Analiză Comparativă a Rezistenței Îmbinărilor CHS: CBFEM față de Codurile de Proiectare (EN, FprEN și AISC)
Descriere
În acest studiu, rezistența la forță axială a îmbinărilor din profile tubulare circulare (CHS) a fost investigată prin compararea rezultatelor metodei CBFEM cu standardele europene și americane relevante (EN 1993-1-8 și AISC 360-22). Comparațiile au fost efectuate și cu proiectul noului standard european (Fpr EN 1993-1-8), care conține cele mai recente progrese în domeniu.
Studiul a verificat întregul domeniu de valabilitate definit în codurile de proiectare. Acest domeniu specifică spectrul secțiunilor transversale ale îmbinărilor acoperite de coduri, pe baza proprietăților geometrice și de material stabilite prin cercetări și investigații experimentale. Pentru profilele tubulare circulare (CHS), aceste proprietăți includ diametrul, grosimea peretelui și clasa de oțel. Domeniul de valabilitate asigură că numai modurile de cedare prevăzute guvernează comportamentul îmbinării; de exemplu, exclude cazurile în care flambajul local ar influența rezistența îmbinării.
Studiul a evaluat un număr mare de perechi de secțiuni transversale utilizând atât proceduri bazate pe coduri, cât și metoda elementelor finite bazată pe componente (CBFEM). Analizele au inclus variații ale parametrilor geometrici și de material, cum ar fi dimensiunile secțiunii transversale, clasa de oțel, preîncărcarea tălpii și unghiul diagonalei. Toate calculele au fost implementate cu scripturi Python și executate într-un mediu Python. Analizele CBFEM au fost efectuate prin intermediul IDEA StatiCa Connection REST API.
Rezultate
EN 1993-1-8 și AISC 360-22 produc rezultate aproape identice, deoarece se bazează pe aceeași metodologie. Proiectul de standard Fpr EN 1993-1-8 introduce însă îmbunătățiri pentru îmbinările din profile tubulare circulare (CHS). Proiectul prevede o rezistență în general mai puțin conservatoare decât EN 1993-1-8 — cu până la 55% pentru parametrii selectați — iar rezultatele sale corelează mai bine cu metoda CBFEM.
Exemplu de comparație a îmbinării de tip X între CBFEM și Fpr EN 1993-1-8 cu tensiunea normală în talpă
Rezultatele CBFEM pentru cazurile fără preîncărcarea tălpii sunt în general în concordanță cu prevederile codurilor. Atunci când elementul talpă este preîncărcat, rezultatele CBFEM diferă de cele ale codurilor. Se vor efectua investigații suplimentare pentru a determina dacă funcția de reducere a rezistenței prevăzută în coduri pentru tălpile preîncărcate necesită îmbunătățiri.
Exemple de verificare:
- Proiectarea îmbinărilor metalice prin metoda elementelor finite bazată pe componente: capitol din carte CHS
- Proiectarea îmbinărilor metalice prin metoda elementelor finite bazată pe componente: capitol din carte RHS
Accesați teza completă aici: Proiectarea îmbinărilor din profile tubulare: Compararea metodelor de proiectare
GitHub cu întregul proiect: Proiectarea îmbinărilor din profile tubulare: Compararea metodelor de proiectare