Kort genomgång av EK3-1-8 -jämörelse med BSK- Milan Veljkovic
Innehåll Skruvörband Svetsörband Modellering av konstruktioner Ledade örband Momentstyva örband Slutsatser
BSK Skruvörbandsklasser EK3-1-8 Klass Hålspel Tillämpning Skjuvning Dragning S1 S2 S1 S1 S2 S2 2 mm 2 mm 0.3 mm Skjuvörband utan sp. krav Dragna skruvar Pulserande last Passörband Växlande last örspänt passörband Primära örband i broar skjuvning Klass A Klass B ingen glidning i bruksgränstillstånd Klass D Utan örspänning Vindlast 4.6-10.9 S3 S3 S3grov 2mm 3-4mm riktionsörband Växlande last riktionsör. Klass C ingen glidning i brottgränstillstånd Klass D Kontrollerad örspänning
Dimensionering av skruvörband BSK DRAGNING EK3/BSK +4% EK3-1-8 Rtd Rtd buk = As 1.2 γ n buk = 0.6As 1.2 γ n trd, = 0.9 ub γ M 2 A s 4
Rν d BSK SKJUVNING EK3/BSK 8.8 15% 10.9-4% -20% EK3-1-8 ub Rν d v s buk = 0.6A γ M 2 1 1.2 γ n αv = 0.6 ör 8.8 α = 0.5 ör 10.9 v = α A Rbd e = d 1 1.2 0.5 uk dt 1.2γ n brd, u = 2.5α dt γ M 2 e1 3d 0 p1 0.25 α = min 3d 0 ub u 1.0
BSK Utormning av örband EK3 1-8 e e e 1 2 c 1.2d 1.5d 2.5d e e 1.2d 1 0 p p 1.2d 2 0 2.2d 1 0 2.4d 2 0
Dragning 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 0,2 St Sv + 1.0 Rtd Rvd Skjuvning 0,4 bsk vrd, trd, 0,6 ek3 0,8 2 2 1 ved, ted, + 1.0 1.4 1,2 Normaliserad interaktion dragning-skjuvning BSK Kombinerad Dragning+Skjuvning EK3/BSK -22% EK3-1-8
Experimental tensile resistance / predicted tensile resistance t,exp t.r 1,0 Treads in shear plane Shank in shear plane 0,5 t.s + 1, 4 v.s v.r t.r 1 0 0 Experimental shear resistance predicted tensile resistance 0,5 v,exp 1,0 t.r
BSK riktionsörband EK3/BSK -20% EK3-1-8 = µ ( βa 0.8 ) Rsd d s buk st γ = 1.0 BSK (6:44) n 0.7 S3 β = 0.6 S3 (grov) 0.5 S3 1.5 d n=2 1 srd, = ksµ (0.7 As ub 0.8 ted, ) γ k s γ M 3 = 1.25 1.00 normal hålspel = 0.85 grov 0.7 2.5 d M 3
ördelning av dragkraten i örspänt örband = 0,8 c p t
Genomstansning EK3-1-8 B = 0.6 π d t prd, m p u 1 γ M 2
BSK Kombinerat skjuv-dragbrott i örsvagat snitt EK3-1-8 uk Nd = An 1.2 γ uk Vd = 0.58 Awnet BSK (6:261b) 1.2 γ γ = 1.2 n n n 1 1 1 V = A + A e,1, Rd u nt y nv γm2 3 γm0 γ M 2 γ M 0 = 1.25 = 1.0 1 1 1 V = 0.5 A + A e,2, Rd u nt y nv γm2 3 γm0
Svetsörband BSK Dimensioneringsmodell EK3 1-8 R α = = 0.6 dl R wd dl wd 2 2 sin α + 3cos α 2 2 S S α + 1.0 R Rα σ // τ σ τ // Hållastheten +36% ( ) 2 u + + β γ 2 σ 3 τ τ// 0.90 S355 β w = 0.85 S275 0.80 S235 σ γ u M 2 w M2 + wuk = 2 wuk wd = ϕ 1.2 γ uk euk n = 470 MPa uk = 510 MPa euk ϕ = 0.9 källsvets 367 wd = ör sk3 306 MPa γ n ud w M2 = 417 MPa ud u = βγ
Svetsörband enl. EK3 örenklad modell ör beräkning av dimensionerande hållasthet per längdenhet oberoende av last riktning vw.d w,rd = 3 w,rd La β u w γ Mw w,sd V,Sd V//,Sd N Sd wrd. = a vwd. τ II τ II Sd τ σ σ w Sd 0 σ w σ = τ = τ // = 0 2 2 2 w σ w u σ + 3 2 2 β γ σ = u w w. Rd βw γmw 2 vw. d wrd. 2 = = 0.81 3 w Mw -19%
