Rijitlik analizi - W'den HSS'ye moment birleşimi (AISC)

Örnek, Larry S. Muir ve Carlo Lini'nin "Shearly Perfect" adlı makalesinden alınmıştır:

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

30 feet açıklıklı W16x31 kiriş, HSS 10x10x1/2 kolona bağlanmış olup 10 kips kesme kuvveti ve 318 kip-in eğilme momenti ile yüklenmiştir.

Bu birleşim, başlıklar doğrudan kolona kaynaklı olduğundan çoğunlukla rijit olarak sınıflandırılmaktadır. Ancak içi boş kesitli kolonun cidarı doğrudan desteklenmemekte ve önemli ölçüde deformasyona uğramaktadır. Yazarlar, bu birleşimin rijitliğini tahmin etmek için oldukça basitleştirilmiş bir yöntem sunmaktadır:

IDEA StatiCa, sonlu elemanlara dayalı kapsamlı bir rijitlik analizi sunmaktadır. Birkaç değer görüntülenmektedir:

• M_Ed - tanımlanan eğilme momenti
• M_j,Rd - birleşim yük dayanımı
• S_j,ini - 2/3 M_j,Rd'de sekant rijitliği olarak kabul edilen başlangıç rijitliği
• S_js - tanımlanan yükteki sekant rijitliği
• \(\phi\) - tanımlanan yükteki dönme
• \(\phi_c\) - tahmini dönme kapasitesi (çelik plakaların %15 plastik gerinimi için; diğer tüm göçme modlarının ihmal edildiğine dikkat edilmeli - yeterli detaylandırma, kaynak ve cıvata dayanımı sağlanmalıdır)
• L - rijitliğe göre sınıflandırmada kullanılan analiz edilen elemanın uzunluğu
• S_j,R - rijit birleşim için alt sınır
• S_j,P - mafsallı birleşim için üst sınır

Her iki yaklaşıma göre de birleşim yarı rijit olarak sınıflandırılmaktadır. Yazar şunu belirtmektedir: "Bu analize dayanarak, birleşimin tam ankastre bir birleşim olduğunun gösterilmesi şüphelidir; ancak daha doğru bir model, 20'ye daha yakın bir ankastre değeriyle sonuçlanabilir." 20'ye daha yakın ifadesiyle yazarlar, bu durumda 5,3'e eşit olan \(\frac{K_s L}{E I}\) değerini kastetmektedir. Bu, birleşimin muhtemelen daha rijit olduğu anlamına gelmektedir. Bu durum, IDEA Connection'daki rijitlik analizi ile doğrulanmaktadır. 

Kiriş başlıklarının tam nüfuziyetli alın kaynakları rijit birleşimi garanti etmemektedir. Mesnedin rijitliği, bu durumda HSS cidarı da dikkate alınmalıdır.