Features

Nyomatéki kapcsolatok – számítsd ki mindet!

22. 04. 2021

Steel

Stiffness

Connection

Moment Connection

Ez a cikk a következő nyelveken is elérhető

Angol nyelvről mesterséges intelligencia fordította

Sokféle nyomatéki kapcsolat létezik körülöttünk, de mire van szükségünk rájuk? Hogyan tervezzük meg őket hatékonyan és a nemzeti szabványoknak megfelelően? Tekintse meg átfogó kapcsolat-áttekintésünket.

Általánosságban elmondható, hogy a nyomatéki kapcsolat olyan csukló, amely a normál- és nyíróerők mellett lehetővé teszi a hajlítónyomatéki erők átvitelét két szerkezeti elem között, vagy a szerkezetből az alapozásba.

A nyomatéki kapcsolatok valamely típusa szinte minden szerkezetben megtalálható, de jellemző alkalmazásuk a következő esetekben fordul elő:

acélcsarnokok keresztirányú keretei
többszintes szerkezetek keretei
merevítő keretek merevítőmezők alternatívájaként

Osztályozásuknak több típusa létezik:

A felhasznált keresztmetszet szerint:

Nyitott szelvények
Zárt szelvények
Kombinált

A kapcsolati elemek szerint:

Hegesztett (kizárólag)
Csavart (kizárólag)
Kombinált

A szeizmikus szerkezetekben való alkalmazás szerint:

Szeizmikus
Nem szeizmikus

Tipológia szerint

Teljes mélységű homloklemez
Kinyújtott homloklemez
Merevített kinyújtott homloklemez
Vállalt gerenda
stb.

Leggyakrabban, amikor nyomatéki kapcsolatokról beszélünk, merev kapcsolatokat említünk. De nem szabad megfeledkeznünk a félmerev (vagy részlegesen befogott) kapcsolatokról sem, amelyek szintén képesek jelentős hajlítónyomatékot átvinni. A nyomatéki kapcsolat merevsége döntő fontosságú, és hasznos információkat találhat erről a témáról szóló blogbejegyzésünkben.

A szerkezettervezés szempontjából a világ két típusú szárazföldi régióból áll: szeizmikusan aktív és szeizmikusan nem aktív területekből.

A tervezett szerkezet elhelyezkedése döntő fontosságú a tervező által figyelembe vett lehetőségek és korlátok szempontjából. Ha a szerkezetet szeizmikus szerkezetként kell kezelni, a globális szerkezeti modellt nagyon pontosan kell igazítani a szeizmikus terhelés alatti várható viselkedéshez. A szerkezeti oldalirányú merevséget megfelelő szerkezeti tipológiával kell biztosítani. Erre a célra a statikus mérnökök főként átlós merevítőket, nyírási falakat vagy nyomatékálló kereteket (MRF) alkalmaznak.

AISC szeizmikus kapcsolatok

Az amerikai tervezési irányelvek meghatározzák az ezekhez a keretekhez megfelelő kapcsolatok listáját. Ezek előminősített kapcsolatok néven ismertek, amelyeket az ANSI/AISC358-16 szabványban határoztak meg.

Az alábbi képeken néhány példát találhat:

Csökkentett gerendaszelvény (RBS)
Csavarozott merevítetlen kinyújtott homloklemez (BUEEP)
Csavarozott merevített kinyújtott homloklemez (BSEEP)
Csavarozott övlemez (BFP)
Hegesztett megerősítetlen öv – hegesztett gerinc (WUF-W)
Kaiser csavarozott konzol (KBB)
Simpson Strong-Tie (Strong Frame) nyomatéki kapcsolat
Kettős-T nyomatéki kapcsolat

Nyomatéki kapcsolatok HSS (zárt acélszelvények) esetén

Ahogy korábban említettük, a nyomatéki kapcsolatok nem csak nyitott szelvényekhez alkalmasak. Nagyon gyakran zárt szelvényt is szeretne vagy kell használni. Vannak tehát lehetőségeink? Igen, vannak:

Folytonos gerenda HSS oszlop feletti kapcsolatai
Átmenő lemez nyomatéki kapcsolatok
Kivágott / gallérozott lemez nyomatéki kapcsolatok
Hegesztett T-öv nyomatéki kapcsolatok
Homloklemez nyomatéki kapcsolatok
Rekeszlemez nyomatéki kapcsolatok
Közvetlenül hegesztett kapcsolatok

Egyesek mondhatják: Igen, de a HSS nem engedélyezett az előminősített szeizmikus kapcsolatoknál. Ez igaz, kivéve ha SidePlate nyomatéki kapcsolattípusokban alkalmazzák őket.

