Długości efektywne

Definicja długości wyboczeniowych jest niezbędna do obliczenia krytycznego obciążenia dla utraty stateczności.

Po przypisaniu długości wyboczeniowej do obiektu do zaprojektowania, ustawienia te oraz długości wyboczeniowe są brane pod uwagę podczas obliczeń stateczności. Jeśli nie została zdefiniowana żadna długość wyboczeniowa, ale weryfikacja stateczności jest aktywowana, w wyniku dane jest ostrzeżenie (zobacz również tabela wyników Błędy & Ostrzeżenia).

Podstawy

W zakładce 'Podstawy' można dokonać podstawowych ustaleń. Wpis współczynników długości wyboczeniowych oraz definicja uwzględnionych podpór węzłowych odbywa się w zakładce Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe. Możliwości wejściowe są dostosowywane zgodnie z wybraną normą projektową, dlatego nie zawsze wszystkie opcje są dostępne. Wybór normy projektowej odbywa się w podstawowych ustawieniach modelu, patrz również Normy I.

Sposób określenia

Ustal za pomocą pól wyboru, które formy utraty stateczności pręta lub zbioru prętów mają zostać sprawdzone. Pod obciążeniem ściskającym może przeważać wyboczenie giętne wokół silnej lub słabej osi, jak również wyboczenie skrętne. W przypadku niesymetrycznych przekrojów z obciążeniem ściskającym analizowane jest również wyboczenie giętno-skrętne pod czystym obciążeniem ściskającym jako kombinacja wyboczenia giętnego i skrętnego.

Opcja 'Wyboczenie giętno-skrętne' aktywuje sprawdzenie wyboczenia giętno-skrętnego pod obciążeniem giętnym. W zależności od wybranej normy projektowej dostępne są różne metody obliczania krytycznego momentu wyboczeniowego giętno-skrętnego M_cr. Metoda wartości własnej jest domyślnie ustawiona. Jeśli chcesz ręcznie określić wartość, aktywuj opcję 'Użytkownika'. Dla niektórych norm dostępne są inne możliwości wyboru. Na przykład, w przypadku projektowania zgodnie z ADM 2020, idealny krytyczny moment może zostać określony zgodnie z rozdziałem F.

Osie wyboczenia

Zazwyczaj analiza wyboczenia odbywa się wokół 'głównych osi przekroju y/u i z/v'. Jednak w przypadku niesymetrycznych przekrojów może być konieczne, obok osi u i v, rozważenie także wyboczenia giętnego wokół 'osi przekroju y i z'. Ten przypadek szczególny ma znaczenie na przykład przy weryfikacji profili kątowych w masztach kratownicowych.

Typ pręta

Niektóre normy projektowe rozróżniają w weryfikacji stateczności różne typy struktury. W zależności od wybranej normy możesz sklasyfikować pręt w tej sekcji jako na przykład wspornik lub belkę z podparciem z obu stron.

Typ współczynników długości wyboczeniowych

Amerykańskie normy projektowe rozróżniają wartości teoretyczne i zalecane dla współczynników długości wyboczeniowej. Współczynniki długości wyboczeniowej, które można zdefiniować jako szablon dla np. prętów jednostronnie zaciśniętych, są dostosowywane zgodnie z wyborem.

Opcje

Za pomocą pola wyboru 'Importuj z analizy stateczności' istnieje możliwość przyjęcia współczynników długości wyboczeniowych na podstawie form wyboczeniowych. Odpowiednie dane można wprowadzić w dodatkowej zakładce 'Importuj z analizy stateczności' (zobacz obrazek Importuj długość wyboczeniową).

Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe

Podpory węzłowe

Wprowadzając podpory węzłowe, definiujesz warunki brzegowe dla weryfikacji wyboczenia giętno-skrętnego. Dodatkowo podpory węzłowe są używane do podziału pręta lub zbioru prętów na segmenty.

