90588

W tradycyjnych analizach statycznych ustroju nośnego zakłada się liniowe zachowanie węzłów pod obciążeniem. Rzeczywiste ścieżki równowagi statycznej węzłów i styków są najczęściej nieliniowe. Nieliniowość charakterystyk ścieżek równowagi statycznej węzłów i styków wynika z odkształceń blach (ścianek, pólek) w obrębie połączenia, luzów w złączach styków śrubowych itp Dotyczy to zarówno połączeń doczołowych, jak i zakładkowych.

Na rysunku 5.5 pokazano ścieżki równowagi statycznej (charakterystyki od-ksztalcalności) N-Al zakładkowych połączeń śrubowych, obciążonych prostopadle do osi łączników Z analizy tych wykresów wynika, iż w szerokim zakresie wytężenia połączeń ich ŚRS opisują nieliniowe związki obciążenie-odksztalce-nie, które są następstwem luzów w połączeniach, poślizgu po pokonaniu sil tarcia, odksztalcalności łączników oraz składowych części połączenia i lokalnej koncentracji naprężeń w sprężysto-plastycznej fazie wytężenia materiału

Znajomość ścieżek równowagi statycznej połączeń umożliwia uwzględnienie w przyjmowanych schematach obliczeniowych wyznaczania sil wewnętrznych, precyzyjniejszych modeli opisujących sztywności i przemieszczenia węzłów i styków. Badania doświadczalne węzłów ram umożliwiają: sporządzenie ścieżek równowagi statycznej w postaci krzywych M-ę (gdzie M — moment przenoszony przez węzeł, ó — lokalny kąt obrotu węzła), określenie nośności granicznej na zginanie M_u. sztywności S — M/ę (rys. 5.6), zdolności do obrotu ó_upolączeń oraz identyfikację zachowania się części składowych węzłów w granicznym stanie wytężenia (mechanizmów zniszczenia). Takie badania są jednak bardzo kosztowne. Dlatego też na podstawie wykonanych badan w analizach teoretycznych są stosowane modele aproksymujące krzywe M-<j>. prognozujące podatności węzłów [7], [40]

Charakterystykę standartowego modelu węzła podatnego konstrukcji stalowych wg Załącznika J do Eurokodu 3 [79] przedstawiono na rys. 5.6 Rzeczywista charakterystyka węzłów podatnych M-d jest nieliniowa, gdyż sztywność węzła jest funkcją aktualnego stanu jego w'ytężenia. Określenie rozkładu sił wewnętrznych w piętach konstrukcji z węzłami podatnymi jest więc zagadnieniem skomplikowanym, wymagającym zaawansowanych modeli analizy ustroju Kierując się potrzebami praktyki inżynierskiej, rzeczywistą nieliniowy charakterystykę M-(j>węzla podatnego ustala się, wykorzystując liniową charakterystykę zastępczą (oznaczoną limą przerywaną na tys. 5.6c), w której stosuje się moduł sieczny.

Projektowanie konstrukcji z węzłami podatnymi wymaga znajomości dwóch parametrów charakterystyki węzła (Mj.Rj, Ąjni) oraz dwóch w-spólczynników (?/>Vr)-Procedury obliczania parametrów charakterystyk M-f węzłów ram stalowych przedstawiono