Přípoj na úhelníkové sedlo

Typ přípoje: Přípoj s dvojitým úhelníkem

Soustava jednotek: Metrická

Navrženo podle: AS 4100

Posuzováno: Šrouby, základní materiál

Materiál plechu: Grade 300

Šrouby: M20 Grade 8.8

Příklad převzat z: B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Kapitola 9.4.1.2

Geometrie

Nosník UB 406×178×60 je připojen ke sloupu UC 254×254×89. Nosník je uložen na sedlo tvořené úhelníkem L150×90×12. Stojina nosníku je připojena k přírubě sloupu dalším úhelníkem L100×75×6. Jsou zvoleny šrouby M20 třídy 8.8.

Přiložené zatížení

Na nosník je v místě těžiště šroubů na stojině nosníku přiložena smyková síla 160 kN.

Výsledky ručního výpočtu

Jako ruční výpočet jsou použity výsledky z B. Kirke, I.H. Al-Jamel. Steel Structures: Design Manual To AS 4100, 2004 – Kapitola 9.4.1.1. Maximální únosnost přípoje pro podepřený prvek je V_cap = 186,2 kN; únosnost stojiny podepřeného prvku při boulení V_b = 179,2 kN; únosnost šroubů úhelníkového sedla u příruby sloupu V = 370,4 kN. Rozhodující únosnost šroubů je únosnost ve smyku – 92,6 kN, ostatní únosnosti jsou otlačení úhelníkového sedla v místě otvorů pro šrouby – 304,1 kN, únosnost v protržení úhelníkového sedla v místě otvorů pro šrouby – 228,1 kN.

Posouzení v IDEA StatiCa

IDEA StatiCa používá napětí von Mises pro stanovení únosnosti plechů. Materiálový diagram oceli je bilineární a mez kluzu je násobena součinitelem únosnosti ϕ = 0,9. Mez kluzu oceli závisí na jejím materiálu a tloušťce. Napětí von Mises na deformovaném tvaru je patrné z následujícího obrázku. Oba úhelníky i stojina nosníku jsou v plastickém stavu.

Boulení stojiny bylo rozpoznáno B. Kirkem a I.H. Al-Jamelem a vypočteno za předpokladu, že stojina je zcela nepodepřená. Stojina je však přidržována šrouby druhého úhelníku. Tvar boulení a součinitele boulení jsou patrné z níže uvedeného obrázku. Součinitel 6,46 je pro tento typ tvaru boulení dostatečně vysoký.

Šrouby nejsou podle ručního výpočtu silně namáhány. Stejný případ nastává i v IDEA StatiCa. Šrouby u příruby sloupu k sedlovému úhelníku jsou B7–B10. Únosnost v otlačení a ve smyku je vypočtena podle AS 4100, takže únosnosti jsou téměř stejné jako podle B. Kirkeho a I.H. Al-Jamela.

Rotační tuhost

Rotační tuhost tohoto styčníku je velmi nízká a je klasifikován jako kloubový.

Závěr

Ruční výpočet identifikuje únosnost stojiny nosníku při boulení jako rozhodující způsob porušení s V_b = 179,2 kN. IDEA StatiCa umožňuje mírně vyšší únosnost, 192 kN, než plechy dosáhnou mezního přetvoření 5 %. Rozdíl je 7 % a je způsoben zanedbáním stabilizačního účinku horního úhelníku na boulení stojiny při ručním posouzení.