Do definicji podpór możesz wybrać typowe warianty z listy po lewej stronie lub aktywować (stała podpora) lub dezaktywować (brak podparcia) przyciski w komórkach indywidualnie.

Oprócz stałego lub luźnego podparcia możliwe są wartości sprężyste dla niektórych kierunków, użyj w tym celu menu kontekstowego komórki. Sztywność sprężystą można wprowadzić w sekcji Podpory węzłowe - Dodatkowe dane.

Możesz zdefiniować warunki podporowe na początku, końcu oraz w węzłach pośrednich. Węzły pośrednie to standardowe węzły pomiędzy prętami w zbiorze prętów i 'węzły na prętach' (patrz rozdział Węzły w podreczniku RFEM).

Definicja węzłów pośrednich nie odbywa się poprzez numery węzłów, lecz przez kolejność na pręcie: .1 oznacza pierwszy węzeł pośredni od początku pręta, .2 oznacza drugi itd. Jeśli pręt, do którego przypisana jest ta długość wyboczeniowa, ma więcej lub mniej węzłów pośrednich, uwzględnienie odbywa się począwszy od początku pręta, a nadmiarowe dane wejściowe lub węzły są ignorowane.

Przycisk dodaje nowy węzeł pośredni powyżej zaznaczonego wiersza. Aby usunąć węzeł pośredni, zaznacz wiersz i kliknij przycisk . Menu kontekstowe tabeli oferuje również możliwości edycji wierszy. Za pomocą lewego przycisku można wybrać pręt lub zbiór prętów w modelu, a liczba węzłów pośrednich na tym zbiorze prętów zostanie automatycznie przeniesiona do tabeli. Jeśli długość wyboczeniowa została już przypisana do pręta lub zbioru prętów, można wybrać węzeł za pomocą prawego przycisku . W tabeli podpór węzłowych automatycznie zaznaczany jest wiersz odpowiadający pośredniej podporze (o ile istnieje).

Współczynniki długości wyboczeniowych

Tabela 'Współczynniki długości wyboczeniowych' jest dostosowana do liczby podpór węzłowych. Jeśli nie zdefiniowano węzłów pośrednich, istnieje tylko jeden 'segment'. Możesz dostosować współczynniki długości wyboczeniowych tego segmentu do warunków brzegowych, przedłużając lub skracając długość wyboczeniową dla różnych form utraty stateczności poprzez współczynniki.

Podparcia w węzłach pośrednich dzielą pręt lub zbiór prętów na wiele segmentów dla różnych przypadków utraty stateczności:

• Podparcie 'w z/v' dzieli długość dla wyboczenia wokół silnej osi głównej z współczynnikiem k_y/u
• Podparcie 'w y/u' dzieli długość dla wyboczenia wokół słabej osi głównej z współczynnikiem k_z/v
• Uwięzienie 'wokół x' dzieli długość dla wyboczenia skrętnego z współczynnikiem k_w

Strzałka symbolizuje współczynnik długości wyboczeniowej obejmujący segmenty, jeśli w tabeli 'Podpory węzłowe' brak jest odpowiedniego podparcia pośredniego. Możesz określić współczynniki długości wyboczeniowych dla poszczególnych segmentów w wierszach tabeli i dostosować tym samym długości wyboczeniowe odcinków. Dla typowych przypadków można skorzystać z wstępnie zdefiniowanych wartości z menu kontekstowego komórki.

Długość wyboczeniowa, która jest używana do weryfikacji formy utraty stateczności w danym miejscu tego segmentu, jest określana przez pomnożenie długości segmentu przez odpowiedni współczynnik długości wyboczeniowej.

Możesz również podać wartości absolutne dla długości wyboczeniowych. Należy zauważyć, że wartości te są wykorzystywane dla wszystkich przypisanych obiektów. W przeciwieństwie do użycia współczynników długości wyboczeniowych nie następuje relatywne dostosowanie do rzeczywistej długości segmentu. Dlatego należy preferować definicję przy użyciu współczynników długości wyboczeniowych w porównaniu z wprowadzaniem wartości absolutnych dla długości wyboczeniowej.

