scharnierfase

Scharnierfase is een term uit de structurele engineering die verwijst naar een fase in de inelastic respons van een constructieonderdeel onder belasting, waarin plastische scharnieren ontstaan. Een plastische scharnier is een zone waar grote plastische vervormingen voorkomen en waar het moment tijdelijk kan blijven aansluiten bij een capaciteit, terwijl het materiaal lokaal buigt en roteert.

Tijdens de scharnierfase verschuift de structuur geleidelijk van een elastisch naar een inelastisch gedrag. Plastische scharnieren vormen zich op plaatsen met hoge buigmomenten, zoals aan knopen of halverwege een balk. Naarmate de last toeneemt, ontstaan er meer scharnieren en kan een mechanisme ontstaan waarbij delen van de constructie als een rigid body draaien. De fase wordt gekenmerkt door een afname van stijfheid en een toename van energie-dissipatie door plastische vervorming.

Belang en toepassingen: de scharnierfase is fundamenteel voor plastische analyse en ontwerp. Door rekening te houden met plastische scharnieren kunnen bouwdelen veilig en voorspelbaar scheuren en dragen bij aan een ductiele (buigzame) in plaats van een plots falen. In seismisch ontwerp wordt gestreefd naar gecontroleerde vorming van scharnieren op gewenste locaties, zodat de structurele kans op plotse instorting wordt beperkt en de energie-inname toeneemt.

Samengevat beschrijft de scharnierfase het stadium waarin plastische scharnieren zich vormen en de muurkasten die buiging mogelijk maken, waardoor de constructie een ductiele reactie kan vertonen tot uiteindelijk een volledige mechanismen ontstaan.