Трите основни метода за проектиране на стоманена конструкция

Има три различни метода за проектиране на стоманена конструкция, т.е. прост дизайн, непрекъснат дизайн и полунепрекъснат стоманен дизайн. Предполага се, че свръзките в конструкциите се държат или като закрепени, или като твърди, за да направят проектните изчисления управляеми.

В простия дизайн свръзките са идеализирани като перфектни щифтове. Непрекъснатият дизайн предполага, че връзките са твърди и че няма относително въртене на свързаните елементи, независимо от приложения момент. По-голямата част от проектите, изпълнявани днес, правят едно от тези две допускания, но вече е възможна по-реалистична алтернатива, която е известна като полунепрекъснат дизайн.

Опростен дизайн на стоманена конструкция

Опростеният дизайн е най-традиционният подход и все още се използва често. Приема се, че никакъв момент не се прехвърля от един свързан елемент към друг, с изключение на номиналните моменти, които възникват в резултат на ексцентричност в свръзките. Устойчивостта на конструкцията на странични натоварвания и люлеене обикновено се осигурява чрез осигуряване на укрепване или, в някои многоетажни сгради, чрез бетонни ядра.

Важно е проектантът да разпознае предположенията относно съвместната реакция и да гарантира, че детайлите на връзките са такива, че да не се развиват моменти, които могат да повлияят неблагоприятно на работата на конструкцията. Дългогодишният опит показва видовете детайли, които отговарят на този критерий и проектантът трябва да се позовава на стандартните връзки на съединенията в проста конструкция.

Непрекъснато проектиране на стоманена конструкция

При непрекъснато проектиране се приема, че свръзките са твърди и предават момента между елементите. Устойчивостта на рамката срещу люлеене е чрез действие на рамката (т.е. чрез огъване на греди и колони). Непрекъснатият дизайн е по-сложен от простия дизайн, поради което обикновено се използва софтуер за анализ на рамката. При проектирането на непрекъснати рамки трябва да се имат предвид реалистични комбинации от зареждане на шаблони.

Връзките между елементите трябва да имат различни характеристики в зависимост от това дали методът за проектиране на рамката е еластичен или пластмасов. При еластичния дизайн, свръзките трябва да притежават достатъчна ротационна коравина, за да гарантират, че разпределението на силите и моментите около рамката не се различават значително от изчислените. Съединението трябва да може да понася моментите, силите и срязванията, произтичащи от анализа на рамката.

При пластмасовия дизайн, при определяне на крайната товароносимост, силата (а не твърдостта) на съединението е от първостепенно значение. Здравината на съединението ще определи дали има пластмасови панти в свръзките или в елементите и ще има значителен ефект върху механизма на срутване. Ако в свръзките са предвидени панти, връзката трябва да бъде детайлизирана с достатъчна пластичност, за да поеме произтичащите ротации. Коравината на свръзките ще бъде важна при изчисляването на деформациите на гредата, деформациите на люлеене и стабилността на люлеене.

Полу-непрекъснато проектиране на стоманена конструкция

Истинският полунепрекъснат дизайн е по-сложен от обикновения или непрекъснатия дизайн, тъй като реалната съвместна реакция е по-реалистично представена. Аналитичните процедури за внимателно проследяване на истинското поведение на връзката са силно ангажирани и неподходящи за рутинно проектиране. Tъй като изискват използването на сложни компютърни програми.

Съществуват обаче две опростени процедури както за скоби, така и за рамки без скоби. Подпорните рамки са тези, при които устойчивостта на странични натоварвания се осигурява от система за укрепване или сърцевина; в несвързани рамки това съпротивление се генерира от огъващи моменти в колоните и гредите.