Sworznie stalowe

Sworznie mogą być stosowane do modelowania połączeń sworzniowych, a także w przypadkach, gdy połączenie jednośrubowe nie spełnia wymagań EN 1993-1-8, 3.13.1 (2) i musi być sprawdzone jako element belkowy z zginaniem – sworzeń. 

Jak modelować sworzeń

W ramach operacji Fastener grid and Contact dostępny jest typ łącznika Pin. Po wybraniu opcji Pin, liczba elementów jest automatycznie zmieniana na trzy, co jest minimalną liczbą połączonych blach.

Sworzeń może być również zaprojektowany jako Replaceable (wymienny), co decyduje o stosowanych sprawdzeniach normowych.

Element połączony sworzniowo musi mieć określony typ modelu N-Vy-Vz, w przeciwnym razie analiza prowadzi do osobliwości.

Kontakt między blachami jest tworzony automatycznie, jeśli odległość między połączonymi równoległymi blachami jest mniejsza niż 2 mm. Jeśli szczelina jest większa niż 2 mm, kontakt nie jest tworzony.

Sworznie w bazie danych materiałów projektu

Parametry geometryczne sworznia (średnica sworznia, materiał, wymiar otworu, łeb sworznia...) można zdefiniować w zakładce Materials podobnie jak zestawy śrub. Średnicę sworznia można wybrać z predefiniowanej biblioteki materiałów.

Jako domyślny materiał dla sworzni stosowany jest konstrukcyjny materiał stalowy (np. S355). W przypadku gdy dla sworzni należy zdefiniować materiał śrubowy (np. 8.8) lub inny typ materiału, można to zrobić poprzez edycję właściwości dodanego konstrukcyjnego materiału stalowego (f_u itp.).

Można włączyć opcję Pin cap (dekiel sworznia), jednak nie wpływa ona na sprawdzenia ani analizę – jedynie na wizualną prezentację sworzni w widoku 3D.

Sprawdzenia normowe połączeń sworzniowych

Sprawdzenia są przeprowadzane zgodnie z EN 1993-1-8, 3.13.2.

Jeśli sworzeń jest ustawiony jako wymienny, stosowane są inne sprawdzenia zgodnie z Tablicą 3.10 i Równaniem 3.14.

Gdy wykonywana jest analiza odporności ogniowej, ustawienie replaceable (wymienny) użytych sworzni jest ignorowane, a wszystkie sworznie w modelu są sprawdzane jako non-replaceable (niewymierne).

Sworznie w wynikach i raporcie

W zakładce Check dostępna jest zakładka sprawdzenia sworzni ze szczegółowymi wynikami i wymienionymi równaniami normowymi. Wyświetlany jest również wykres momentu gnącego sworznia wraz z naprężeniem/odkształceniem w połączonej blasze.

Wszystkie istotne dane wejściowe i wynikowe sworzni są zawarte w raporcie.

Sprawdzenia szczegółów konstrukcyjnych połączeń sworzniowych

Podstawowe sprawdzenia szczegółów konstrukcyjnych są przeprowadzane zgodnie z Tablicą 3.9 – typ A. Do wyznaczania odległości od krawędzi „a" i „c" stosowana jest identyczna logika jak przy wyznaczaniu odległości od krawędzi dla śrub (zależna od kierunku wektora).

Model analityczny CBFEM sworznia

Sworznie w CBFEM są modelowane jako liniowo sprężyste elementy belkowe. Model sworznia jest zaimplementowany w taki sposób, że poszczególne blachy nie są połączone w kierunku osi sworznia, a zatem nie jest w nim generowana siła normalna. Aktywne są jedynie siła poprzeczna i moment gnący.

W aplikacji Connection siły są przykładane do sworznia jako obciążenia skupione w osi połączonych blach, a wykres momentu gnącego w sworzniu ma uproszczony liniowy kształt w porównaniu z modelem analitycznym w Eurokodzie. Siły wewnętrzne w sworzniu są wyznaczane i prezentowane w ćwiartce grubości blachy wewnętrznej, co zapewnia, że maksymalne wartości siły poprzecznej i momentu gnącego stosowane do sprawdzeń normowych są identyczne z wartościami ekstremalnymi z analitycznego modelu Eurokodu.

Uwaga: Sworznie są dostępne wyłącznie dla Eurokodu (EN).

Wydano w IDEA StatiCa w wersji 24.0.

Obliczenia wyboczenia modeli ze sworzniami

Metoda analizy wyboczenia dla połączeń sworzniowych została udoskonalona w celu uzyskania bardziej realistycznych i mniej zachowawczych wyników. Zaktualizowane sformułowanie w wersji 25.1 dokładniej odwzorowuje sztywność obrotową i warunki brzegowe złączy sworzniowych, dostosowując obliczone zachowanie przy wyboczeniu do odpowiadających konfiguracji śrubowych. Ulepszenie to zapewnia ściślejszą korelację między prognozą analityczną a rzeczywistym zachowaniem, zwiększając niezawodność ocen stateczności w modelach zawierających sworznie.

Wydano w IDEA StatiCa w wersji 25.1.