ch. 8 and Ch. 9, or by design-oriented finite element analysis. (3) The analytical component method for determining the structural properties of joints is specified in Ch. 8. (4) The evaluation of the numerical simulation results should be made according to EN (5) If material nonlinearity is considered in design oriented finite element analysis where the small deformations are defined as the first derivation of displacements, specify National Annex the limiting value of the principal strain ε mpp in the elastic-plastic material model of steel plates that are part of the joint for verification at the Ultimate Limit State. The recommended value of the principal strain is 5 %.

49 Shrnutí

50 Obsah o Kde jsme v přípravě druhé generace Eurokódů? o Nově v pren :2019 Navrhování přípojů o Návrh otlačení šroubů Kap. 5 o Porušení skupiny šroubů Kap. 5 o Návrh svarů Kap. 6 o Návrh uzavřených průřezů Kap. 9 o Návrh kloubových přípojů Příl. C o Pokročilé modely Čl. 4.3

51 Děkuji za pozornost František Wald B632