Das Beispiel ist dem AISC Design Guide 24 – Beispiel 7.1 entnommen:
Die geschweißte HSS-Verbindung ist der durch ein diagonales Aussteifungsbauteil erzeugten axialen Zugkraft in der Platte ausgesetzt. Die Stütze ist axialen Druckkräften aus ständigen und veränderlichen Lasten von PD = 20,0 kips und PL = 60,0 kips ausgesetzt. Es ist zu bestimmen, ob die Verbindung als Stielplattenverbindung ausreichend ist oder ob eine durchgehende Plattenverbindung erforderlich ist. Die Verbindung wird unter der Wirkung der zur Stütze normalen Plattenkomponente nachgewiesen, da diese den maßgebenden Einfluss hat.
Ergebnisse im Design Guide
Die Stütze besteht aus dem Stahlgüte ASTM A500 Gr. B und die Platte aus Stahlgüte A36.
Die verfügbare Tragfähigkeit für den Grenzzustand der HSS-Gurtwandplastifizierung beträgt:
- 23,1 kips < 40 kips (LRFD)
- 12,5 kips < 25 kips (ASD)
Die Behandlung der Verbindung als Stielplattenverbindung ist nicht ausreichend.
Gurtwandplastifizierung unter Annahme einer durchgehenden Plattenverbindung:
- 46,2 kips > 40 kips (LRFD)
- 30,4 kips > 25 kips (ASD)
Die Verbindung ist ausreichend.
Charakteristische Tragfähigkeit für den Grenzzustand des Zugfließens der Platte:
- 64,8 kips > 40 kips (LRFD)
- 43,1 kips > 25 kips (ASD)
IDEA StatiCa Connection
IDEA StatiCa verwendet eine geometrisch und materiell nichtlineare Analyse für den Normnachweis von Hohlprofilverbindungen. Der Lastwiderstand wird anhand von vier Kriterien bestimmt:
- Erreichen der Tragfähigkeit eines beliebigen Normnachweises einer Komponente (Schweißnaht, Schraube usw.)
- Erreichen der 5%-Grenze der plastischen Dehnung von Platten
- Ende der Konvergenz (d. h. Beulversagen)
- Erreichen der 3%-Grenzverformung des Querschnitts
Weitere Informationen zur Analyse von Hohlprofilverbindungen finden Sie unter Verbindungen von Bauteilen mit Hohlprofilquerschnitten.
Es wird das Gleichgewicht der Lasten verwendet, um die Stütze mit einer Druckkraft zu belasten.
Die Ergebnisse sind wie folgt:
Durch Überlastung der Verbindung und Aktivierung der Funktion „Stop at limit strain" in den Code-Einstellungen kann der Lastwiderstand bestimmt werden. Er beträgt 27,35 kips für ASD und 39,65 kips für LRFD. Die Querschnittsverformung beträgt 2,3 % und nähert sich dem Grenzwert. Die Verbindung versagt durch Erreichen der 5%-Grenze der plastischen Dehnung des Hohlprofils.
Vergleich
Die Ergebnisse gemäß IDEA StatiCa Connection sind geringfügig konservativer. Einer der Hauptgründe ist der Sicherheits-(Widerstands-)faktor, der mit und für alle Platten in IDEA Connection verwendet wird. Es ist nicht möglich, unterschiedliche Sicherheits-(Widerstands-)faktoren in einem Modell zu verwenden.