Ideiglenes toldó kapcsolat (AISC)

Ezt az ellenőrzési példát Mark D. Denavit és Kayla Truman-Jarrell készítette a Tennesse-i Egyetem és az IDEA StatiCa közös projektjeként.

1 Bevezetés

Ebben a tanulmányban összehasonlítjuk a komponens alapú végeselem-módszert (CBFEM) és az amerikai gyakorlatban alkalmazott hagyományos számítási módszereket egy ideiglenes toldó kapcsolat tervezéséhez (1. ábra és 2. ábra). A kapcsolat célja, hogy ideiglenesen megtámasszon egy felső oszlopot egy alsó oszlop felett, miközben a két szerkezeti elem közötti végleges hegesztett toldó kapcsolat elkészül. Az oszlopok kialakított doboz szelvények, amelyek külső mérete 32 hüvelyk négyzet és 2,5 hüvelyk vastag falakkal. A konzolok sarokheggel vannak rögzítve mindkét felső és alsó oszlop minden sarkánál, majd két hevederlemez van csavarozva az egyes (felső és alsó) konzolpárokhoz. Minden lemez ASTM A572 Gr. 50, minden csavar 7/8 hüvelyk átmérőjű A325 szabványos furatokban (menetek nincsenek kizárva a nyírási síkból), és minden hegesztőanyag E70XX. A felső oszlopra ható terhelés kombinált tengelyirányú nyomásból, két irányú nyírásból, kéttengelyű hajlítónyomatékból és csavarásból áll.

1. ábra Az ebben a tanulmányban vizsgált oszlop és ideiglenes toldó kapcsolat vázlatos alaprajza

2. ábra Az ebben a tanulmányban vizsgált ideiglenes konzol toldó kapcsolat vázlatos részlete

Erre a kapcsolatra nincsenek bevett hagyományos számítási módszerek. Ennek a tanulmánynak az a célja, hogy leírja, hogyan közelíthetné meg egy mérnök a problémát hagyományos számításokkal, milyen korlátokba ütközhet a hagyományos számítások alkalmazásakor, és hogyan használhatja a hagyományos számításokat a CBFEM eredményeibe vetett bizalom megszerzéséhez. 

Az ebben a munkában szereplő hagyományos számítások az AISC Specification (2016) terhelési és ellenállási tényezős tervezési (LRFD) követelményein alapulnak. A CBFEM eredményeket az IDEA StatiCa 21.1-es verziójából nyertük. A kapcsolat modellje a 3. ábrán látható. A felső és alsó oszlopok közötti kontakt nyomást figyelmen kívül hagyjuk, és a felső oszlop ferde letörése nincs modellezve az IDEA StatiCa-ban.

3. ábra Az IDEA StatiCa-ban modellezett ideiglenes toldó kapcsolat.

Ennek a kapcsolatnak a teherpályája a felső oszlopban kezdődik. A terhek a felső sarokhegedéseken keresztül a felső konzollemezekre, majd a felső csavarcsoportokon keresztül a hevederlemezekre, majd az alsó csavarcsoportokon keresztül az alsó konzolokra, majd az alsó sarokhegedéseken keresztül az alsó oszlopra kerülnek át. A tanulmány céljára az oszlopok megfelelő teherbírással rendelkezőnek tekintendők, ezért ennek a kapcsolatnak az értékelése az alábbi komponensek mindegyikének ellenőrzését foglalja magában:

• Felső sarokvarratok
• Felső konzollemezek
• Felső csavarcsoportok
• Hevederlemezek
• Alsó csavarcsoportok
• Alsó konzollemezek
• Alsó sarokvarratok

A terhelési feltétel meghatározza, hogy mely határállapotok vonatkoznak az egyes komponensekre. A felső oszlopra alkalmazott összetett kombinált terhelés megnehezíti a hagyományos számításokkal történő értékelést. Míg az IDEA StatiCa nehézség nélkül kezeli az általános terhelési feltételt, egyszerűsített terhelési feltételeket fogunk megvizsgálni összehasonlítási pontokként, hogy jobban megértsük a kapcsolat viselkedését, és bizalmat építsünk az elemzési eredményekben.

