Studie předkvalifikovaných seismických momentových přípojů - (AISC)

Úvod

V této studii pracovala Ohio State University (OSU) na ověření spolehlivosti IDEA StatiCa při analýze různých typů seismických předkvalifikovaných ocelových přípojů. Výsledky jsou porovnány s osvědčenými metodami: rovnicemi AISC, softwarem ABAQUS (software pro MKP) a výsledky laboratorních zkoušek v plném měřítku.

Cíl projektu

Cílem tohoto projektu bylo vyhodnotit chování seismických ocelových přípojů získaných ze softwarového balíku IDEA StatiCa s ohledem na únosnost, rotační kapacitu a odezvu moment-rotace. 

Za tímto účelem byly vybrány čtyři různé předkvalifikované tuhé ocelové přípoje, které lze použít jako součást středního momentového rámu (IMF) a speciálního momentového rámu podle AISC 358 (2016), a jeden momentový přípoj pro použití jako součást běžného momentového rámu podle AISC 341. 

Momentový přípoj s redukovaným průřezem nosníku (RBS)

Momentový přípoj s čelní deskou (EPM)

Momentový přípoj se svařovanou nevyztuženou přírubou a svařovanou stojinou (WUF-W)

Momentový přípoj se svařovanou nevyztuženou přírubou a šroubovanou stojinou (WUF-B)

Momentový přípoj s dvojitým T-profilem

Struktura ověřovacího projektu

• Pro každý typ přípoje byla z literatury vybrána jedna experimentální studie, jeden ze zkoušených vzorků byl zvolen jako základní model a pět dalších variantních vzorků bylo buď vybráno ze stejné zkoušky, nebo vytvořeno pro účely zkoumání.
• V souladu s požadavky AISC 341 (2016), AISC 358 (2016) a AISC 360 (2016) byla pro každý typ přípoje provedena normová posouzení a vypočteny ohybové únosnosti.
• Stejné vzorky byly modelovány a analyzovány v IDEA StatiCa a byly vypočteny jejich momentové únosnosti a způsoby porušení.
• Pro základní model každého typu přípoje byla provedena analýza moment-rotace v IDEA StatiCa a vypočtená křivka plastické rotace momentu byla porovnána s experimentálně naměřeným vztahem plastické rotace momentu uvedeným ve zkušební zprávě.
• Pro porovnání výsledků IDEA StatiCa s tradičním přístupem MKP byl pro základní model každého typu přípoje vytvořen ekvivalentní model v ABAQUS. Byly porovnány distribuce napětí a přetvoření, jakož i vztahy moment-rotace.
• Výsledky získané ze zkoušek, výpočtů podle AISC, IDEA StatiCa a ABAQUS byly vyhodnoceny a byla poskytnuta doporučení.

Shrnutí

Studie provedená OSU prokazuje, že přístup IDEA StatiCa je spolehlivým nástrojem pro výpočet momentových únosností a predikci způsobů porušení u různých ocelových přípojů. Výzkum zejména prokázal průměrnou odchylku 2–13 % mezi výpočty z IDEA StatiCa a výpočty podle směrnic AISC. Tento rozdíl lze v krajním případě přičíst specifikům typů svarových spojů a předpokladům ohledně polohy plastických kloubů. 

Výsledky studie potvrdily schopnost softwaru poskytovat přesné poznatky o konstrukčním chování, čímž zdůraznily jeho využitelnost v oblasti inženýrství.