Połączenia są krytyczne w stalowych budynkach konstrukcyjnych dla przenoszenia sił z elementu na element. Połączenia muszą być zaprojektowane z zachowaniem bezpieczeństwa i w celu zapewnienia, że spełniają zamierzoną funkcję.
Inżynierowie mają do dyspozycji wiele zasobów do projektowania połączeń o typowych konfiguracjach i obciążeniach. Jednak projektanci połączeń często napotykają konfiguracje i warunki obciążenia, dla których dostępne wytyczne są ograniczone. W takich przypadkach projektowanie metodą zaawansowanej analizy niesprężystej może być szczególnie korzystne.
IDEA StatiCa to oprogramowanie do projektowania połączeń stalowych metodą zaawansowanej analizy niesprężystej. W tym oprogramowaniu niektóre stany graniczne są uwzględniane w taki sam sposób jak standardowe równania nośności, podczas gdy inne nie są.
Stan graniczny zerwania rozciąganego przekroju netto należy do najbardziej podstawowych stanów granicznych, które nie są uwzględniane przy użyciu standardowych równań nośności. Nie jest konieczne stosowanie standardowych równań nośności w projektowaniu metodą zaawansowanej analizy niesprężystej, jeżeli analiza zapewnia porównywalny lub wyższy poziom niezawodności.
Do tej pory nie przeprowadzono żadnej rygorystycznej analizy niezawodności, która wykazałaby, że IDEA StatiCa i leżąca u jej podstaw metoda elementów skończonych oparta na komponentach zapewniają porównywalny lub wyższy poziom niezawodności niż standardowe równania nośności. Taka analiza niezawodności została przeprowadzona w niniejszej pracy dla stanu granicznego zerwania rozciąganego.
Przeanalizowano dane z setek wcześniej opublikowanych wyników badań doświadczalnych wykazujących zerwanie rozciągane w różnych typach połączeń. Nośności uzyskane zarówno ze standardowych równań, jak i z IDEA StatiCa zostały porównane z nośnościami uzyskanymi doświadczalnie oraz ze sobą nawzajem. Na podstawie wyników porównań nośności przeprowadzono analizę niezawodności metodą symulacji Monte Carlo. Dodatkowo skwantyfikowano wrażliwość nośności obliczonej przez IDEA StatiCa na parametry siatki i granicę odkształcenia plastycznego.
Wyniki wskazują, że IDEA StatiCa w większości przypadków zapewnia porównywalny lub wyższy poziom niezawodności niż standardowe równania nośności. Przypadki, w których tak nie jest, zostały zidentyfikowane, a opcje modyfikacji zostały zalecone.
Udokumentowanie poziomu bezpieczeństwa zapewnianego przez IDEA StatiCa dla stanu granicznego zerwania rozciąganego, przedstawione w niniejszej pracy, wzbudzi zaufanie do ogólnego podejścia i umożliwi szersze stosowanie tego pomocnego narzędzia.