Valutazione delle deformate critiche locali e globali con RSBUCK per la determinazione della lunghezza d'inflessione libera

Articolo tecnico

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Quando si esegue l'analisi di stabiltà delle aste con il metodo dell'asta equivalente, considerando le forze interne secondo l'analisi lineare statica, è importante determinare le lunghezze equivalenti delle aste.

Sfondo teorico

Le snellezze e i fattori di riduzione da essi determinati sono determinati nell'analisi di instabilità flessionale secondo EN 1993-1-1, capitolo 6.3, tenendo conto del carico critico ideale Ncr . Questo carico critico viene determinato analiticamente nel modulo aggiuntivo STEEL EC3 utilizzando la lunghezza effettiva di regolazione. Per i sistemi semplici, ad esempio, i quattro casi di Eulero sono noti qui.

Figura 01 - Casi euleriani

Per i sistemi più complessi, la stima della lunghezza effettiva non è più così banale. Qui, l'utente può utilizzare RSBUCK.

Un fattore di carico critico è determinato per il sistema. Questo viene moltiplicato per le forze normali delle aste per ottenere i carichi critici. Con la formula di instabilità convertita Ncr = E ∙ I ∙ π²/Lcr , si determinano le lunghezze di instabilità corrispondenti per l'instabilità attorno ad entrambi gli assi. Infine, i coefficienti di lunghezza di instabilità possono essere determinati dalla relazione kcr = Lcr/L.

Forme di modalità globale e locale in RSBUCK

Utilizzando una semplice cornice, verranno spiegate la determinazione delle forme modali e la valutazione corretta.

Figura 02 - Telaio

Nel calcolare la forma di instabilità e quindi le lunghezze di instabilità, il carico gioca un ruolo cruciale: I valori di instabilità dipendono non solo dal modello strutturale, ma anche dal rapporto tra le forze assiali e il carico critico totale Ncr. Le lunghezze effettive possono essere calcolate solo per aste con forze di compressione. La distribuzione dei carichi nell'intero sistema influenza anche la determinazione dei fattori critici. Utilizzando la valutazione grafica delle singole forme della modalità, è possibile vedere se la forma della modalità è globale o locale. Se il carico critico più sfavorevole è il carico critico di un singolo elemento, questo è chiaramente mostrato nel grafico. In questo caso, i risultati sono inutili per tutti gli altri membri e non devono essere valutati.

Nell'esempio, la prima forma modale con un fattore di carico critico di 5,32 descrive la deflessione globale del telaio nel piano del telaio. La seconda forma modale con un fattore di carico critico di 11,42 descrive la deflessione locale della colonna sinistra dal piano del telaio (instabilità attorno all'asse minore z).

Figura 03 - Autovalori

Membri divisi

Quando si valutano le lunghezze effettive e i coefficienti di lunghezza effettivi, si deve considerare una divisione delle aste. Nell'esempio, la colonna di sinistra del frame è composta da due aste singole. Per motivi tecnici, la colonna è stata divisa nel mezzo. Se consideriamo ora la modalità di eigenmode locale numero 2, questo è in realtà il tipico caso di Eulero n. 2 e nei risultati è previsto un fattore diinstabilità kcr, z = 1,0. Tuttavia, la finestra dei risultati 2.1 del modulo aggiuntivo mostra un fattore di lunghezza di instabilità kcr, z = 2.0 per i due "elementi parziali" della colonna.

Ciò può essere facilmente spiegato dalle relazioni fornite in "Background teorico". Per la colonna totale, la lunghezza di instabilità in questo caso è uguale alla lunghezza della colonna e quindi il fattore di lunghezza di instabilità di 1. Tuttavia, poiché i singoli elementi sono valutati in RSBUCK, kcr = Lcr/L con L = 0,5 ∙ lunghezza della colonna risulta un fattore di instabilità di 2,0.

I coefficienti di inclinazione per le aste continue non possono essere determinati direttamente con RSBUCK. Qui è possibile valutare i risultati dei singoli membri. L'elemento per il qualeviene emesso il carico di instabilità più piccolo Ncr può essere considerato come governante per la tensione continua dell'elemento. I valori di kcr possono quindi essere determinati dalla lunghezza di instabilità di questo elemento e dalla lunghezza totale della tensione dell'elemento.

Figura 04 - Lunghezza di libera inflessione

Parole chiave

Progetto di stabilità metodo dell'asta equivalente Deformata modale carico critico

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