- F.3.1 Metoda váženého průměru
Jedná se o nejběžnější metodu používanou v příkladech ADM a také o přednastavenou volbu v programu RFEM 6. Metoda váženého průměru kombinuje pevnosti stanovené zvlášť pro každý prvek pomocí rovnice F.3-1 z ADM 2020 [1].
- F.3.2 Přímá pevnostní metoda
V této metodě se pevnost při lokálním boulení průřezu jako celku stanoví pomocí analýzy, která přímo zahrnuje interakci prvků. Tato metoda je ze všech tří metod nejpřesnější a nejkomplexnější.
- F.3.3 Metoda hraničních prvků
Tato metoda omezuje pevnost prutu v ohybu na základě nejnižší pevnosti při lokálním boulení všech prvků. Tato metoda je často méně přesná a konzervativnější, protože nezohledňuje interakci mezi prvky.
Všemi třemi metodami uvedenými v článku F.3 Lokální boulení se dosud určovala pevnost při lokálním boulení se zřetelem k článkům B.5.4 a B.5.5. Tyto články stanovují pevnost prvků v prostém tlaku a prvků v tlaku a ohybu. Kromě poměru šířky a tloušťky b/t má na stabilitu při lokálním boulení vliv to, zda je prvek podepřen na jednom konci nebo na obou koncích.
Porovnání výsledků získaných třemi různými metodami v programu RFEM
Pevnost při lokálním boulení hliníkového nosníku v příkladu 3 v ADM je porovnána s výsledky různých výše popsaných metod v programu RFEM.
Pro 16 stop dlouhý nosník byl použit průřez AW 5 x 3,70 a materiál 6061-T6 (B221). Nosník má spojitou příčnou podporu a svislé podpory v rozestupech 4,0 stopy. Je zatížen rovnoměrným vlastním zatížením 4,50 k/ft (obrázek 2).
Průřezové charakteristiky jsou znázorněny na obrázku 3.
Pro stanovení jmenovité ohybové pevnosti prutu je zapotřebí napětí při lokálním boulení na pásnici a stojině.
Napětí při lokálním boulení na pásnici
Pásnice (plochý prvek podepřený na jednom okraji) je rovnoměrně zatížena tlakem. Její lokální boulení se stanoví podle kapitoly B.5.4.1.
Poměrná štíhlost b/t se rovná [(3,5 in -0,19 in - 2*0,30 in)/2] / 0,32 in = 4,234
Součinitel štíhlosti λ1 = 6,7 lze najít na základě rovnice uvedené v článku B.5.4.1 nebo přímo v tabulce 2-19 v části VI.
Protože b/t = 4,234 je menší než λ1 = 6,7, převládá mezní stav tečení. Proto je konstantní napětí v tlaku Fc = Fcy = 35,0 ksi (tabulka A.4.1 & tabulka A.4.3).
Napětí při lokálním boulení na stojině
Stojina (plochý prvek podepřený na dvou okrajích) je namáhána ohybovým tlakem. Její lokální boulení se stanoví podle kapitoly B.5.5.1.
Poměrná štíhlost b/t se rovná [(5,0 in -2*0,32 in -2*0,3 in)] / 0,19 in = 19,789
Součinitel štíhlosti λ1 = 33,1 lze najít na základě rovnice uvedené v článku B.5.5.1 nebo přímo v tabulce 2-19 v části VI.
Protože b/t = 19,789 je menší než λ1 = 33,1, převládá mezní stav tečení. Proto je konstantní napětí v ohybu Fb = 1,5*Fcy = 1,5*35,0 ksi = 52,5 ksi (tabulka A.4.1 & tabulka A.4.3).
V detailech posudku v programu RFEM 6 jsou pro každou metodu uvedeny použité rovnice a odkazy. Výsledky každé metody lze snadno ověřit.
- Jmenovitá pevnost v ohybu Mnlb Metodou váženého průměru podle F.3.1
- Jmenovitá pevnost v ohybu Mnlb Přímou pevnostní metodou podle F.3.2
- Jmenovitá pevnost v ohybu Mnlb Metodou hraničních prvků podle F.3.3
Jedná se o metodu použitou v příkladu 3 [1]. Nepatrný rozdíl ve využití pochází z rovnice nosníku, která je použita pro stanovení maximálního požadovaného ohybového momentu.
Závěr
V našem příkladu jsou využití při metodě váženého průměru a přímé pevnostní metodě téměř shodná (0,657 a 0,662). A podle očekávání je metoda hraničních prvků nejkonzervativnější a má nejvyšší využití (0,749).
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)