Îmbinări cu moment încovoietor - calculați-le pe toate!
În general, îmbinarea cu moment încovoietor este un rost care, pe lângă forțele normale și de forfecare, permite transferul forțelor de moment încovoietor între două elemente structurale sau de la structură la fundație.
Un anumit tip de îmbinare cu moment încovoietor poate fi găsit în aproape orice structură, dar utilizarea lor tipică este în
- cadre transversale ale halelor metalice
- cadre ale structurilor cu mai multe etaje
- cadre de rigidizare ca alternativă la câmpurile de contravântuire
Există mai multe tipuri de clasificare:
În funcție de secțiunea transversală utilizată:
- Secțiuni deschise
- Secțiuni tubulare
- Combinate
În funcție de elementele de îmbinare:
- Sudate (exclusiv)
- Șurubuite (exclusiv)
- Combinate
În funcție de utilizarea în structuri seismice:
- Seismice
- Non-seismice
În funcție de tipologie:
- Placă de capăt pe toată înălțimea
- Placă de capăt extinsă
- Placă de capăt extinsă cu element de rigidizare
- Grindă cu vută
- etc.
Cel mai adesea, când vorbim despre îmbinările cu moment încovoietor, ne referim la îmbinările rigide. Dar nu trebuie să uităm de îmbinările semi-rigide (sau parțial încastrate), care pot transfera, de asemenea, momente încovoietoare semnificative. Rigiditatea îmbinării cu moment încovoietor este esențială și puteți găsi informații utile în articolul nostru de blog dedicat acestui subiect.
Din perspectiva proiectării structurale, lumea este împărțită în două tipuri de regiuni continentale: zone seismic active și zone seismic inactive.
Locația structurii proiectate este esențială pentru opțiunile și limitele luate în considerare de proiectant. Atunci când structura trebuie tratată ca o structură seismică, modelul structural global trebuie ajustat foarte precis la comportamentul așteptat sub acțiunea încărcărilor seismice. Rigiditatea laterală structurală trebuie asigurată printr-o tipologie structurală adecvată. În acest scop, inginerii structuriști apelează în principal la contravântuiri diagonale, pereți de forfecare sau cadre cu noduri rigide (MRF).
Îmbinări seismice AISC
Există o listă de îmbinări adecvate pentru aceste cadre, furnizată de ghidurile de proiectare americane. Acestea sunt cunoscute ca Îmbinări Precalificate specificate în ANSI/AISC 358-16.
Puteți găsi câteva exemple în imaginile de mai jos:
- Secțiune de grindă redusă (RBS)
- Placă de capăt extinsă nerigidizată șurubuitã (BUEEP)
- Placă de capăt extinsă rigidizată șurubuitã (BSEEP)
- Placă de talpă șurubuitã (BFP)
- Talpă nearmată sudată - inimă sudată (WUF-W)
- Consolă șurubuitã Kaiser (KBB)
- Îmbinare cu moment încovoietor Simpson Strong-Tie (Strong Frame)
- Îmbinare cu moment încovoietor cu profil dublu T
Îmbinări cu moment încovoietor pentru HSS (secțiuni tubulare din oțel)
Așa cum am menționat anterior, îmbinările cu moment încovoietor nu sunt potrivite doar pentru secțiunile deschise. Foarte des doriți sau aveți nevoie să utilizați și secțiunea tubulară. Deci avem opțiuni? Da, avem:
- Îmbinări cu grindă continuă peste stâlp HSS
- Îmbinări cu moment încovoietor cu placă traversantă
- Îmbinări cu moment încovoietor cu placă decupată / cu guler
- Îmbinări cu moment încovoietor cu talpă tip T sudată
- Îmbinări cu moment încovoietor cu placă de capăt
- Îmbinări cu moment încovoietor cu placă diafragmă
- Îmbinări sudate direct
Unii ar putea spune: Da, dar HSS nu sunt permise pentru îmbinările seismice precalificate. Acest lucru este adevărat, cu excepția cazului în care le utilizați în tipurile de îmbinări cu moment încovoietor SidePlate.