Minden egyes terheléstípusnál először a hagyományos számításokat értékeljük, lényegében hipotézist alkotva a kapcsolat viselkedéséről és teherbírásáról. Ezután IDEA StatiCa elemzéseket végzünk a hipotézis tesztelésére. A hagyományos számítások és az IDEA StatiCa eredmények közötti egyezés megerősíti a hipotézist és növeli a bizalmat mindkét módszerben. A hagyományos számítások és az IDEA StatiCa közötti eltérés további vizsgálatot igényel.

2 Tengelyirányú terhelés

Ahhoz, hogy kézzel közelítsük meg ennek a kapcsolatnak az értékelését, ki kell dolgozni a kapcsolat egy egyszerűsített modelljét, amelyen kézi számítások végezhetők. Tengelyirányú nyomásnak kitéve minden egyes konzol toldó kapcsolat ésszerűen egyszerűsíthető egy kétdimenziós gerendamodellre, ahogy a 4. ábrán látható. A modellbe csuklókat illesztünk az oszlop felületétől "x" távolságra, hogy a modell statikailag meghatározott legyen.  

4. ábra A konzol toldó kapcsolat egyszerűsített modellje tengelyirányú terhelésekhez

Ezzel a modellel kiszámítható az egyes komponensek szükséges teherbírása, és elvégezhetők a tervezési ellenőrzések, kezdve a varratokkal, a varratokhoz szomszédos konzollemez anyagával és a csavarokkal. Mind a varratok, mind a csavarcsoportok excentrikusan terheltek. A varratok teherbírása az AISC Manual (AISC 2017) 8-4. táblázata alapján x függvényeként határozható meg. A varrathoz szomszédos konzollemez anyagának teherbírását a nyírási és hajlítási folyás szabályozza, és a Drucker (1956) alapján az alábbi interakciós egyenlettel értékelhető.

 \[ \left ( \frac{V_u}{\phi V_n} \right ) ^4 + \frac{M_u}{\phi M_n} \le 1 \]

ahol V_u a konzollemez szükséges nyírási teherbírása, amely egyenlő a felső oszlopra alkalmazott nyomóerő egynegyedével; ϕV_n a konzollemez méretezési nyírási teherbírása, egyenlő 480 kip-pel; M_u a konzollemez szükséges hajlítási teherbírása, egyenlő V_ux-szel; és ϕM_n a konzollemez méretezési hajlítási teherbírása, egyenlő 2 880 kip-in-nel.

A csavarcsoport teherbírása az AISC Manual (AISC 2017) 7-10. és 7-11. táblázatai alapján x függvényeként határozható meg. Interpoláció szükséges ezek között a táblázatok között, mivel a csavarok vízszintesen 4 hüvelyk távolságra vannak egymástól. Megjegyzendő, hogy egy egyedi csavar méretezési nyírási teherbírása ebben a kapcsolatban 48,7 kip a mérvadó csavar nyírási szakadás határállapotra (a nyomás és a kiszakadás nem mérvadó ennél a kapcsolatnál). Az egyes konzolokban megengedett maximális függőleges terhelés az egyes határállapotokra az 5. ábrán látható.

5. ábra A kiválasztott határállapotok méretezési teherbírása a csukló helyzetének függvényében

A csuklók „tényleges" helyzete ismeretlen, és fel kell tételezni. A határanalízis alsó korlát tétele szerint, ha a kapcsolaton belül olyan erőeloszlás található, amely egyensúlyban van a külső terheléssel és kielégíti a határállapotokat, akkor a külsőleg alkalmazott terhelés kisebb vagy legfeljebb egyenlő azzal a terheléssel, amely a kapcsolat tönkremenetelét okozná (Tamboli 2016). Ezért a csukló helyzetének bármely feltételezése biztonságos tervezést eredményez. A legkedvezőbb feltételezett helyzet körülbelül x = 5 hüvelyk, ahol a varratok és a csavarcsoport teherbírása egyaránt körülbelül 360 kip. A tervezés befejezéséhez más határállapotokat is értékelni kell erre a terhelésre, beleértve a konzollemez nyírási szakadását és a hevederlemezekhez kapcsolódókat. Ezek a többi határállapot azonban nem mérvadó, így az oszlopra alkalmazható maximális nyomóerő 4×360 kip = 1 440 kip.

Miután felállítottuk a kapcsolat tengelyirányú terhelés alatti viselkedésére és teherbírására vonatkozó hipotézist, a kapcsolat elemezhető az IDEA StatiCa segítségével a hipotézis értékeléséhez. Az IDEA StatiCa szerint a maximálisan megengedett tengelyirányú nyomóerő 1 324 kip. Ezt az értéket iteratívan határozták meg az alkalmazott terhelési bemenetet olyan értékre állítva, amelyet a program biztonságosnak ítél, de ha kis mértékben (pl. 1 kip-pel) növelik, a program nem biztonságosnak ítélné. A varratok és csavarok teherbírása a mérvadó, mindkettő 100%-os kihasználtsággal az IDEA StatiCa-ban.

Az IDEA StatiCa eredményeiben megfigyelt kapcsolatviselkedés összhangban van a hagyományos számításokban feltételezett viselkedéssel. Az alakváltozott alak és a képlékeny alakváltozás eredményei (6. ábra) a konzol toldó kapcsolatok és varratcsoportok síkbeli hajlítását mutatják. A csavarerők (7. ábra) a csavarcsoportok síkbeli hajlítását mutatják. Az IDEA StatiCa szerinti teherbírás 8%-kal alacsonyabb, mint a hagyományos számítások becslése, ami viszonylag közeli egyezés, és összhangban van az excentrikusan terhelt csavar- és varratcsoportok korábbi vizsgálataival.

6. ábra Képlékeny alakváltozás 1324 kip alkalmazott nyomásnál (alakváltozási léptéktényező = 10)

7. ábra Csavarerők a hevederlemezben 1324 kip alkalmazott nyomásnál

A hagyományos számítások és az IDEA StatiCa közötti szoros egyezés bizalmat ad mindkét eredménynek. Azonban az IDEA StatiCa eredményeinek további vizsgálata további bizalmat adhat. Kihajlás-elemzés végezhető a geometriai nemlinearitás elhanyagolásának megfelelőségének megerősítésére (azaz P-Δ hatások). A kihajlási tényező ennél a kapcsolatnál a maximálisan megengedett tengelyirányú nyomóerőnél 19,56. A kihajlási tényező a rugalmas kihajlás bekövetkezésekor fennálló terhelés és az alkalmazott terhelés aránya; egy ilyen magas érték azt jelzi, hogy a geometriai nemlinearitás elhanyagolható. A maximálisan megengedett alkalmazott húzóerő közel egyenlőnek bizonyult a nyomóerővel, megerősítve a szimmetrikus viselkedést, amely a hagyományos számításokban használt modellből várható lenne.

3 Hajlítónyomatékok

Amikor a felső szerkezeti elem hajlítónyomatékoknak van kitéve, várható, hogy az egyes konzol toldó kapcsolatok viselkedése és teherbírása hasonló a tengelyirányú terhelési esethez. Ennek megfelelően a hagyományos számításoknál a szerkezeti elem z-tengelye körüli hajlítás nyomatéki teherbírása kiszámítható az egyes konzol toldó kapcsolatok tengelyirányú teherbírásának kétszereseként szorozva a konzolpárok közötti karemelővel (azaz 2×360 kip×29 hüvelyk = 20 880 kip-in.). Hasonlóképpen, a szerkezeti elem y-tengelye körüli hajlítás nyomatéki teherbírása kiszámítható az egyes konzol toldó kapcsolatok tengelyirányú teherbírásának kétszereseként szorozva a feltételezett csukló helyek közötti karemelővel (azaz 2×360 kip×39 hüvelyk = 28 080 kip-in.).

Az IDEA StatiCa tengelyirányú nyomásra vonatkozó eredményeit felhasználva a z-tengely körüli hajlítás nyomatéki teherbírása 2×(1 324 kip/4)×29 hüvelyk = 19 200 kip-in., és az y-tengely körüli hajlítás nyomatéki teherbírása 2×(1 324 kip/4)×39 hüvelyk = 25 800 kip-in. Az IDEA StatiCa szerint a maximálisan megengedett alkalmazott hajlítónyomatékok 18 810 kip-in. és 25 065 kip-in. a z-tengely, illetve az y-tengely körüli hajlításra. Ezeket az értékeket iteratívan határozták meg a korábban leírtak szerint. Ismét szoros egyezés mutatkozik a hagyományos számítások és az IDEA StatiCa eredményei között, jelezve, hogy a feltételezett viselkedés pontos.

A tengelyirányú terhelés és a hajlítónyomaték közötti feltételezett összefüggés további vizsgálatához és megerősítéséhez az interakciós teherbírást az IDEA StatiCa segítségével értékeljük. A feltételezett viselkedés alapján azinterakció lineáris kell legyen, ahol a tengelyirányú terhelés minden egyes növekménye állandó mértékben csökkenti a nyomatéki teherbírást. Az IDEA StatiCa szerinti interakciós teherbírás a 8. ábrán látható. Az elvárásoknak megfelelően a tengelyirányú terhelés és a z-tengely körüli hajlítás közötti interakciós összefüggés lineáris. A tengelyirányú terhelés és az y-tengely körüli hajlítás közötti interakciós összefüggés közel lineáris. Az y-tengely körüli hajlítás interakciójában a linearitástól való kisebb eltérés tovább vizsgálható, de az egyszerűsített feltételezett viselkedés és az IDEA StatiCa eredményei között némi különbség várható.

8. ábra Tengelyirányú nyomás és hajlítónyomaték interakciós teherbírása

4 Nyírás a z-tengely mentén

A kapcsolat értékelése a z-tengely mentén ható nyírásnak kitéve eltérő egyszerűsített viselkedési modellt igényel. Ehhez az értékeléshez a 9. ábrán látható kétdimenziós gerendamodellt alkalmazzuk. A hevederlemezek félmagasságában egy csukló szerepel, amely a nulla nyomatékú pontot képviseli.

9. ábra A konzol toldó kapcsolat egyszerűsített modellje a z-tengely mentén ható nyíráshoz

Mint korábban, a tengelyirányú terhelések értékelésekor, először a varratokat, a varratokhoz szomszédos konzollemez anyagát és a csavarcsoportokat értékeljük. A varratok az AISC Manual (2017) 8-5. táblázata alapján értékelhetők. Interpolált C értéket alkalmazva az egyes konzol toldó kapcsolatok maximális nyírása 218 kip-nek adódik. 

A varratokhoz szomszédos konzollemez anyagának teherbírását a tengelyirányú és hajlítási folyás szabályozza, és a képlékeny feszültségeloszláson alapuló alábbi interakciós egyenlettel értékelhető.

\[ \left ( \frac{P_u}{\phi P_n} \right ) ^2 + \frac{M_u}{\phi M_n} \le 1 \]

ahol P_u a konzollemez szükséges tengelyirányú teherbírása, amely egyenlő a felső oszlopra alkalmazott nyíróerő egynegyedével; ϕP_n a konzollemez méretezési tengelyirányú teherbírása, egyenlő 720kip-pel; M_u a konzollemez szükséges hajlítási teherbírása, egyenlő P_u×(10 hüvelyk)-kel; és ϕM_n a konzollemez méretezési hajlítási teherbírása, egyenlő 2 880 kip-in-nel. Az interakciós egyenlet kiértékelése a varratok teherbírására (azaz P_u = 218 kip) 1-nél kisebb értéket ad, jelezve, hogy a varratokhoz szomszédos konzollemez anyagának teherbírása nem mérvadó.

A csavarcsoport teherbírása az AISC Manual 7-11. táblázata alapján határozható meg. Interpolált C értéket alkalmazva az egyes konzol toldó kapcsolatok maximális nyírása 186 kip-nek adódik, amely mérvadó az eddig értékelt határállapotok között. A tervezés befejezéséhez más határállapotokat is értékelni kell erre a terhelésre, beleértve a konzollemez húzási szakadását és a hevederlemezekhez kapcsolódókat. Ezek a határállapotok nem mérvadónak bizonyulnak, így az oszlop z-tengelye mentén alkalmazható maximális nyíróerő 4×186 kip = 744 kip.  

Az IDEA StatiCa szerint a z-tengely mentén alkalmazható maximális nyíróerő 694 kip. Ezt az értéket iteratívan határozták meg a korábban leírtak szerint. Megjegyzendő, hogy a nyírást úgy alkalmazták, hogy a nulla nyomatékú pont a felső és alsó oszlopok között helyezkedett el. A csavarok teherbírása volt mérvadó az IDEA StatiCa-ban.

Mint korábban, az IDEA StatiCa eredményeiben megfigyelt kapcsolatviselkedés összhangban van a hagyományos számításokban feltételezett viselkedéssel. Az alakváltozott alak, a képlékeny alakváltozás eredményei és a csavarerők (10. ábra és 11. ábra) a konzol toldó kapcsolatok, varratcsoportok és csavarcsoportok síkbeli hajlítását mutatják, amely összhangban van az egyszerűsített viselkedési modellel (9. ábra). Az IDEA StatiCa szerinti teherbírás 7%-kal alacsonyabb, mint a hagyományos számítások becslése. Ezek az eredmények megerősítik a hagyományos számítások által felállított hipotézist.

10. ábra Képlékeny alakváltozás 694 kip alkalmazott nyíróerőnél a z-tengely mentén (alakváltozási léptéktényező = 10)

11. ábra Csavarerők a hevederlemezben 694 kip alkalmazott nyíróerőnél a z-tengely mentén

5 Nyírás az y-tengely mentén

A kapcsolat értékelése az y-tengely mentén ható nyírásnak kitéve még egy másik egyszerűsített viselkedési modellt igényel. Ez a viselkedési modell azonban kevésbé egyszerű, mint a többi. A 9. ábrán látható gerendamodellt alkalmazzuk ehhez az értékeléshez, de a terhelést a konzol kapcsolatra merőlegesen alkalmazzuk, ami síkon kívüli nyomatékot, síkon kívüli nyírást és csavarást eredményez a konzollemezben. Az AISC Specification (2016) kevés rendelkezést tartalmaz erre az összetett terhelési feltételre. A Dowswell (2019) által kidolgozott ajánlásokat alkalmazzuk a kapcsolat teherbírásának megbecsléséhez. Dowswell a következő interakciós egyenletet mutatja be.

\[ \left ( \frac{T_u}{\phi T_n} \right ) ^2 + \left ( \frac{V_u}{\phi V_n} \right ) ^4 + \frac{M_u}{\phi M_n} \le 1 \]

ahol T_u, V_u és M_u a szükséges csavaró-, nyírási és hajlítási teherbírások, és ϕT_n, ϕV_n, ϕM_n a méretezési csavaró-, nyírási és hajlítási teherbírások. A 9. ábrán bemutatott modell alapján és feltételezve, hogy a csuklóban egyik irányban sincs nyomaték, V_u egyenlő a felső oszlopra alkalmazott nyíróerő egynegyedével, T_u = V_u×(10 hüvelyk), és M_u = V_u×(8 hüvelyk). Feltételezve ϕ = 0,9, ϕT_n a Dowswell által ajánlott egyenletek alapján számítható:

