Ένωση κορφιά σε portal frame

[Leonardo]

'Αλλο πράγμα η αστοχία της σύνδεσης (apex connection) και άλλο η αστοχία της/του δοκού/ζυγώματος (rafter).

 

Η σύνδεση πρέπει να σχεδιαστεί/διαστασιολογηθεί έτσι ώστε να μην αστοχήσει ποτέ, γιατί αλλιώς την κάτσαμε! 'Η στη χειρότερη περίπτωση να αστοχήσει μετά την εμφάνιση όλων των plastic hinges σε ζύγωμα (τουλάχιστον) και κολώνα - αν και δεν έχει νόημα τότε αφού για την περίπτωση αυτή φορέας δεν υφίσταται, έχουμε mechanism.

 

Αξίζει να επισημανθεί ότι όποιο και να είναι το πρόσημο των ροπών (κάτω ίνα σε εφελκυσμό ή θλίψη) η μέγιστη ομώνυμη ροπή στο ζύγωμα δεν εμφανίζεται στο κοινό άκρο τους, αλλά εμφανίζεται λίγο προς το εσωτερικό του - συγκεκριμένα κοντά εκεί που ξεκινά το apex haunch! Εκεί έχουμε συνήθως και το πρώτο plastic hinge. Η μέγιστη ετερώνυμη ροπή προφανώς εμφανίζεται στο άλλο άκρο του ζυγώματος, προς την κολώνα. Άρα η διατομή του ζυγώματος αστοχεί μακριά από τη σύνδεση!

 

Όπως αναφέρθηκε από κάποιον νωρίτερα, κοιτάς τα εντατικά μεγέθη στο σημείο που ενώνονται τα δύο ζυγώματα και σχεδιάζεις/διαστασιολογείς τη σύνδεση κατάλληλα για το envelope των ροπών (θετικών ή/και αρνητικών) που εμφανίζονται λόγω των διαφορετικών συνδυασμών φορτίου!

 

Κρίμα πάντως που δεν έχουμε ένα στρογγυλό τραπέζι να τα συζητάμε όλα αυτά - πολύ χρονοβόρο και αναποτελεσματικό το γράψιμο!

[Pappos]

Οι κοχλίες σχεδιάζονται επάνω. Οταν ανοίξει ο φορέας πρώτα θα καταπονεθεί από πάνω και όχι από κάτω. Για αυτό και ενισχύεις από κάτω με haunch.

[panos]

εσύ leonardo τι λες, σε συνήθη φορτία ο κόμβος του κορφιά πως τείνει να ανοίξει?

Δε βλέπω να καταλήγουμε πάντως κάπου.

[belbos]

Δεν ξέρω τι άλλο να πω για να στο αποδείξω...

 

Θα δοκιμάσω άλλη μία φορά:

 

Στη περίπτωση που ο άνεμος δεν είναι κρίσιμος τότε είπαμε ότι εφελκύεται η κάτω ίνα, η ροπή είναι από κάτω,θετική. Αυτό ανέφερα ότι συμβαίνει και στη περιπτωση μου. Τη ροπή αυτή πρέπει να την αναλάβουν οι κοχλίες. Η ένωση του κορφιά θα παραμορφωθεί ως εξής: (κοίτα συνημένο)

 

Άρα το άνω κομμάτι της ένωσης θα έχει μηδενική ροπή αφού έχει στροφή διάφορη του μηδεν. Αν βάζαμε τις βίδες πάνω δεν θα είχαμε τον απαραίτητο μοχλοβραχίονα για να παραλάβουν οι κοχλίες τη ροπή καθώς θα ήταν κοντά στο σημείο στροφής.

 

Συνεπως οι βίδες μπαίνουν κάτω ώστε F*d=M όπου Μ η εξωτερική ροπή, F η δύναμη στον ακραίο κάτω κοχλία και d η απόσταση του ακραίου κοχλία από το κέντρο στροφής της ένωσης.

 

(για να μην παρεξηγηθώ όταν λέω M=0 εννοώ ότι εκεί στρίβει-ως προς αυτό το σημείο ανήγει η ένωση)

[Leonardo]

Οι κοχλίες σχεδιάζονται επάνω. Οταν ανοίξει ο φορέας πρώτα θα καταπονεθεί από πάνω και όχι από κάτω. Για αυτό και ενισχύεις από κάτω με haunch.

 

Νομίζω ότι κατάλαβα τι εννοεί ο Pappos και θα προσπαθήσω να το μεταφέρω με τη χρήση του παρακάτω ανάλογου - να με διορθώσει αν κατάλαβα λάθος.

 

Αρχικά να συμφωνήσουμε όλοι ότι αν κάμψουμε μία IPE διατομή (π.χ. έτσι ώστε η κάτω ίνα να βρίσκεται σε εφελκυσμό) τότε οι τάσεις στα κάτω και πάνω πέλματά (flanges) της θα μπούνε ταυτόχρονα στην πλαστική περιοχή. Δηλαδή η διατομή θα αστοχήσει ταυτόχρονα στο κάτω και πάνω τμήμα της.

