Posouzení boulení vyztužených stěn v programu PLATE-BUCKLING

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Posouzení boulení vyztužených stěn představuje při návrhu konstrukcí specifický úkol. EN 1993‑1‑5 nabízí tři výpočetní metody, kterými lze daný úkol řešit:

  • Metoda účinného průřezu, [1], kap. 4-7
  • Metoda redukovaných napětí, [1], kap. 10
  • Analýza metodou konečných prvků (MKP), [1], příloha C

V programu PLATE-BUCKLING je implementována metoda redukovaného napětí. V tomto článku jsou uvedeny informace, které lze použít pro posouzení vyztužených panelů.

Stanovení hodnot boulení

Obecně existují dvě možnosti pro stanovení hodnot boulení vyztužených panelů. Nejdříve hodnoty můžeme získat přímo z diagramů pomocí existujících okrajových podmínek podle [2][3] , nebo zadruhé, můžeme provést výpočet vlastních čísel. Výpočet vlastních čísel stanoví kritické součinitele zatížení pro dané stávající napětí. Hodnoty vzpěru se pak vypočítají pomocí zpětného výpočtu s ohledem na ideální vzpěrné napětí.

Výběr tvaru rozhodujícího režimu

Vyhodnocení zjištěných tvarů je pro posouzení nezbytné. U vyztuženého panelu by měla být provedena analýza vzpěru a příslušný režim boulení zobrazí globální režim porušení. Na základě prvního určeného tvaru můžeme posoudit, zda nedochází k boulení subpanelu, dílce nebo vyztužené desky. V následujícím příkladu je znázorněn první tvar pro vybočení subpanelu nad a pod podélnou výztuhou.

Obr. 01 - Lokální boulení

V tomto okamžiku je třeba rozhodnout, zda se mají příslušné subpanely analyzovat samostatně, nebo zda má být z tvarů vyšších režimů vybrat tvar globálního režimu. Program PLATE-BUCKLING nabízí možnost počítat až 50 vlastních tvarů. Na následujícím obrázku je znázorněn režim boulení č. 17 pro globální selhání vyztuženého panelu.

Obr. 02 - Globální boulení

Stanovení kritického napětí při boulení

Na základě posouzení výztužné desky a pomocí odpovídajícího globálního tvaru lze provést výpočet kritických napětí při boulení podle [1] , přílohy A, pomocí hodnot boulení a kritického napětí při boulení.

Alternativně existují analytické vzorce pro výpočet kritického napětí při boulení uvedené v [1], příloze A. Při použití těchto vzorců by však měly být použity následující okrajové podmínky:

  • Nejméně tři podélné výztuhy, které lze použít jako ekvivalentní ortotropní desky
  • Jeden podélný výztuh v tlačené oblasti pole boulení
  • Dvě podélné výztuhy v tlačené oblasti pole boulení

Výpočetní metoda pro jednu nebo dvě podélné výztuhy v tlakové oblasti vychází z pružně podepřeného náhradního prutu. Kritická napětí při boulení stanovená extrapolací na okraj tlaku mají za následek kritická napětí při boulení na desce.

Příklad procesu posouzení

Tento proces posouzení použijeme v následujícím příkladu:

Obr. 03 - Příklad konstrukce

Jak jsme již zmínili, tvar prvního režimu zobrazuje lokální tvar boulení, a proto není rozhodující pro posouzení vyztužené desky. V tomto případě můžete nyní prozkoumat alternativní proces posouzení.

Možnost 1: Posouzení boulení na základě subpanelů nad a pod podélnou výztuhou
V samostatném návrhovém případě se v programu PLATE-BUCKLING zadá odpovídající subpanel s příslušnými rozměry, okrajovými podmínkami a zatíženími a následně se provede posouzení boulení pro neztužený panel boulení.

Obr. 04 - Posouzení jednotlivého pole

Možnost 2: Vzpěrná analýza rozhodujícího globálního tvaru tvaru subpanelu
Program PLATE-BUCKLING umožňuje nejen analýzu až 50 tvarů v režimu, ale může být také užitečný při všech příslušných posouzeních vzpěr. V následujícím příkladu se pro návrh subpanelu použije tvar rozhodujícího režimu (Režim č. 17).

Obr. 05 - Posouzení celého pole

Je třeba poznamenat, že jako alternativu k variantě 2 lze provést analýzu pomocí metody analytického výpočtu pro stanovení kritických napětí při boulení a boulení, jak je popsáno v příloze A.2. Vzhledem k tomu, že bylo možné jednoznačně definovat globální tvar tvaru subpanelu, není tento příklad v tomto případě nutný.

Shrnutí

Ruční výpočty výztužných panelů jsou velmi složité a bez numerických výpočtů mnohdy není možné. Program PLATE-BUCKLING poskytuje řešení pro tyto potřeby a umožňuje efektivní posouzení boulení.

Literatura

[1]  DIN EN 1993-1-5, Eurokód 3: Posouzení ocelových konstrukcí - Část 1-5: Plátované konstrukční prvky
[2]  Klöppel, K.; Scheer, J.: Beulwerte ausgesteifter Rechteckplatten, Band 1. Berlín: Wilhelm Ernst & Sohn, 1960
[3]  Klöppel, K.; Möller, J. Beulwerte ausgesteifter Rechteckplatten, Band 2. Berlín: Wilhelm Ernst & Sohn, 1968

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RFEM Ocelové a hliníkové konstrukce
RF-PLATE-BUCKLING 5.xx

Přídavný modul

Posouzení boulení vyztužených i nevyztužených desek

Cena za první licenci
900,00 USD
Samostatné Ocelové konstrukce
PLATE-BUCKLING 8.xx - Stand-Alone

Samostatný program

Posouzení boulení vyztužených i nevyztužených desek

Cena za první licenci
900,00 USD