(a) egyoldalas szélesövű gerenda és oszlop kialakítás;

(b) kétoldalas szélesövű gerenda és oszlop kialakítás;

(d) HSS gerenda fedőlemez nélkül szélesövű oszlophoz;

(e) HSS gerenda fedőlemezekkel szélesövű oszlophoz;

(f) HSS gerenda fedőlemezekkel HSS vagy összeépített dobozoszlophoz

Az IDEA StatiCa Connection még ezekhez a ritkán használt és bonyolult kapcsolattípusokhoz is készített sablonokat. Ezek használatával rengeteg időt takaríthat meg.

EN szeizmikus kapcsolatok - Equaljoints

A szeizmikus kapcsolatok európai acélszerkezeti tervezési szabványokhoz való adaptálására irányuló folyamatos erőfeszítések már jelentős ideje jelen vannak.

Az Equaljoints nevű projektet jelenleg az ECCS (Európai Acélszerkezeti Egyezmény) fejleszti az Eurokódok szabványosításához szükséges szeizmikus kapcsolatok tervezési irányelveinek kidolgozására irányuló tevékenységek keretében.

a) Vállalt kapcsolat

b) Kinyújtott merevített homloklemez csukló

c) Kinyújtott merevítetlen homloklemez csukló

d) Dog-bone csuklók

Ez a projekt előminősítési kritériumokat fog biztosítani az acél csuklókhoz az EN 1998-1 következő verziójához: Szerkezetek tervezése földrengés-állóságra. Az IDEA StatiCa részt vesz ebben a projektben, és a kísérleti eredményeket összehasonlították a Connection alkalmazásba beépített CBFEM elemzés eredményeivel. Tekintse meg itt, hogyan zajlanak a kísérletek és az ellenőrzések a gyakorlatban.

Merevítők

Ha nagy hajlítónyomatékot kell átvinni egyik szerkezeti elemről a másikra, gyakran lemezmerevítőket kell hozzáadni az erőáramlás folytonosságának fenntartásához. De hol és hogyan tervezzük meg őket megfelelően?

Nos, néha maga a szerkezet korlátozza a lehetőségeket, és a tervezést más szerkezeti elemekhez kell igazítani. Másrészt, ha megvan a lehetősége, hogy a merevítőket a legjobb tudása szerint tervezze meg, tisztában kell lennie az elérhető lehetőségekkel.

Néhány példa a merevítők elrendezésére:

Költségoptimalizálás

A nyomatéki kapcsolatok nem a legolcsóbbak. Valójában a gyártás, szállítás és szerelés figyelembevételével a teljes szerkezet legdrágább részét képezhetik.

Mindig rengeteg lehetőség áll rendelkezésre az adott kapcsolat megtervezésére, de a tapasztalat segít a helyes választásban. Az egyik nagyszerű funkció, amely segíthet a legmegfelelőbb és leghatékonyabb tervezés kiválasztásában, a Gyártási költségkalkulátor, amely azonnal megmutatja, hogyan befolyásolják a tervezési változtatások az árat.

Számítás és értékelés

Számos módszer és eszköz létezik az adott nyomatéki kapcsolattípus számítására és értékelésére. Sok olyan alkalmazást találhat, amely szabványellenőrzést biztosít egyes kapcsolatelrendezésekhez. De ha szó szerint bármelyiket értékelni szeretné, a lehetőségek köre szűkül. Ha a kapcsolata nem csak különálló szerkezeti elemek része, hanem térbeli szerkezetbe ágyazott, más csatlakozó elemekkel, csak két lehetősége marad:

1) Az első lehetőség az, hogy a teljes kapcsolatkészletet héj nemlineáris modellként modellezi valamilyen fejlett végeselem-módszer alkalmazásban, anélkül, hogy egy adott szabvány szerinti szabványellenőrzés lehetősége megvolna.

2) A második lehetőség az IDEA StatiCa Connection alkalmazás használata. Ebben az esetben nincs korlátozás a modellezésben és az elemzésekben. Néhány perc alatt elkészítheti a csavar-, hegesztési és feszültség-alakváltozás ellenőrzéseket a kiválasztott tervezési szabvány szerint.

Csak válassza ki a sablont, szerkessze, optimalizálja az eredmények alapján, és értékelje az összes szükséges ellenőrzést néhány perc alatt: