Analisi della rigidezza - Collegamento a momento W su HSS (AISC)

L'esempio è tratto dall'articolo Shearly Perfect di Larry S. Muir e Carlo Lini:

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

Una trave W16x31 con una luce di 30 piedi è collegata a un pilastro HSS 10x10x1/2 e caricata da una forza di taglio di 10 kips e un momento flettente di 318 kip-in.

Questo collegamento viene spesso classificato come rigido perché le ali sono saldate direttamente al pilastro. Tuttavia, la parete del pilastro a sezione cava non è direttamente supportata e si deforma in modo significativo. Gli autori forniscono un metodo molto semplificato per stimare la rigidezza di questo collegamento:

IDEA StatiCa fornisce un'analisi approfondita della rigidezza basata sugli elementi finiti. Vengono visualizzati diversi valori:

• M_Ed - momento flettente impostato
• M_j,Rd - resistenza del collegamento al carico
• S_j,ini - rigidezza iniziale assunta come rigidezza secante a 2/3 M_j,Rd
• S_js - rigidezza secante al carico impostato
• \(\phi\) - rotazione al carico impostato
• \(\phi_c\) - capacità di rotazione stimata (al 15% di deformazione plastica delle piastre in acciaio; si noti che tutti gli altri modi di collasso sono trascurati - è necessario garantire un dettaglio adeguato, la resistenza delle saldature e dei bulloni)
• L - lunghezza dell'elemento analizzato utilizzata per la classificazione in base alla rigidezza
• S_j,R - limite inferiore per il collegamento rigido
• S_j,P - limite superiore per il collegamento cernierato

Secondo entrambi gli approcci, il collegamento è classificato come semi-rigido. L'autore afferma: "Sulla base di questa analisi, è dubbio che il collegamento possa essere considerato un collegamento completamente vincolato, sebbene un modello più accurato possa risultare in un vincolo più vicino a 20." Con "più vicino a 20", gli autori intendono il valore di \(\frac{K_s L}{E I}\) pari a 5,3 in questo caso. Ciò significa che il collegamento è probabilmente più rigido. Questo è confermato dall'analisi della rigidezza in IDEA Connection. 

È importante notare che le saldature di testa a piena penetrazione delle ali della trave non garantiscono il collegamento rigido. Deve essere presa in considerazione anche la rigidezza del supporto, in questo caso la parete dell'HSS.