 

Αν υποθέσουμε όμως ότι έχουμε μία τύπου-IPE διατομή όπου το κάτω πέλμα της είναι πιο πλατύ (ή πιο παχύ) από το πάνω πέλμα, τότε υπό κάμψη της διατομής η τάση στο πάνω πέλμα θα μπει στην πλαστική περιοχή νωρίτερα από την τάση στο κάτω πέλμα. Δηλαδή πρώτα θα αστοχήσει το πάνω τμήμα (το πιο ασθενές) της διατομής και μετά το κάτω.

 

Πιστεύω λοιπόν ότι αυτό ακριβώς θέλει να μας και ο Pappos. Ότι αν βάλουμε κοχλίες στό κάτω μέρος της σύνδεσης του κορφιά, τότε ενισχύουμε το κάτω μέρος της διατομής το οποίο και γίνεται ανθεκτικότερο στον εφελκυσμό. Συνεπώς η τάση στο πάνω τμήμα (ίνα υπο θλίψη) θα μπει στην πλαστική περιοχή νωρίτερα, δηλαδή το πάνω τμήμα της διατομής θα αστοχήσει πρώτο.

 

Τουλάχιστον έτσι το κατάλαβα εγώ, αλλά και πάλι διαφωνώ ότι θα συμβεί κάτι τέτοιο. Ο λόγος είναι ότι η πλάκα (end plate) που έχει συγκολληθεί στο ζύγωμα ενισχύει την αντοχή του πάνω μέρους σε θλίψη. Εξάλλου οι κοχλίες λειτουργούν όταν είναι σε εφελκυσμό ή σε διάτμηση, και όχι σε θλίψη, άρα ποιά η δουλειά τους στο πάνω μέρος όπου ίνα βρίσκεται σε θλίψη; Μόνο όταν η άνω ίνα βρεθεί σε εφελκυσμό (π.χ. λόγω μεγάλου φορτίου ανέμου) ενεργοποιούνται οι κοχλίες εκεί.

 

Και επαναλαμβάνω ότι η μέγιστη ομώνυμη ροπή στο διάγραμμα για το ζύγωμα δεν εμφανίζεται στη θέση του κορφία, αλλά λίγο παρά πέρα όπου προκύπτει και το plastic hinge! Αυτό φαίνεται άλλωστε και στο αρχείο που επισύναψε ο vagman αλλά κι εγώ νωρίτερα.

 

@panos: Για συνήθη φορτία ο κόμβος του κορφιά πιστεύω ότι τείνει να ανοίξει προς τα κάτω - η άνω ίνα σε θλίψη. Για ασυνήθη φορτία (uplift λόγω ισχυρού ανέμου) ο κόμβος του κορφιά πιστεύω ότι τείνει να κλείσει προς τα πάνω - η κάτω ίνα σε θλίψη. Παραθέτω τα σχετικά διαγράμματα για ασύμμετρη φόρτιση και για τις δύο αυτές περιπτώσεις.

[ΑΡΗΣ ΧΑΝΙΑ]

Οι κοχλίες σχεδιάζονται επάνω. Οταν ανοίξει ο φορέας πρώτα θα καταπονεθεί από πάνω και όχι από κάτω. Για αυτό και ενισχύεις από κάτω με haunch.

 

 

Pappos δεν σε καταλαβαίνω........

Πάνω θα έχω θλίψη....άρα οι κοχλίες κάθονται και περιμένουν

[ΣτέφανοςΒ]

συμφωνώ με τον Άρη

για θετική ροπή κορφιά (υπό φορτία βαρύτητας) εφελκύονται οι κάτω κοχλίες

[ΑΡΗΣ ΧΑΝΙΑ]

Συνάδελφοι το 250 kgr/m2 είναι ακραίο αλλά το 100 κγρ/μ2 που μπορεί να αναπτυχθει δεν είναι ακραίο. Σε μια στέγη με max ιδιο Βάρος 25 kgr/m2 και ακόμα 15 kgr/m2 panel υπάρχει φόρτιση προς τα πάνω (1.00 D.L+1.00G+1.50 Wup)

 

Γιαυτό επιμένω συμμετρική σύνδεση (για συμμετρική ακαμψια) και άρα σωστά βέλη απο το μοντέλο, και οχι να ψαχνουμε που εφελκύεται.

 

Αυτή είναι η πιο σύνηθης περίπτωση: Συμμετρική σύνδεση.

 

Μιλάς μάλλον Βαγγέλη για μη γραμμική ανάλυση της σύνδεσης ε?

[ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΑΣΚΗΤΗΣ]

Μιλάς μάλλον Βαγγέλη για μη γραμμική ανάλυση της σύνδεσης ε?

 

Ναι θα πρέπει να βάλεις δυο ακαμψίες ανάλογα το πρόσημο της ροπής. Τρέχα γύρευε δηλαδή.

 

Σχετικά με τους εφελκυόμενους κοχλίες συμφωνω απόλυτα μαζί σου Αρη. Όποιος διαφωνεί ας λύσει μια σύνδεση κορφιά και θα καταλάβει.

[Pappos]

 

Τώρα καταλαβαίνεται τι εννοώ ??? Το ζύγωμα (το μισό όπως δείχνει η photo).