Component method extension to steel beam‐to‐beam and beam‐to‐column knee joints under bending and axial forces

Abstract

This paper presents an analysis of semi‐rigid beam‐to‐beam end‐plate bolted and beam‐to‐column end‐plate bolted knee joints that are subjected to bending and tension or compression axial force. Usually the influence of axial force on joint rigidity is neglected. According to EC3, the axial load, which is less than 10% of plastic resistance of the connected member under axial force, may be disregarded in the design of joint. Actually the level of axial forces in joints of structures may be significant and has a significant influence on joint rigidity. One of the most popular practical method permitting the determination of rigidity and strength of joint is the so‐called component method. The extension of the component method for evaluating the influence of bending moment and axial force on the rigidity and strength of the joint are presented in the paper. The numerical results of calculations of rigidity and strength of beam‐to‐beam and beam‐to‐column knee joints are presented in this paper as well.

Komponentų metodo taikymas sijų-sijų ir alkūniniams sijų-kolonų su galine plokštele mazgams, veikiamiems lenkimo momento ir ašinės jėgos

Santrauka. Nagrinėjami pusiau standūs sijų‐sijų su galine plokštele ir alkūniniai sijų‐kolonų su galine plokštele varžtiniai mazgai, veikiami lenkimo momento ir ašinės jėgos. Teigiama, kad ašines jėgos įtaka mazgo standumui yra nežymi. Pagal EC3 ašine jėga, mažesnė nei 10% nuo plastinio sujungiamų elementų atsparumo ašinei jėgai, projektuojant mazgą gali būti nevertinama. Realiai ašinės jėgos dydis konstrukcijų kai kurių tipų mazguose gali būti reikšmingas ir turėti didelės įtakos mazgo standumui bei stiprumui. Vienas iš populiariausių praktinių metodų, leidžiančių nustatyti mazgo standumą ir stiprumą, vertinant tik lenkimo momento įtaką, yra komponentų metodas. Pateiktas šio metodo taikymas mazgų standumui ir stiprumui skaičiuoti, įvertinant lenkimo momento ir ašinės jėgos poveikį. Pateikti sijų‐sijų su galine plokštele ir alkūninių sijų‐kolonų su galine plokštele mazgų skaičiavimo rezultatai.

Raktiniai žodžiai: plieninės konstrukcijos, pusiau standūs mazgai, sijos‐sijos mazgas, sijos‐kolonos alkūninis mazgas, lenkimo momentas ir ašinė jėga, komponentų metodas, momento‐pasisukimo kreivė, stiprumas.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : steel structures, semi‐rigid joints, beam‐to‐beam joints, beam‐to‐column knee joints, bending and axial forces, component method, moment‐rotation curve, strength