Merevségelemzés - W és HSS nyomatéki kapcsolat (AISC)

A példa Larry S. Muir és Carlo Lini „Shearly Perfect" című cikkéből származik:

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

A W16x31 gerenda 30 láb fesztávolsággal HSS 10x10x1/2 oszlophoz csatlakozik, és 10 kips nyíróerő, valamint 318 kip-in hajlítónyomaték terheli.

Ezt a kapcsolatot gyakran merevnek minősítik, mivel az övlemezek közvetlenül a oszlophoz vannak hegesztve. Azonban az üreges szelvényű oszlop fala nincs közvetlenül megtámasztva, és jelentősen deformálódik. A szerzők egy nagyon egyszerűsített módszert adnak meg a kapcsolat merevségének becslésére:

Az IDEA StatiCa végeselem-módszeren alapuló alapos merevségelemzést biztosít. Több érték kerül megjelenítésre:

• M_Ed - beállított hajlítónyomaték
• M_j,Rd - a kapcsolat teherbírása
• S_j,ini - kezdeti merevség, amelyet a 2/3 M_j,Rd-nél vett szelő merevségként feltételeznek
• S_js - szelő merevség a beállított terhelési szinten
• \(\phi\) - elfordulás a beállított terhelési szinten
• \(\phi_c\) - becsült elfordulási kapacitás (az acéllemezek 15%-os képlékeny alakváltozásánál; megjegyzendő, hogy az összes többi tönkremeneteli mód elhanyagolt – megfelelő kialakítást, a hegesztések és csavarok szilárdságát biztosítani kell)
• L - az elemzett szerkezeti elem hossza, amelyet a merevség szerinti osztályozáshoz használnak
• S_j,R - merev kapcsolat alsó határértéke
• S_j,P - csuklós kapcsolat felső határértéke

Mindkét megközelítés szerint a kapcsolat félmerevnek minősül. A szerző megállapítja: „Ezen elemzés alapján kétséges, hogy a kapcsolat teljes mértékben merevnek tekinthető-e, bár egy pontosabb modell 20-hoz közelebbi kényszert eredményezhet." A 20-hoz közelebb alatt a szerzők a \(\frac{K_s L}{E I}\) értékét értik, amely ebben az esetben 5,3. Ez azt jelenti, hogy a kapcsolat valószínűleg merevebb. Ezt az IDEA Connection merevségelemzése is megerősíti. 

Fontos megjegyezni, hogy a gerenda övlemezeinek teljes átolvadású tompahegesztése nem biztosítja a merev kapcsolatot. A megtámasztás merevségét, ebben az esetben a HSS falát, szintén figyelembe kell venni.