Podczas weryfikacji na wyboczenie giętno-skrętne za pomocą rozwiązania wartości własnej zawsze jest brana pod uwagę całkowita długość obiektu z odpowiednimi podporami. Program określa krytyczny moment wyboczeniowy giętno-skrętowy M_cr w wewnętrznym zastępczym modelu pręta z 4 stopniami swobody (φ_x, φ_z, u_y, ω) i określonymi podporami węzłowymi. Jeśli wybrałeś ręczne wprowadzenie M_cr, możesz wprowadzić wartość M_cr dla każdego segmentu. Jest ona używana dla wszystkich miejsc weryfikacji w obrębie segmentu.

Podpory węzłowe - Dodatkowe dane

Ta sekcja jest wyświetlana, jeśli w wybranym wierszu zdefiniowano sprężynę jako podporę lub występuje boczne podparcie w y/u bez sztywnego zamocowania wokół x. Możesz tutaj szczegółowo ustawić parametry.

Podaj wartości charakterystyczne sprężyn, które występują dla bocznego podparcia lub obrotu wokół podpartych osi. Możesz również określić sztywności sprężyn w kierunku wylotu.

Ekscentryczność odnosi się do bocznego podparcia w y/u i w zależności od położenia pasma ściskanego przy wyboczeniu giętno-skrętnym może działać stabilizująco lub destabilizująco. Lista oferuje podparcie w górnym lub dolnym kołnierzu oraz możliwość definicji ręcznej.

Wartości sprężyn i ekscentryczności są uwzględniane w rozwiązaniu wartości własnej przy określaniu krytycznego momentu wyboczeniowego giętno-skrętnego.

Importuj z analizy stateczności

Zakładka Importuj z analizy stateczności jest wyświetlana, gdy w zakładce 'Podstawy' jest aktywowane odpowiednie pole wyboru. Możesz tutaj wybrać figury wyboczeniowe oraz pręty, których współczynniki długości wyboczeniowych k_y/u lub k_z/v mają być zastosowane.

Wokół osi

Określ, z których przypadków obciążenia analizy stateczności mają być importowane długości wyboczeniowe. Dla każdej osi głównej możesz określić formę własną dla konkretnego przypadku obciążenia.

Formy własne są właściwościami przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Wybierz najpierw z listy 'Przypadek obciążenia/Kombinacja obciążeń', która sytuacja obciążeniowa jest decydująca dla figury wyboczeniowej. Lista zawiera tylko przypadki obciążeń i kombinacje obciążeń, dla których została określona analiza stateczności.

W następnym kroku określ decydującą 'Forma nr'. Lista form własnych jest dostępna dla wszystkich obliczonych przypadków obciążenia i kombinacji obciążeń.

Za pomocą przycisku można wyświetlić formy własne w oknie graficznym programu głównego.

Na koniec wybierz 'Pręt nr' z listy. Za pomocą przycisku można również określić pręt graficznie w oknie roboczym.

Współczynniki długości wyboczeniowych

W tabeli podane są współczynniki długości wyboczeniowych, które zostały importowane z analizy stateczności dla obu osi głównych. Jeśli chcesz ręcznie dostosować wartość, włącz pole wyboru 'Użytkownika' w sekcji 'Wokół osi'. W ten sposób pole wejściowe staje się dostępne.

Wybrane tutaj współczynniki długości wyboczeniowych są przenoszone do zakładki Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe i nie są tam więcej edytowalne. Dzięki opcji 'Wartości bezwzględne' możesz również przejąć długości wyboczeniowe L_cr,y/v i L_cr,z/v prętów z wyników analizy stateczności. Opcja ta może być wykorzystana na przykład, gdy długość wyboczeniowa dla zbioru prętów ma zostać obliczona na podstawie jednego z zawartych w nim prętów.