61x
001882
10.7.2024

Tuhost ocelového spoje a její vliv na statické posouzení

Pochopení tuhosti ocelových spojů je rozhodující při navrhování konstrukcí. Spoje jsou často považovány za přísně kloubové nebo tuhé, což však může vést k nehospodárným nebo dokonce nebezpečným návrhům. Zjistěte, jak Dlubal addon Ocelové přípoje pro RFEM pomáhá při analýze tuhosti a momentové únosnosti spoje a zajišťuje tak bezpečnější a hospodárnější návrh.

Obecně je nepraktické se snažit, aby se ocelový přípoj choval striktně jako kloubový nebo tuhý, ale statici často používají jednu z těchto klasifikací ze zvyku. V mnoha případech je tento přístup zcela v pořádku a akceptovatelný. V jiných situacích to však může vést k významným problémům.

Prozkoumejme nyní normovaný momentově tuhý styčník (IM) a ukažme si, jak může volba jen mezi kloubovými a tuhými spoji vést nejen k nehospodárným, ale také, což je ještě důležitější, k nebezpečným návrhům.

V Dlubal programu RFEM nejdříve pomocí addonu Ocelové přípoje ověříme, zda výsledky pro počáteční tuhost a momentovou únosnost odpovídají výsledkům uvedeným v publikaci „Normované ocelové přípoje v ocelových konstrukcích podle DIN EN 1993-1- 8". Výsledky vykazují značnou podobnost.

A nyní již ke statickému posouzení spojitě zatíženého nosníku spojeného se sloupem pomocí našeho spoje:

PŘÍPAD (A) - Nehospodárný návrh

Ve zcela tuhém spoji přenáší spoj velký ohybový moment. Tento postup posouzení snižuje ohybové napětí na nosníku, ale může vést k předimenzovanému spoji.
Naopak u kloubového spoje může být samotný styčník dostačující, ale nosník může selhat z důvodu významného momentu působícího ve středu pole.

V našem příkladu polotuhý spoj v ideálním případě redukuje moment ve spoji, aniž by se nadměrně zvýšil moment ve středu pole na nepřijatelnou úroveň. Spoj i nosník jsou tak posouzeny jako uspokojivé.

PŘÍPAD (B) - Nebezpečný návrh (přidání normálové tahové síly)

Pokud je polotuhý spoj považován za kloubový, zanedbává se ve skutečnosti přece jen vznikající ohybový moment. Toto opomenutí může vést k nebezpečnému návrhu, kdy je spoj výrazně namáhán normálovými a posouvajícími silami. Vznikající ohybové momenty pak zvyšují využití spoje, což může vést k jeho selhání.

PŘÍPAD (C) - Nebezpečný návrh (delší nosník náchylnější k průhybu)

Uvažujeme-li polotuhý spoj jako tuhý, znamená to, že spoj je tužší, než ve skutečnosti je. Tento předpoklad mylně zlepšuje podmínky pro nosník, který se pak méně ohýbá a vytváří menší ohybový moment podél svého pole. Ve skutečnosti však spoj není tak tuhý, jak se předpokládá. Nosník pak vykazuje větší průhyby a momenty ve středu pole, což může vést k neuspokojivému výsledku v mezním stavu použitelnosti nebo k nežádoucímu ovlivnění konstrukcí, na které nosník působí.

Informace

V inženýrské praxi existuje mnoho dalších podobných příkladů. Podcenění významu správného zohlednění tuhosti spoje v modelu konstrukce by vás mohlo vyjít draho. Dlubal Software nabízí ve svém softwarovém řešení „vše v jednom“ robustní nástroje.