出版社：Moscow State University of Civil Engineering (MGSU)
摘要：Introduction. Rotational stiffness of a joint in modular building frames is the subject of this research. The stiffness of joints has a direct impact on the analysis of building structures. However, Russian design standards lack any clear instructions concerning this characteristic. Modular buildings have non-standard joints; therefore, it is necessary to study their rotational stiffness. The purpose of this work is to differentiate rigid joints, connecting a channel beam to a square pipe column, from semi-rigid ones. Materials and methods. Joints are classifed according to Eurocode 3, that sets the limits for pinned, rigid and semi-rigid joints. The component-based fnite element model implemented in the IDEA StatiCA software package is used to calculate the value of initial rotational stiffness. Two types of joints were studied: one that has an angle stiffener, and the other that has none. Results. The values of rotational stiffness of beam-column joints are obtained. It’s been identifed that the joints of spans, typical for modular buildings, having no angle stiffeners, should be classifed as semi-rigid and their rotational stiffness should be taken into account in designs. The variability of rotational stiffness of joints, having angle stiffeners, is nonlinear. If the dimensions of an angle stiffener are close to those of the cross section of a column, rotational stiffness rises steeply and joints turn rigid. Conclusions. A nomogram was made for various sections of channels and pipes having minimum angle stiffener dimensions, ensuring the rigidity of beam-column joints. The nomogram is recommended as a guidance for setting angle stiffener dimensions.
其他摘要：Введение. Предмет исследования — вращательная жесткость узлового соединения каркаса модульных зданий. жесткость узловых соединений оказывает непосредственное влияние на расчет строительных конструкций, однако в отечественных нормах проектирования отсутствуют прямые указания по данной характеристике. для модульных зданий характерны нетиповые узловые соединения, поэтому необходимо проводить исследования вращательной жесткости узлов. Цель данной работы — установление границ жестких и полужестких узлов соединения ригеля из швеллера и стойки из квадратной трубы модульных зданий. Материалы и методы. классификация узловых соединений принята согласно нормам Eurocode 3, который устанавливает границы для шарнирных, полужестких и жестких узлов. для вычисления значений начальной вращательной жесткости использован компонентный метод конечных элементов, реализованный в Пк IDEA StatiCA. рассмотрены варианты с непосредственным примыканием на сварке ригеля к стойке, а также соединения с дополнительным ребром жесткости. Результаты. Получены значения вращательных жесткостей крепления ригелей к стойкам. установлено, что при пролетах, характерных для модульных зданий, узлы с непосредственным примыканием швеллеров к стойкам из квадратных труб следует классифицировать в общем случае как полужесткие и учитывать их вращательную жесткость в расчетных схемах. для узлов с дополнительным ребром изменение вращательной жесткости крепления имеет нелинейный характер. При размерах ребра, близких к размерам сечения стойки, происходит резкое увеличение вращательной жесткости, и соединения переходят в класс жестких. Выводы. Построена номограмма для различных сечений швеллеров и квадратных труб с минимальными размерами ребер, при которых узел соединения ригеля со стойкой следует считать жестким. данную номограмму рекомендуется использовать при назначении размеров ребер жесткости.
