A nyomatéknak ellenálló kapcsolatok viselkedésének jellemzése SSEDTA Modul: Kapcsolatok A nyomatéknak ellenálló kapcsolatok viselkedésének jellemzése A 15. előadásban bevezettük a folytatólagos, részlegesen folytatólagos és egyszerű kapcsolati modell fogalmát, és megmutattuk, hogy a megfelelő kapcsolati modell kiválasztása szorosan kapcsolódik a kapcsolat merevség, illetve a szilárdság szerinti osztályához. Részlegesen folytatólagos és folytatólagos kapcsolati modell esetén meg kell harározni a kapcsolat merevségi, teherbírási és képlékeny alakváltozási mechanikai jellemzőit. Ezt a lépést a kapcsolati viselkedés leírásának vagy a kapcsolat jellemzésének nevezzük. Annak megfelelően, hogy milyen keretanalízist végzünk (rugalmas, merev–képlékeny, elasztoplasztikus vagy rugalmas–képlékeny), más és más mechanikai jellemzői érdekesek a kapcsolatnak. Más szóval, a kapcsolat M–FÍ jelleggörbéjét mindig annak megfelelően kell idealizálni, hogy milyen típusú keretanalízist végzünk. Ezt a lépést nevezzük „idealizálásnak”. Ebben az előadásban (és a következőben is) a nyomatéknak ellenálló kapcsolatok „jellemzésével” (viselkedésének leírásával), illetve „idealizálásával” (leírt viselkedésük egyszerűsítésével) foglalkozunk.

A kapcsolati viselkedés jellemzése Különböző módszerek: Kísérleti alapon Görbeillesztéssel Mechanikai modellekkel Végeselemes analízissel Egyszerűsített analitikai modellekkel KOMPONENSMÓDSZER A kapcsolati viselkedés leírása során különbözőképpen járhatunk el: kísérleteket végzünk görbeillesztést hajtunk végre mechanikai modellt készítünk végeselemes analízist alkalmazunk egyszerűsített analitikai modelleket használunk. Gyakorlati alkalmazások céljára csak az analitikai modellek jönnek szóba. Ezek segítségével a kapcsolat mechanikai és geometriai jellemzőiből kiindulva meghatározhatjuk a kapcsolatok merevségi, teherbírási és képlékeny alakváltozási jellemzőit. A kapcsolatok viselkedésének előre jelzésére használható analitikai modellek közül napjainkban az úgynevezett „komponensmódszer” a legelfogadottabb, a célra legalkalmasabbnak tartott eljárás. Ezt az eljárást tartalmazza az Eurocode 3 J melléklete („Magasépítési keretszerkezetek kapcsolatai”).

A komponensmódszerben a kapcsolatot nem „mint egészet” tekintjük, hanem alkotóelemek összességének. Tekintsük a nagyon egyszerű hegesztett oszlop–gerenda kapcsolatok esetét. A komponensmódszer alkalmazása során három lépést kell végrehajtani. Az elsőben a kapcsolatot alkotóelemekre bontjuk. Esetünkben három ilyen alkotóelem van: a nyírt oszlopgerincpanel, a nyomott oszlopgerinc és a húzott oszlopgerinc. Minden egyes ilyen alkotóelemre meghatározzuk az F–DELTA jelleggörbét, amely leírja az adott alkotóelem viselkedését nyírás, nyomás és húzás esetére. Ezen a szinten vesszük figyelembe az alkotóelemek közötti esetleges kölcsönhatást is. Ezután a harmadik lépésben az alkotóelemek jellemzőit „összeállítjuk”, és meghatározzuk a teljes kapcsolat mechanikai jellemzőit. A komponensmódszer tehát nem más, mint a jól ismert végeselemmódszer alkalmazása tartószerkezeti kapcsolatokra (és az „alkotóelem”, illetve „kapcsolat” kifejezés megfeleltethető a „végeselem” és „szerkezet” szavaknak).

A komponensmódszer Az alkotóelemek jellemzői Összeállítás Analitikus módszerek (egyszerű vagy összetettebb) Végeselemes módszerek Kísérletek ... Összeállítás Ugyancsak különböző bonyolultságú lehet Az alkotóelemek jellemzői többféleképpen származtathatók: végeselemes módszerekkel, kísérleti alapon stb., de gyakorlati szempontból az analitikus módszerek tűnnek a leggyümölcsözőbbnek. Ezek lehetnek igen egyszerűek és bonyolultak is. Az összeállítás esetén is különböző bonyolultságú lehet. Az Eurocode 3 egyszerű analitikus modelleket és összeállítási eljárást javasol.

A komponensmódszer Minden acélszerkezeti oszlop–gerenda kapcsolatra és gerendaillesztésre érvényes Kiterjesztették már: öszvérszerkezetű kapcsolatokra; oszloptalpakra Jelenleg folyik a kiterjesztése faszerke-zetek és előregyártott vasbeton szerke-zetek kapcsolataira A módszer minden olyan kapcsolatra alkalmazható, amelyre ismerjük az alkotóelemek viselkedését. Rendelkezésre áll az alkotóelemek egy könyvtára, amely alapján a legtöbb hegesztett, homloklemezes és szögacélos oszlop–gerenda kapcsolat és gerendaillesztés vizsgálata elvégezhető. A komponensmódszert nemrégiben kiterjesztették együttdolgozó kapcsolatokra és oszloptalpakra is. Jelenleg kiterjedt kutatások folynak a komponensmódszer faszerkezeti kapcsolatokra, illetve előregyártott vasbeton szerkezetek kapcsolataira való kiterjesztésére is. Látható tehát, hogy ez a módszer egyre inkább a kapcsolatok vizsgálatának általánosan, mindenféle építőanyag esetén egyaránt alkalmazható módszerévé válik. Ez nagy előny lehet mindazok számára, akik munkájuk során különböző anyagú szerkezetekkel foglalkoznak.

A komponensmódszer. Újabb eredmények Már rendelkezésre áll a tudásanyag ahhoz, hogy a módszer kiterjeszthető legyen: Karcsú összetett profilok kapcsolataira Zárt szelvények kapcsolataira Mellékirányú kapcsolatokra Csőszelvények kapcsolataira ... Jelenleg folyó és a jövőben tervezett munka: Tűzre és földrengésre való tervezés Friss kutatási eredmények alapján ma már rendelkezünk azzal a tudással, amely ahhoz szükséges, hogy a komponensmódszert a következő esetekre is alkalmazzuk: Karcsú összetett profilok kapcsolataira Mellékirányú kapcsolatokra Csőszelvényű szerkezetek kapcsolataira Ez a tudásanyag még nem érett meg a gyakorlati alkalmazásra. A következő lépés az, hogy olyan formában nyilvánosságra kerüljön mindez, amely hasznosan, a gyakorlatban is felhasználható módon egészíti ki a már szabványosított tudásanyagot.

Másodlagos gerendák Mellékirányú kapcsolat Elsődleges gerendák Főirányú kapcsolat

Kiékelés