Her yapısal modelin analizinde, bir Mühendis elemanlar arasındaki her bağlantının türünü tanımlamak zorundadır. Model, yapının gerçek davranışını temsil etmesi gerektiğinden, mühendis hangi bağlantı türünün en uygun olduğunu öngörmek durumundadır.

Modelin gerçek yapıya iyi bir yaklaşım sağlaması önemlidir; özellikle doğrusal elemanların en sık kullanıldığı çelik yapılar alanında. Çelik yapılar, etkinlikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

En iyi sonuçları elde etmek için tasarımcılar, yalnızca eleman kesitlerini değil, bağlantıların tasarımını da optimize etmek zorunda kalmaktadır.

Genel olarak, Yapı mühendisi eklem rijitliğine göre sınıflandırılan 3 temel bağlantı türü arasından seçim yapmak zorundadır:

• Mafsallı – eğilme momenti oluşturmayan birleşimler.
• Rijit – elemanlar arasındaki orijinal açılarda önemsiz değişim olan birleşimler
• ve aradaki sonsuz sayıda değer

Global yapısal analiz modelinde, ilk iki seçenek çoğunlukla kullanılmaktadır. Buna karşın, gerçek çelik yapı bağlantılarının büyük çoğunluğu üçüncü gruba aittir.

Bu sınıflandırma, Eurocode ve AISC standartları tarafından da desteklenmektedir. Terminoloji farklı olsa da anlam aynıdır.

Her iki kod için de belirli bir sınıflandırmaya ilişkin bir dizi gereklilik bulunmaktadır. Ayrıntıları öğrenmek istiyorsanız, Eurocode veya AISC standartları için teorik arka planları takip edebilirsiniz. Değerlendirmelere geçmeden önce, bazı temel ve ileri düzey teoriler çok faydalı olabilir.

İki ana sorunlu durum

• Global analiz modelinde mafsallı kabul edilen birleşimler, inşaat gerçeğinde yarı-rijit davranır (bağlı elemana eğilme momenti iletir).
• Rijit kabul edilen birleşimler yeterince rijit değildir.

Ağırlıklı olarak imalat ve montaj nedenlerinden dolayı, birinci durum daha sık karşılaşılmaktadır.

Bazıları bu yanlışlığın güvenli tarafta olduğunu ve bu nedenle herhangi bir sorun yaratmadığını söyleyebilir. Evet, açıklıktaki eğilme momentleri gerçek yapıda kenarlardaki bağlantı momentleri tarafından azaltılmaktadır.

Ancak daha ileri gitmek gerekmektedir: Bu durum kirişin kendisi için tehlikeli değil, kirişin bağlandığı eleman için tehlikelidir!

Hızlı gösterim

Doğru amaç için doğru bağlantı seçmenin önemini gösterelim. (Ve aynı zamanda global analiz için uygunsuz bağlantının sonuçlarını)

Tavan kirişinin ana kirişe standart bağlantısını çözerseniz, pek çok bağlantı alternatifiyle karşılaşırsınız. Ben çok yaygın olan üç tanesini seçtim.

 IDEA StatiCa Connection ile bağlantı rijitliğini birkaç saniye içinde hesaplayabilirsiniz. Daha iyi karşılaştırma için Rijit ve Mafsallı birleşimlerin uç durumlarını ekledim:

• Rijit bağlantı
• Bağlantı 1 (S_j,ini = 6,7 MNm/rad)
• Bağlantı 2 (S_j,ini = 1,3 MNm/rad)
• Bağlantı 3 (S_j,ini = 0,5 MNm/rad)
• Mafsallı bağlantı

Rijitliğin eğilme momentlerine etkisi

Rijitliğin efektif (von Mises) gerilmelere etkisi

Görüldüğü gibi, bağlantı rijitliği arttıkça kiriş daha az zorlanırken, ana kiriş bazı durumlarda kolayca aşırı yüklenebilmektedir.

Geleneksel yöntem

Yapı mühendisi, bağlantının gerçek rijitliğinin dikkate alınması gerektiğine karar verdiğinde (ki bu oldukça sık olmalıdır), hesaplama için çeşitli seçenekler mevcuttur.

• elle hesap
• hazırlanmış hesap tablosu şablonuyla
• özel yazılımla hesaplama

Örnek analiz

• 100 doğrusal çelik elemanlı basit bir yapı çözüyorsunuz,
• bu, bağlanacak 200 uç anlamına gelir.
• böyle bir yapı 20 farklı bağlantı türü içerebilir,
• 10 yük durumunuz ve 100 oluşturulmuş yük kombinasyonunuz var.