(a) construcție cu grindă și stâlp cu profil cu tălpi late, pe o singură parte;
(b) construcție cu grindă și stâlp cu profil cu tălpi late, pe două părți;
(c) grindă cu profil cu tălpi late la stâlp HSS sau stâlp cutie asamblat;
(d) grindă HSS fără plăci de acoperire la stâlp cu profil cu tălpi late;
(e) grindă HSS cu plăci de acoperire la stâlp cu profil cu tălpi late;
(f) grindă HSS cu plăci de acoperire la stâlp HSS sau stâlp cutie asamblat
IDEA StatiCa Connection a pregătit șabloane chiar și pentru aceste tipuri de îmbinări rare și complicate. Puteți economisi mult timp utilizându-le.
Îmbinări seismice EN - Equaljoints
Eforturile continue de adaptare a îmbinărilor seismice și în codurile europene de proiectare a structurilor metalice sunt prezente de o perioadă considerabilă de timp.
Un proiect numit Equaljoints este în prezent dezvoltat de ECCS (Convenția Europeană pentru Construcții Metalice) în cadrul activităților care vizează stabilirea ghidurilor pentru proiectarea îmbinărilor seismice pentru standardizarea Eurocod.
a) Îmbinare cu vută
b) Rost cu placă de capăt extinsă rigidizată
c) Rost cu placă de capăt extinsă nerigidizată
d) Rosturi tip dog-bone
Acest proiect va furniza criterii de precalificare a rosturilor metalice pentru următoarea versiune a EN 1998-1: Proiectarea structurilor pentru rezistența la cutremur. IDEA StatiCa participă la acest proiect și rezultatele experimentale au fost comparate cu rezultatele din analiza CBFEM încorporată în aplicația Connection. Puteți consulta aici modul în care experimentele și verificările sunt efectuate în practică.
Elemente de rigidizare
Atunci când trebuie să transferați un moment încovoietor mare de la un element la altul, trebuie adesea să adăugați plăci de rigidizare pentru a menține continuitatea fluxului de forțe. Dar unde și cum să le proiectați corect?
Uneori, chiar structura este cea care limitează opțiunile și trebuie să adaptăm proiectul la celelalte elemente structurale. Pe de altă parte, atunci când aveți luxul de a proiecta elementele de rigidizare conform celor mai bune cunoștințe ale dumneavoastră, ar trebui să fiți conștient de opțiunile disponibile.
Câteva exemple de dispunere a elementelor de rigidizare:
Optimizarea costurilor
Îmbinările cu moment încovoietor nu sunt cele mai ieftine. De fapt, ele pot reprezenta cea mai costisitoare parte a întregii structuri atunci când se iau în considerare producția, transportul și montajul.
Există întotdeauna un număr mare de posibilități de proiectare a unei îmbinări specifice, dar experiența ne ajută să o alegem pe cea corectă. O funcție excelentă care vă poate ajuta la alegerea celui mai adecvat și eficient proiect este calculatorul costurilor de producție, care vă arată imediat cum influențează modificările de proiect prețul.
Calcul și evaluare
Există multe modalități și instrumente pentru calculul și evaluarea unui tip specific de îmbinare cu moment încovoietor. Puteți găsi multe aplicații care oferă verificarea conform codului pentru anumite configurații de îmbinări. Dar dacă doriți să evaluați literalmente oricare dintre ele, lista opțiunilor se restrânge. Dacă îmbinarea dumneavoastră nu face parte doar din elemente separate și este integrată într-o structură spațială cu alte elemente conectate, vă rămân doar două opțiuni:
1) Prima opțiune este să modelați întregul ansamblu de îmbinare ca un model neliniar cu elemente de tip placă în unele aplicații avansate de calcul cu Metoda Elementelor Finite, fără posibilitatea verificării conform codului în raport cu un standard specific.
2) A doua opțiune este să utilizați aplicația IDEA StatiCa Connection. În acest caz, nu aveți limitări în modelare și analize. În câteva minute, pregătiți verificările șuruburilor, sudurilor și efort-deformație conform codului de proiectare selectat.
Selectați șablonul, editați-l, optimizați-l în funcție de rezultate și evaluați toate verificările necesare în câteva minute:
Încercați IDEA StatiCa gratuit
Sunteți interesat de capacitățile IDEA StatiCa în proiectarea îmbinărilor cu moment încovoietor? Nu există un moment mai bun pentru a încerca IDEA StatiCa decât acum!
Începeți perioada de probă astăzi și bucurați-vă de 14 zile de acces complet și servicii gratuite.