\[ \phi T_n = \phi \left ( \frac{ 0.6 F_y d t^2}{2} \right ) \left ( 1+ \frac{d}{2.4 L} \right ) \]

ahol F_y a konzollemez folyáshatára (50 ksi), d a konzollemez mélysége (16 hüvelyk), t a konzollemez vastagsága (1 hüvelyk), és L a konzollemez hossza (8 hüvelyk a 9. ábrán bemutatott modell szerint). Ezeket az értékeket alkalmazva ϕT_n = 396 kip-in. Az AISC Specification (2016) szabványos egyenleteit alkalmazva ϕV_n = 480 kip és ϕM_n = 180 kip-in. Ezekkel a méretezési teherbírásokkal az interakciós egyenletet kielégítő maximális V_u = 17,9 kip. Feltételezve, hogy a konzollemez folyása mérvadó, az oszlop z-tengelye mentén alkalmazható maximális nyíróerő 4×17,9 kip = 71,6 kip.

Ez a teherbírás a hipotézis része, amelyet az IDEA StatiCa eredményeivel fogunk értékelni. Azonban egy mérnöknek kevesebb bizalma kell legyen ebben a várható teherbírásban, mint a többi terhelési feltétel esetén. Kevesebb potenciálisan mérvadó határállapotot értékeltek, a konzol toldó kapcsolat síkon kívüli viselkedését valószínűleg nem közelíti jól a 9. ábra, és számos feltételezést tettünk a konzollemez teherbírásának kiszámításakor. Mindazonáltal hasznos előzetesen hipotézist felállítani. A hipotézis ráadásul több, mint csupán a teherbírási eredmény. A várható viselkedés – hogy a konzollemez lesz mérvadó, és kombinált csavarásnak, síkon kívüli nyírásnak és síkon kívüli hajlítónyomatéknak lesz kitéve – szintén a hipotézis részét képezi. Bár az egyes komponensek merevségének és teherbírásának explicit modellezése leküzdi a hagyományos számítások bizonytalanságait és eltérő teherbírási eredményt ad, az általános viselkedésnek összhangban kell lennie.  

Az IDEA StatiCa szerint az y-tengely mentén alkalmazható maximális nyíróerő 249 kip. Ezt az értéket iteratívan határozták meg a korábban leírtak szerint. Megjegyzendő, hogy a nyírást úgy alkalmazták, hogy a nulla nyomatékú pont a felső és alsó oszlopok között helyezkedett el. Az IDEA StatiCa szerinti teherbírás lényegesen nagyobb, mint a hagyományos számítások becslése. A kapcsolat alakváltozott alakjának vizsgálata (12. ábra) feltárja az eltérés okát. A hevederlemezek viszonylag merevek, ami azt jelenti, hogy a konzollemezek csavarásának és síkon kívüli hajlításának nagy része sokkal rövidebb hosszon következik be, mint amit a kapcsolat egyszerűsített gerendamodelljében feltételeznek (9. ábra). Mindazonáltal a kapcsolat teherbírását a konzollemez képlékeny alakváltozása szabályozza, és a konzolra ható igénybevételek típusai összhangban vannak a feltételezett viselkedéssel.

A konzollemez teherbírásának újraszámítása a hagyományos számításokkal és L = 2 hüvelyk hosszal az L = 8 hüvelyk helyett az oszlop z-tengelye mentén alkalmazható maximális nyíróerőt 227 kip-nek adja, ami közelebb van az IDEA StatiCa eredményeihez. Azonban nehéz lenne ezt az értéket előzetesen meghatározni, nemhogy bízni benne.

