Analýza tuhosti – momentový přípoj W k HSS (AISC)

Příklad je převzat z článku Shearly Perfect od Larryho S. Muira a Carla Liniho:

https://lsc-pagepro.mydigitalpublication.com/publication/?m=7946&i=669446&view=articleBrowser&article_id=3736617&pre=1

Nosník W16x31 s rozpětím 30 stop je připojen ke sloupu HSS 10x10x1/2 a zatížen smykovou silou 10 kips a ohybovým momentem 318 kip-in.

Tento přípoj je často klasifikován jako tuhý, protože pásnice jsou přímo přivařeny ke sloupu. Stěna sloupu z dutého průřezu však není přímo podepřena a výrazně se deformuje. Autoři uvádějí velmi zjednodušenou metodu pro odhad tuhosti tohoto přípoje:

IDEA StatiCa poskytuje důkladnou analýzu tuhosti založenou na metodě konečných prvků. Zobrazuje se několik hodnot:

• M_Ed – zadaný ohybový moment
• M_j,Rd – únosnost přípoje
• S_j,ini – počáteční tuhost uvažovaná jako sečnová tuhost při 2/3 M_j,Rd
• S_js – sečnová tuhost při zadaném zatížení
• \(\phi\) – pootočení při zadaném zatížení
• \(\phi_c\) – odhadovaná rotační kapacita (při 15 % plastickém přetvoření ocelových plechů; všechny ostatní způsoby porušení jsou zanedbány – musí být zajištěno dostatečné konstrukční řešení, únosnost svarů a šroubů)
• L – délka analyzovaného prvku použitá pro klasifikaci podle tuhosti
• S_j,R – dolní hranice pro tuhý přípoj
• S_j,P – horní hranice pro kloubový přípoj

Podle obou přístupů je přípoj klasifikován jako polotuhý. Autor uvádí: „Na základě této analýzy je pochybné, že přípoj lze považovat za plně vetknutý, ačkoli přesnější model může vést k hodnotě tuhosti blíže 20." Hodnotou blíže 20 autoři myslí hodnotu \(\frac{K_s L}{E I}\) rovnou v tomto případě 5,3. To znamená, že přípoj je pravděpodobně tužší. To potvrzuje analýza tuhosti v IDEA Connection. 

Je důležité poznamenat, že plné průvarové svary pásnic nosníku nezaručují tuhý přípoj. Je třeba zohlednit také tuhost podpory, v tomto případě stěny HSS.