Efekt dźwigni w śrubowych połączeniach kołnierzowych kształtowników zamkniętych okrągłych

Type: paper published in a book

Author

Leń, Dariusz

Ślęczka, Lucjan

Title variant

English

Prying action in bolted flange joints of circular hollow sections

Published in

Konstrukcje betonowe i metalowe

Abstract

Polish
English

Śrubowe połączenia kołnierzowe są często stosowane w prętowych konstrukcjach stalowych. W przypadku styków rozciąganych, bardzo istotnie wpływa na ich obliczanie efekt dźwigni, powstający na skutek deformacji giętnych blachy kołnierza. W przypadku kołnierzy niepełnych (posiadających otwór w celu wprowadzenia pręta w środek kołnierza) modelem obliczeniowym jest dźwignia jednostronna, gdzie siła obciążająca (pochodząca ze ścianki kształtownika) działa na większym ramieniu niż siła przeciwdziałająca (siła w śrubie) względem potencjalnego punktu obrotu kołnierza. Przy takim założeniu relacja między siłą obciążającą a siłą w śrubie wynika tylko i wyłącznie z proporcji długości ramion, na jakich działają te siły. Jednak wobec okrągłego kształtu kołnierza, jego zginanie ma charakter dwukierunkowy i deformacje giętne wywołujące efekt dźwigni zależą również od grubości kołnierza i jego średnicy. W pracy zaproponowano model składnikowy umożliwiający dokładne wyznaczenie rozkładu sił w takich połączeniach. Zaproponowane podejście skonfrontowano z rezultatami analiz przeprowadzonych za pomocą metody elementów skończonych.

Bolted flange joints are frequently met in many engineering structures designed with use of hollow sections. In case of tensioned elements, their analysis is strongly influenced by prying action, caused by bending deformation of flange. For flange with cut hole to insert hollow section, a lever is used as a design model, where input force (coming from walls of hollow section) is acting on the longer distance from the fulcrum than the output force (force in the bolt). In such simplification, relation between output and input force depend only on ratio of lever arms. However, bending of the circular flange has complex character, and bending deformation depends on the thickness of the flange and their diameter. The paper presents model based on component method, which enables more accurate prediction prying action in such connections. Results obtained from proposed approach are compared with finite elements analyses output.

Keywords