Obecně je nepraktické zajistit, aby se ocelové přípoje chovaly striktně jako kloubové nebo tuhé, a statici často zvykově volí jednu z těchto klasifikací. V mnoha případech je toto použití zcela srozumitelné a přijímané. V jiných situacích však může vést k závažným problémům.
Podívejte se na standardizovaný momentově únosný spoj (IM) a podívejte se, jak výběr výhradně mezi kloubovým a tuhým spojem může vést nejen k neekonomickým, ale také, co je ještě důležitější, k nebezpečným posudkům návrhu.
V programu RFEM od společnosti Dlubal Software nejprve použijeme addon Ocelové přípoje k ověření, zda výsledky počáteční tuhosti a momentové únosnosti odpovídají výsledkům uvedeným v publikaci „Standardizované ocelové přípoje v ocelových konstrukcích podle DIN EN 1993-1-8“. Výsledky vykazují značnou podobnost.
A nyní přejdeme k konstrukčnímu návrhu nosníku s nepřetržitým zatížením, který je připojen ke sloupu pomocí našeho spoje:
PŘÍPAD (A) – Neekonomický návrh
V případě zcela tuhého spoje přenáší spoj velký ohybový moment. Toto konstrukční použití snižuje ohybové napětí na nosníku, ale může vést k naddimenzování spoje.
Naopak u kloubového spoje může být spára sama o sobě adekvátní, ale nosník pravděpodobně selže kvůli významnému momentu, který vzniká uprostřed rozpětí.
V našem příkladu polotuhý spoj ideálně snižuje moment ve spáře, aniž by nadměrně zvyšoval moment uprostřed rozpětí na nepřijatelnou úroveň. Proto jsou jak spára, tak nosník navržen uspokojivě.
PŘÍPAD (B) – Nebezpečný návrh (přidání normálové síly v tahu)
Považování polotuhého spoje za kloub přehlíží ohybový moment, který ve skutečnosti vzniká. Toto přehlédnutí může vést k nebezpečnému návrhu, kdy je kapacita spoje významně namáhána pouze normálovými a smykovými silami. Následné ohybové momenty zvyšují využití spoje, což může vést k jeho neúčinnosti.
PŘÍPAD (C) – Nebezpečný návrh (delší nosník náchylnější k průhybu)
Předpoklad, že polotuhé spojení je tuhé, znamená, že spoj je tužší, než ve skutečnosti je. Tento předpoklad falešně zlepšuje podmínky pro nosník, který se pak méně ohýbá a vytváří menší návrhový ohybový moment podél svého rozpětí. Ve skutečnosti však spoj není tak tuhý, jak se předpokládá. Nosník pak vykazuje větší průhyb a momenty uprostřed rozpětí, což může vést k neuspokojivému výsledku v mezním stavu použitelnosti nebo nežádoucímu ovlivnění konstrukcí, na které nosník působí.
Databáze znalostí