Her belirleyici yük kombinasyonu için tüm bağlantıları çözmek bir kabus haline gelir. Bu nedenle yalnızca önemli olanları hesaplarsınız. Yine de 2 - 6 eleman içeren 10 kritik bağlantı olabilir ve iş akışınız şu şekilde görünebilir: 

 1 ) Son derece zaman alıcı olsa da, bağlantı modelleri ve rijitlik hesapları yapılabilir. En azından ilk çalıştırma için.

 2 ) Rijitlik analizi tamamlandıktan sonra, global analiz modelinin birleşimlerinde dönme rijitliğini ayarlayabilirsiniz. Bunu içe aktarabilirsiniz

                    tek bir değer olarak:

• M_Ed, 2/3 M_j,Rd'den küçükse, bağlantının Başlangıç Rijitliğini doğrudan kullanabilirsiniz
• M_Ed, 2/3 M_j,Rd'den büyükse - iterasyon süreci

                   veya doğrusal olmayan bir fonksiyon olarak:

 3 ) Güncellenmiş rijitlik parametreleriyle global analizi çalıştırabilirsiniz; bu durumda elbette yeni iç kuvvetler hesaplanacaktır. Yeni ayarın etkisi bazı durumlarda küçük, bazı durumlarda ise büyük olabilir. Geçmişte bazı vakaları çözdük, bu nedenle bu konudaki bilgi tabanı makalemizi inceleyebilirsiniz.

 4 ) Şimdi kesit ve bağlantı tasarımınızı kontrol edip revize etmeniz gerekmektedir. Her şey yeterliyse şanslısınız ve tasarımın bir sonraki adımına geçebilirsiniz. Büyük olasılıkla orijinal tasarımda bazı değişiklikler gerekecektir; bu nedenle 1. adıma geri dönüp tüm tasarım bileşenleri tüm gereksinimleri karşılayana kadar iterasyon sürecini tekrarlamanız gerekecektir.

Akıllı yöntem

Günümüzde bağlantı rijitliği hesabı için en iyi araç IDEA StatiCa Connection uygulamasıdır. İş akışını en üst düzeyde basitleştirmek ve değerli zamandan tasarruf etmek için, bağlantı tasarımınızı CAD uygulamanızdan IDEA StatiCa Connection'a aktarmak amacıyla bir BIM bağlantısı kullanabilirsiniz. 

Ardından analiz türünü Rijitlik analizine ayarlarsınız ve birkaç saniye içinde rijitlik parametrelerinizi elde edersiniz. Mümkün olduğunca verimli olmak için, Destek merkezimizde rijitlik analizi için bazı faydalı ipuçları bulunabilir.

Her rijitlik analizi anında şu değerli çıktıları sağlar:

Tüm önemli değerler tek bir tabloda

Hesaplanan değerlerin grafik görselleştirmesi

IDEA StatiCa Connection ile bağlantı rijitliğini kendiniz hesaplamak ister misiniz? Hazırlanmış EN eğitimini veya AISC standardı için olanı takip etmeniz yeterlidir. 

Yeni uygulamanın doğrulama süreci tamamlandı ve çalışmalar üniversite ekipleriyle birlikte yayımlandı. Çeşitli doğrulama örneklerini inceleyebilirsiniz.

Önemli bilgiler

• Aynı bağlantının, eleman uzunluğuna bağlı olarak farklı şekilde sınıflandırılabileceğini hatırlamakta fayda vardır

• Başlangıç rijitliği (S_j,ini), Tasarım eğilme momenti (M_Ed)'nden etkilenmez; M_Ed yalnızca Sekant rijitliği (S_j,s) üzerinde etkiye sahiptir

• Birleşim rijitliği parametrelerindeki değişiklikler, global analiz modelinde hesaplanan iç kuvvetleri her zaman etkiler

• Eurocode yaklaşımında, aynı bağlantı yanal rijitliğe bağlı olarak Rijit veya Yarı-rijit olarak sınıflandırılabileceğinden, Yanal Rijit ve Yanal Rijit Olmayan yapısal sistemler arasında ayrım yapmanız gerekmektedir

• Sj,ini ve Sj,s sonsuz rijitlik gösteriyorsa, bu rijitlik eğrisinin diyagramda fiilen 90° olacak kadar dik olduğu anlamına gelir; dolayısıyla tanjant sonsuzlukla sonuçlanır. Bu her zaman yarı-rijit sınıfının sınırından çok uzakta rijit bir bağlantı anlamına gelir; bu nedenle tam değerler önemli değildir.

IDEA StatiCa'yı ücretsiz deneyin

IDEA StatiCa'nın bağlantı rijitliği analizindeki yetenekleriyle ilgileniyor musunuz? IDEA StatiCa'yı denemek için şimdiden daha iyi bir zaman olamaz! 

Deneme sürümünüzü bugün başlatın ve 14 gün boyunca tam erişim ve hizmetlerden ücretsiz yararlanın.