Γενικά περί κατάταξης κόμβων

[Pappos]

Ένα πρόβλημα που παρατηρείται στους κόμβους είναι και η συμπεριφορά αυτών ως προς την θεώρησή τους.
Γενικά θεωρούμε τρεις περιπτώσεις κόμβων.

1. αρθρωτοί κόμβοι
2. άκαμπτοι κόμβοι
3. ημιάκαμπτοι κόμβοι

Παρακάτω βλέπετε τους κόμβους ως προς την θεώρησή τους




στην πρώτη εικόνα από αριστερά έχουμε άκαμπτο κόμβο, στο μέσο αρθρωτό κόμβο και τέλος δεξιά ημιάκαμπτο κόμβο.

Στην πράξη τέτοιοι κόμβοι θεωρούνται οι παρακάτω




Αριστερά έχουμε την περίπτωση του αρθρωτού κόμβου, στο μέσο του άκαμπτου κόμβου και στο τέλος δεξιά τον ημιάκαμπτο κόμβο.
Με άλλα λόγια έχουμε την δυνατότητα μέσα από το πλαίσιο του Ευρωκώδικα 3 να κατατάξουμε τους κόμβους στις τρεις παραπάνω περιπτώσεις.

Για να μπορεί ο κόμβος να θεωρηθεί άκαμπτος, είναι κοινή πρακτική να εισάγουμε νευρώσεις στο υποστύλωμα. Ο Ευρωκώδικας 3 παρέχει τα μέσα για να ελέγξουμε άν αυτές οι νευρώσεις είναι πραγματικά απαραίτητες ώστε ο κόμβος να είναι άκαμπτος και να έχει επαρκή δυσκαμψία. Υπάρχουν περιπτώσεις στην πράξη που δεν απαιτούνται νευρώσεις και επομένως είναι δυνατός ο οικονομικότερος σχεδιασμός του κόμβου.

Όταν κόμβοι που θεωρήθηκαν αρθρωτοί βρεθούν αργότερα να έχουν σχετικά σημαντική δυσκαμψία (δηλαδή να είναι ημιάκαμπτοι), ο μελετητής μπορεί να είναι σε θέση να μειώσει το μέγεθος των δοκών. Αυτό οφείλεται απλώς στο γεγονός ότι οι ροπές που παραλαμβάνουν οι κόμβοι μειώνουν τις ροπές ανοίγματος των δοκών.

Λίγα λόγια για την περίπτωση που ο κόμβος είναι ημιάκαμπτος

Ο απλούστερος τρόπος για να προσομοιωθεί η συμπεριφορά αυτή είναι με ένα στροφικό ελατήριο μεταξύ των άκρων των δύο συνδεομένων μελών. Η στροφική δυσκαμψία S του ελατηρίου είναι η παράμετρος που συνδέει τη μεταβιβαζομένη ροπή Mj προς τη σχετική στροφή f, που είναι η διαφορά μεταξύ των δύο απόλυτων στροφών στα συνδεόμενα μέλη.

Όταν αυτή η στροφική δυσκαμψία S είναι μηδέν, ή όταν είναι σχετικά μικρή, ο κόμβος κατατάσσεται στην κατηγορία των αρθρωτών κόμβων. Αντίθετα, όταν η στροφική δυσκαμψία S είναι άπειρη, ή όταν είναι σχετικά υψηλή, ο κόμβος κατατάσσεται στην κατηγορία των άκαμπτων κόμβων. Σε όλες τις ενδιάμεσες περιπτώσεις, ο κόμβος ανήκει στην κατηγορία των ημιάκαμπτων κόμβων.

Σε ημιάκαμπτους κόμβους τα φορτία προκαλούν τόσο μια καμπτική ροπή Mj όσο και μια σχετική στροφή f μεταξύ των συνδεομένων μελών. Η ροπή και η σχετικά στροφή συνδέονται με μία καταστατική σχέση που εξαρτάται από τις ιδιότητες του κόμβου.
Πρέπει να γίνει κατανοητό, ότι η επίδραση της χρήσης ημιάκαμπτων κομβων αντί για αρθρωτούς ή άκαμπτους κατά τη στατική ανάλυση της κατασκευής μεταβάλλει όχι μόνο τις μετατοπίσεις, αλλά και την κατανομή και το μέγεθος των εντατικών μεγεθών σε όλη την κατασκευή.

Η κατάταξη από άποψη δυσκαμψίας σε άκαμπτους, ημιάκαμπτους και αρθρωτούς κόμβους γίνεται με απλή σύγκριση της δυσκαμψίας σχεδιασμού του κόμβου με δύο οριακές δυσκαμψίες. Για λόγους απλότητος τα όρια δυσκαμψίας έχουν υπολογιστεί έτσι ώστε να επιτρέπουν άμεση σύγκριση με την αρχική δυσκαμψία σχεδιασμού του κόμβου, όποιο και αν είναι το προσομοίωμα του κόμβου που χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την ανάλυση.


(συνεχίζεται...)