Расчет ПУ ПФИ по ADM 2020 п. F.4 в RFEM 6

Руководство по проектированию алюминиевых конструкций 2020 (ADM 2020) [1] содержит основные рекомендации и требования к проектированию для инженеров и проектировщиков, работающих с алюминиевыми конструкциями. Методы расчета упругого момента ПФИ (M_e ) содержатся в ADM 2020 [1]. В нем описано, какие уравнения необходимо использовать и выполнять, чтобы алюминиевые конструкции были защищены от этой формы неустойчивости.

RFEM 6 ссылается на тип сечения и внутренние силы, рассчитанные в статическом расчёте, а аддон Aluminum Design применяет эти результаты к уравнениям из ADM 2020 [1]. Более того, уравнения из п. F.4 [1] для ПУ ПФИ. В п. F.4 [1], применяемый для классификации сечения стержня и расчета ПУ ПФИ (λ). Если применяется более одного сечения, необходимо применить любое применимое сечение.

Классификация сечений в расчете с ПФИ

Разд. В F.4 [1] классифицированы алюминиевые сечения в зависимости от того, являются ли они симметричными или несимметричными относительно оси изгиба, замкнутыми или прямоугольными стержневыми сечениями. В следующих разделах нашей статьи будут представлены различные сечения с объяснением, где они подпадают под действие п. F.4 [1]. Затем следует, как они рассчитаны в RFEM 6. Проведем простое сравнение между ADM 2020 [1] и RFEM 6. На рисунке ниже каждый пример показывает правильную проверку кода и сравнивает его с проверкой кода, используемой в RFEM 6.

Таблица сечений и соответствующая проверка

Сечения, симметричные по одной оси

Сечение, симметричное по одной оси, - это сечение, которое может быть идеально отражено вокруг его изгибающей или неизгибающей оси. Примерами стандартных профилей, симметричных по одной оси, являются тавровые и швеллерные профили.

Гибкость для данных типов профилей определяется в соответствии с п. F.4.2.1 [1], который предназначен для форм, симметричных вокруг оси изгиба. Если сечение несимметрично относительно оси изгиба, то оно должно быть проверено по п. F.4.2.5 [1].

В прилагаемой модели RFEM 6 швеллерный профиль (стержень № 1) смоделирован как простая опёртая балка с равномерной нагрузкой. Сечения, симметричные вокруг оси изгиба, рассчитываются по п. F.4.2.1 [1] с использованием аддона Расчёт алюминиевых конструкций.

Двойно симметричные сечения

Сечение с двойной симметрией - это сечение, которое можно идеально отзеркалить вокруг его изгибающей и неизгибающей оси. Примерами стандартных профилей, которые являются симметричными по двум осям, являются двутавры, а также прямоугольные и круглые пустотелые профили.

ПУ ПФИ для стандартного двутавра должен быть рассчитан по п. F.4.2.1 [1], но также могут быть рассчитаны по п. F.4.2.5 [1], поскольку она может быть симметричной или несимметричной относительно своей оси изгиба при приложении боковой нагрузки.

В прилагаемой модели RFEM 6 смоделирован двутавр, симметричный по двум осям (стержень № 4), как простая опёртая балка, к которой приложена равномерная боковая нагрузка. Данный тип сечения рассчитывается в соответствии с гл. F.4.2.1 [1], поскольку боковая нагрузка в любом из направлений первой оси всегда симметрична относительно оси изгиба.

Несимметричные сечения

Несимметричное сечение - это сечение, которое не может быть идеально отзеркалено ни вокруг его изгибающей, ни вокруг неизгибающей оси. Примером стандартного сечения, которое считается несимметричным относительно обеих своих осей, является Z-профиль.

ПУ ПФИ для этого сечения следует рассчитать только по п. F.4.2.5 [1] Любая форма. С помощью этого сечения определяется значение гибкости и упругий ПФИ для несимметричных сечений.

В прилагаемой модели RFEM 6 Z-профиль (CF 4ZU1.25x075) (стержень № 5) смоделирован как простая опёртая балка с равномерной нагрузкой. В аддоне Расчёт алюминиевых конструкций эта форма рассчитывается в соответствии с п. F.4.2.5 [1] по отношению к ПУ ПФИ.

Замкнутые профили

Замкнутое сечение - это форма конструкции, в которой периметр сечения полностью замкнут. Типичным примером замкнутого профиля для алюминиевого стержня является прямоугольная трубка или пустотелый прямоугольный профиль. В данном случае форма сечения напоминает прямоугольник, но он ограничен со всех сторон, образуя трубчатую конструкцию.

При расчете LTB для замкнутого сечения гибкость должна определяться согласно п. F.4.2.3 [1] Замкнутые формы.

В прилагаемой модели RFEM 6 смоделирован квадратный пустотелый профиль (стержень № 6) как простая опёртая балка с заданным для него равномерным распределением. При расчете по ADM 2020 в аддоне Расчёт алюминиевых конструкций,ПУ ПФИ рассчитывается по п. F.4.2.3 [1] Замкнутые сечения для определения Коэффициента гибкости (λ).

Прямоугольные стержни

Плоский прямоугольный профиль стержня представляет собой геометрическую форму, длинную и узкую, с плоской поверхностью и прямоугольными сторонами.

Разд. F.4.2.4 [1] следует применить для расчета гибкости плоского прямоугольного стержня для нахождения критического момента потери устойчивости.

В прилагаемой модели RFEM 6 смоделирован прямоугольный стержень (стержень № 7) как простая опёртая балка с боковой равномерной нагрузкой. Она рассчитывается по уравнениям п. F.4 [1], а гибкость рассчитывается по уравнению F.4-7 по п. F.4.2.4 [1].

Заключение

Расчет LTB по норме ADM 2020 п. F.4 [1] требует, чтобы инженер определил, к какому подразделению относится их сечение для определения гибкости и других характеристик сечения. Основные категории для этого разделены по форме и симметрии. Симметрично или несимметрично относительно оси изгиба, является ли сечение замкнутым/открытым или если это прямоугольный стержень.

В программе RFEM 6 аддон Расчёт алюминиевых конструкций классифицирует сечения так же, как описано в п. F.4 [1]. Норматив расчета ADM 2020 необходимо выбрать во вкладке Норма I в разделе «Основные данные». Наконец, в разделе «Полезные длины в расчетных параметрах стержня» глава F. должны быть выбраны. Наконец, при тех же параметрах можно рассчитать коэффициент модификации (C_b ) согласно п. F.4.1.

Основные данные - норма I

Стержень - расчетные параметры