Steel structures joints and influence of joints rotational stiffness on frame

Teräsrakenteiden suunnittelussa rakennesuunnittelija joutuu ottamaan huomioon useita eri seikkoja jotka ohjaavat suunnittelutyön etenemistä ja vaikuttavat suunnittelutyön lopputulokseen. Euroopassa käyttöön otetut Eurokoodit antavat reunaehdot mitoitustyölle alkaen kuormituksista aina yksityiskohtaisiin rakenneosien mitoitusohjeisiin. Eurokoodit on hyvin laaja kokonaisuus standardeja, joissa on viittauksia muihin standardeihin. Taitava suunnittelija joutuu hallitsemaan suuren määrän eri standardeja ja määräyksiä jotta suunnittelutyö on yleensä mahdollista. Lisäksi tarvitaan vahvaa soveltamiskykyä jotta taloudellisia ja käytännöllisiä rakenteita on mahdollista suunnitella. Rakennesuunnittelussa taloudellisen rakenteen saavuttamiseksi merkittävä seikka on koko rakenteen analyysimallissa käytettävät liitosten kiertymäjäykkyydet. Usein suunnittelijat ovat tottuneet olettamaan sauvojen väliset liitokset nivelellisiksi, jolloin niillä ei ole lainkaan kykyä siirtää momenttia. Tämä on helppo ja suoraviivainen tapa rakentaa laskentamalli, ja tiettyjen reunaehtojen täyttyessä usein täysin hyväksyttävä tapa toimia. Kuitenkin hyvin yksinkertaisilla liitosdetaljeilla on mahdollista saada liitokselle jonkin verran kiertymäjäykkyyttä, jolla on useimmiten edullinen vaikutus koko rakenteen voimasuureiden jakautumiseen ja siten myös sauvojen mitoitukseen. Tässä työssä on käsitelty liitosten suunnittelua ohjaavia standardeja siten että aluksi on käsitelty liitosten suunnittelua ohjaavaa standardijärjestelmää ja luetteloimalla tärkeimpiä teräsrakenteiden suunnittelussa tarvittavia standardeja. Sen lisäksi liitoksissa käytettävistä tuotteista, pääasiassa ruuvikokoonpanoista, on koottu standardien pohjalta tietoa. Liitosten komponenttien mitoitusta on esitetty myös. Tärkeimpänä osana tässä työssä on käsitelty liitosten kiertymäjäykkyyden vaikutusta koko rakenteen analyysimallin rakentamisessa ja laskemisessa. Kiertymäjäykkyyden mallintaminen eri analyysityypeissä on käsitelty sekä esitetty perusteita nivelellisen rakennemallin käyttöön. Lopuksi on tehty yhdelle kehälle vertailulaskelmia käyttäen eri liitostyyppejä. Tästä tuloksena on saatu että joustavien liitosten käyttäminen johtaa taloudelliseen rakenteeseen. Samalla liitosten detaljiikka on mahdollista pitää kohtuullisen yksinkertaisena, jolloin rakenteen kokonaiskustannuksissa saavutetaan optimaalinen ratkaisu