12. ábra Képlékeny alakváltozás 249 kip alkalmazott nyíróerőnél az y-tengely mentén(alakváltozási léptéktényező = 10)

6 Csavarás

Várható, hogy a felső oszlopra alkalmazott csavarás az egyes konzol toldó kapcsolatokra olyan igénybevételeket helyez, amelyek hasonlóak azokhoz, amelyeket akkor tapasztalnak, amikor a felső oszlop az y-tengely mentén nyírásnak van kitéve. Így, hasonlóan a kapcsolat hajlítási teherbírásához, a csavarási teherbírás becsülhető az egyes konzolok teherbírásából és a keresztmetszet geometriájából. Például a csavarási teherbírás becsülhető az egyes konzolok teherbírásának 4-szereseként szorozva az oszlop súlypontjától az egyes konzolokig mért távolsággal. Ez azonban túlzottan leegyszerűsített közelítés lehet. A konzolok az oszlop sarkainál helyezkednek el, nem a lapok közepén, így az oszlop csavarása síkbeli igénybevételeket is ró a konzolra a síkon kívüli igénybevételek mellett. Emellett nem egyértelmű, hogy a konzolon hol kell mérni az egyes karemelőket. Valószínűleg nem lehetséges pontos és megbízható eredményre jutni ennek a kapcsolatnak a csavarási teherbírására vonatkozóan anélkül, hogy részletesebb elemzésből jobban megértenénk és jellemezzük a viselkedését.

Az IDEA StatiCa szerint a maximálisan megengedett alkalmazott csavarás 9 045 kip-in. Ezt az értéket iteratívan határozták meg a korábban leírtak szerint. A varratok kihasználtsága szabályozza a teherbírást. Ahogy a 13. ábrán látható, az egyes konzol toldó kapcsolatok alakváltozott alakja hasonló, amikor az oszlop az y-tengely mentén nyírásnak van kitéve (12. ábra). Azonban vannak különbségek a viselkedésben, leginkább az, hogy a csavarási esetben a varratok kihasználtsága mérvadó, szemben a nyírással terhelt esetben mérvadó konzollemez képlékeny alakváltozási korláttal. Bár ennél a terhelési feltételnél kevesebb összehasonlítás végezhető, a többi terhelési feltétellel való összehasonlítások megmutatták, hogy a modell jól meghatározott és képes a hagyományos módszerekkel összhangban lévő eredményeket adni.

13. ábra Képlékeny alakváltozás 9 045 kip-in. alkalmazott csavarásnál (alakváltozási léptéktényező = 10)

7 Összefoglalás

A szerkezeti kapcsolatok tervezése vagy értékelése jó mérnöki ítélőképességet igényel. A jó mérnöki ítélőképesség megköveteli annak megértését, hogyan fog viselkedni a kapcsolat. Ennek a megértésnek a kialakítása része annak a folyamatnak, amellyel olyan új kapcsolatokat értékelnek, amelyekre nincsenek bevett tervezési eljárások. Sok esetben logikus érveléssel egyszerűsített viselkedési modellek dolgozhatók ki, amelyekre a hagyományos számítások alapozhatók. Ennek a megközelítésnek azonban vannak korlátai. A fejlettebb eszközök, mint például a CBFEM, nem esnek ugyanezeknek a korlátoknak a hatálya alá, és felhasználhatók a kapcsolattípusok széles körének jobb megértéséhez és ezt követő tervezéséhez. Azonban gondot kell fordítani a modell meghatározására és az elemzés elvégzésére, hogy az eredmények értelmesek legyenek. Az egyszerűsített viselkedési modellekkel és hagyományos számításokkal való összehasonlítások, mint amilyenek ebben a tanulmányban szerepelnek, segíthetnek megerősíteni, hogy a modell jól meghatározott és az elemzést helyesen végezték el.

8 Hivatkozások

AISC. (2016). Specification for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.

AISC. (2017). Steel Construction Manual, 15th Edition. American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.

Dowswell, B. (2019). "Torsion of Rectangular Connection Elements." Engineering Journal, AISC, 56(2), 63–87.

Drucker, D. C. (1956). "The Effect of Shear on the Plastic Bending of Beams." Journal of Applied Mechanics, 23(4), 509–514.

Tamboli, A. (2016). Handbook of Structural Steel Connection Design and Details, Third Edition. McGraw Hill, New York, NY.