Na ogół niepraktyczne jest zapewnianie, aby połączenie stalowe zachowywało się dokładnie tak, jak przegubowe lub sztywne, a inżynierowie często przyjmują jedną z tych klasyfikacji z przyzwyczajenia. W wielu przypadkach takie podejście jest w pełni zrozumiałe i zaakceptowane. Jednak w innych sytuacjach może to prowadzić do poważnych problemów.
Zbadajmy znormalizowane połączenie odporne na zginanie (IM) i dowiedzmy się, w jaki sposób wybór wyłącznie między połączeniami przegubowymi a połączeniami sztywnymi może prowadzić nie tylko do nieekonomicznych obliczeń, ale także, co ważniejsze, do niebezpiecznych obliczeń.
W programie RFEM firmy Dlubal Software najpierw sprawdzamy, czy wyniki dla sztywności początkowej i wytrzymałości na zginanie odpowiadają wynikom w "Znormalizowane połączenia stalowe w konstrukcjach stalowych zgodnie z DIN EN 1993-1-8" publikacji. Wyniki wykazują znaczne podobieństwo.
A teraz przechodzimy do wymiarowania belki obciążonej w sposób ciągły, połączonej ze słupem za pomocą naszego połączenia:
PRZYPADEK (A) - Nieekonomiczne obliczenia
W całkowicie sztywnym połączeniu połączenie przenosi duży moment zginający. Takie podejście odciąża belkę od zginania, ale może skutkować powstaniem ponadwymiarowego połączenia.
I odwrotnie, w przypadku połączenia przegubowego, samo połączenie może być wystarczające, ale belka prawdopodobnie ulegnie uszkodzeniu ze względu na znaczny moment występujący w połowie rozpiętości.
W naszym przykładzie połączenie podatne redukuje moment w połączeniu bez nadmiernego zwiększania momentu w środku przęsła do niedopuszczalnego poziomu. Dlatego zarówno połączenie, jak i belka są satysfakcjonujące.
PRZYPADEK (B) - Projektowanie niebezpieczne (dodawanie rozciągającej siły normalnej)
Traktowanie połączenia półsztywnego jako przegubowego pomija rzeczywisty moment zginający. Przeoczenie to może prowadzić do powstania niebezpiecznego projektu, w którym nośność połączenia jest znacząco obciążona samymi siłami normalnymi i tnącymi. Późniejsze momenty zginające zwiększają wykorzystanie połączenia, potencjalnie prowadząc do jego uszkodzenia.
PRZYPADEK (C) - Projektowanie niebezpieczne (dłuższa belka, bardziej podatna na ugięcia)
Przyjęcie połączenia półsztywnego jako sztywnego oznacza, że połączenie to jest sztywniejsze niż w rzeczywistości. Założenie to fałszywie poprawia warunki dla belki, która z kolei wygina mniej i generuje mniejszy moment zginający wzdłuż swojej przęsła. Jednak w rzeczywistości połączenie nie jest tak sztywne, jak zakładano. Na belkę wywierane są wówczas większe momenty ugięcia i w środku rozpiętości, co może prowadzić do niezadowalających wyników w stanie granicznym użytkowalności lub w sposób niepożądany wpływać na konstrukcje, na które belka oddziałuje.
.jpg?mw=350&hash=91f398b559b26a6ac36fd7ecdf5e395e7b9b856d)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
