Odpowiedź:
Umieszczenie usztywnienia w sztywnym połączeniu ramy początkowo wpływa na nośność połączenia.
Aby to zilustrować, poniższy rysunek przedstawia porównanie 5 połączeń, które są zasadniczo takie same konstrukcyjnie i różnią się tylko usztywnieniami na pasach dźwigara.
Pierwsze rozpatrywane połączenie jest obliczane bez usztywnień na zewnętrznych krawędziach pasa, a kolejne z usztywnieniami wielkości 5; 8; Grubość 20 i 30 mm.
W tym przypadku można określić wzrost maksymalnego pochłanialnego momentu o 12-33%.
Począwszy od grubości płyty wynoszącej 20 mm, maksymalny moment nośny nie wzrasta, ponieważ w połączonej belce zawsze zostają przekroczone maksymalne odkształcenia graniczne.
Ponadto usztywnienia mają wpływ na sztywność obrotową połączenia i związany z tym wpływ na odkształcenia całej konstrukcji.
Aby zilustrować wpływ usztywnień na odkształcenie całej konstrukcji, utworzono trzy konfiguracje połączeń, które są następujące: geometria płyt i belek oraz ich materiały są identyczne, ale w wersji bez usztywnień, z usztywnieniami o grubości 5 mm, oraz z elementami usztywniającymi o grubości 30 mm.
Dla uproszczenia, wyznaczone sztywności obrotowe konfiguracji połączenia są stosowane jednakowo we wszystkich węzłach konstrukcji ramy (po bliższym przyjrzeniu się, w przypadku połączeń identycznych konstrukcyjnie, również byłyby różne, ponieważ sztywność obrotowa zależy od stosunku maksymalnego momentu działającego na maksymalny moment obliczeniowy połączenia).
Połączenie bez usztywnień ma sztywność obrotową równą 138 [MNm/rad].
W przypadku połączenia z elementami usztywniającymi o grubości 5 mm sztywność obrotowa wynosi 181 [MNm/rad], a w przypadku konfiguracji połączenia z elementami usztywniającymi o grubości 30 mm 217 [MNm/rad]. Jako kolejny model porównawczy, zamodelowano całą konstrukcję za pomocą całkowicie połączonych sztywno belek.
Jak pokazano na rysunku poniżej, maksymalne przemieszczenia poziome wynoszą od 57 mm dla połączenia bez usztywnień; 55 mm dla sztywności 5 mm; 54 mm dla sztywności 30 mm i 48 mm po pominięciu sztywności obrotowej (całkowita sztywność).