Modellering av konstruktioner En knutpunkts utormning bör beaktas: Vid global analys av konstruktionen Vid dimensionering Egenskaper hos knutpunkten: Styvhetsegenskaper (ör elastisk analys): Led, Etergivlig, Stel Bärörmågan (ör stelplastisk- och elastoplastisk analys) Led, Jämnstark, Understark Rotationskapacitet
M M 2 3 M M j,rd j,sd S j,ini Mj,Rd M j,sd S / j,ini η Elastisk analys i bruksgränstillstånd Initiell styvhet S och iini bärörmåga M. jrd. φ Elastisk analys i brottgränstillstånd Reducerad styvhet och bärörmåga φ M M Mj,Rd Mj,Rd S j,ini φ Cd φ φ Cd φ Stelplastisk analys Elastoplastisk analys
TYP AV RAMANALYS MODELLERING Elastisk analys styvhetsegenskaper Stelplastisk analys bärörmåga rotationskapaciteten Elastoplastisk bärörmåga styvhet Kontinuerlig Stel Jämnstark Stel/jämnstark Delvis kontinuerlig Etergivlig Understark Stel/understark Etergivlig/jämnstark Etergivlig/understark ritt upplagd Led Led Led
COMPONENT METHOD Three steps M=z irst step: Identiication o the components Column web Column web Column web in shear in compression in tension Second step: Response o the components Rd1 Rd2 Rd3 Ek 1 Ek 2 Ek 3 1 1 1 Stiness coeicient k i o each component Resistance Rdi o each component Third step: Assembly o the components M M Rd S j,ini φ Stiness o the joint S j,ini = Ez²/Σk i Resistance o the joint M Rd = min( Rdi ).z
Exempel rån EK3-1-8
Komponentmetod unstiened column web in shear unstiened column web in compression beam lange in compression column lange in bending bolt row in tension beam lange in bending unstiened column web in tension
Momentstyvt örband Zone Re. Checklist item a Bolt tension b End plate bending Tension 7 c d e Column lange bending Beam web tension Column web tension lange to end plate weld g Web to end plate weld Horizontal shear h Column web panel shear j Beam lange compression Compression 4 k l Beam lange weld Column web panel crushing m Column web buckling Vertical shear 3 n p q Web to end plate weld Bolt shear Bolt bearing (plate or lange)
Approximativa ormler ör bärörmåga och styvhet Joint beam to column tc Coeicient Joint beam to column, base plate Coeicient ξ ς ξ ς r MSd 13,0 5 r 6 7 S j. ini. app = 2 E rtc ξ M. Steenhuis M j. Rd. app ς = r t 2 y. c c γ M 0
Slutsatser Stor skillnad i bärörmåga enligt BSK och EK3-1-8 ör ett antal brottmoder, kommer i viss mån att anpassas genom val av partialkoeicienter. På det viset kommer stålkonstruktioner att behålla den beintliga säkerheten och konkurrenskraten. Metod ör dimensionering av etergivliga örband: - ger en mer realistisk global analys av konstruktionen i bruks- och brottgränstillstånd - ger en konsistent global analys med hänsyn till antagna knutpunktsegenskaper (iterativ beräkning) - en mer ekonomisk dimensionering av konstruktionen. ör ett urval av skruv- och svetsörband inns det enkla handberäkningsmodeller i EK3 1-8 ör beräkning av styvhet, hållasthet och rotationskapacitet. Konstruktören kan örutsäga beteendet hos ledade, delvis momentstyva, och helt momentstyva knutpunkter.