Długości efektywne

Dla sprawdzeń stateczności zgodnie z metodą pręta zastępczego, np. według EN 1995-1-1 [1] 6.3, konieczne jest zdefiniowanie długości wyboczeniowych (lub długości zwichrzeniowych), aby program mógł określić obciążenie krytyczne dla utraty stateczności.

Jeżeli prętowi lub zestawowi prętów przypisano długość wyboczeniową, odpowiednie ustawienia i długości wyboczeniowe są uwzględniane przy wymiarowaniu statecznościowym obiektu. Jeżeli nie zdefiniowano długości wyboczeniowej, ale aktywowano sprawdzenie stateczności, w tabeli Błędy i ostrzeżenia zostanie wyświetlone ostrzeżenie jako wynik.

Podstawy

W zakładce Podstawy należy wprowadzić podstawowe ustawienia. Współczynniki długości wyboczeniowej oraz podpory węzłowe można następnie zdefiniować w zakładce Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe. Możliwości wprowadzania danych są dostosowane do normy, która jest zapisana w danych podstawowych modelu.

Dialog „Nowe długości wyboczeniowe“

Rodzaj wyznaczania

Uwzględnić długości wyboczeniowe

Na podstawie pól kontrolnych określ, jakie postacie utraty stateczności mają być sprawdzane dla pręta lub zestawu prętów. Pod obciążeniem ściskającym krytyczne może być wyboczenie giętne względem osi mocnej lub słabej. Opcja 'Wyboczenie giętno-skrętne' aktywuje sprawdzenie wyboczenia giętno-skrętnego pod obciążeniem zginającym.

Rodzaj wyznaczania idealnego momentu krytycznego

W zależności od normy dostępne są różne możliwości wyznaczenia idealnego momentu krytycznego M_cr lub krytycznego naprężenia zginającego. Domyślnie ustawiona jest metoda analityczna dla przekrojów prostokątnych. Jeśli chcesz określić wartość ręcznie, aktywuj opcję 'Niestandardowy'. Możesz wtedy zdefiniować M_cr w zakładce Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe przy współczynnikach długości wyboczeniowej.

Typ współczynnika długości wyboczeniowej

Amerykańskie normy projektowe rozróżniają wartości teoretyczne i zalecane dla współczynników długości wyboczeniowej. Możliwe do zdefiniowania jako wzorzec współczynniki długości wyboczeniowej dla np. prętów utwierdzonych z jednej strony są dostosowywane odpowiednio do wybranego wariantu.

Typ pręta

Przy sprawdzaniu stateczności według norm takich jak CSA O86 [2] istotną rolę odgrywa typ konstrukcji. W tej części można zaklasyfikować pręt jako belkę swobodnie podpartą z obu stron lub wspornik.

Opcje

Za pomocą pola wyboru Importuj z analizy stateczności można przyjmować współczynniki długości wyboczeniowej na podstawie postaci wyboczenia. Odpowiednie dane można następnie wprowadzić w zakładce Importuj z analizy stateczności.

Jeżeli dla wymiarowania na gorąco istotne są inne długości pręta zastępczego niż dla wymiarowania na zimno, zaznacz pole wyboru Różne długości wyboczeniowe dla wymiarowania pożarowego. Warunki brzegowe można zdefiniować w dodatkowej zakładce Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe - wymiarowanie pożarowe.

Współczynniki

W przypadku norm takich jak CSA O86 [2] lub NBR 7190 [3] w dodatkowej sekcji można zdefiniować współczynniki korekcyjne, za pomocą których uwzględnia się np. przebieg momentów przy wyznaczaniu długości wyboczeniowych.

Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe

Podpory węzłów i długości wyboczeniowe definiować

Podpory węzłowe

Podpory węzłowe na pręcie lub zestawie prętów określają warunki brzegowe dla sprawdzenia wyboczenia giętno-skrętnego (tylko przy Rodzaj wyznaczania 'Metoda wartości własnych'). Ponadto podpory węzłowe są wykorzystywane do podziału pręta lub zestawu prętów na segmenty.

Do definiowania podpór można w kolumnie 'Typ podpory' wybrać typowe warianty z listy. Alternatywnie należy aktywować lub dezaktywować pola wyboru w komórkach poszczególnych kolumn (podpora sztywna, brak podpory).

Wybór typu utwierdzenia

Jeśli idealny moment krytyczny jest wyznaczany według Metoda wartości własnych, oprócz podparcia sztywnego lub przegubowego możliwe są również sztywności sprężyn dla istotnych kierunków. Użyj w tym celu menu kontekstowego komórki. Sztywność sprężyny można wprowadzić w sekcji Podpory węzłowe - Dane dodatkowe.

Wybierz sprężynę

Węzły pośrednie

Warunki podparcia można zdefiniować nie tylko na początku i końcu obiektu, lecz także w węzłach pośrednich. Jako węzły pośrednie uwzględniane są standardowe węzły między prętami zestawu prętów oraz węzły na prętach (zob. rozdział Węzły podręcznika RFEM). Po wstawieniu numery są podawane w kolumnie 'Węzeł'.

Definicja węzłów pośrednich nie odbywa się na podstawie numerów węzłów, lecz poprzez kolejność na pręcie: .1 oznacza pierwszy węzeł pośredni od początku pręta, .2 drugi węzeł pośredni itd. Jeżeli prętowi, któremu przypisano długość wyboczeniową, w modelu przypisano więcej lub mniej węzłów pośrednich niż podano tutaj, uwzględnienie następuje od początku pręta. Nadmiarowe wpisy lub węzły są ignorowane.

Aby ręcznie wstawić węzeł pośredni, zaznacz pole wyboru 'Węzeł pośredni'. Za pomocą przycisku można następnie dodać nowe węzły pośrednie. Aby ponownie usunąć węzeł pośredni, zaznacz wiersz, a następnie kliknij przycisk . Menu kontekstowe tabeli również oferuje możliwości edycji wierszy.

Alternatywnie użyj przycisku , aby przejąć węzły pośrednie obiektu z modelu. Wybierz pręt lub zestaw prętów w oknie roboczym. Liczba węzłów pośrednich zostanie następnie przeniesiona do tabeli.

Jeżeli długość wyboczeniowa została przypisana do pręta lub zestawu prętów, za pomocą przycisku można sprawdzić przyporządkowanie węzłów. Po wybraniu węzła w oknie roboczym w tabeli zostanie zaznaczony wiersz odpowiadającej podpory pośredniej (jeśli została zdefiniowana).

Współczynniki długości wyboczeniowej

Tabela 'Współczynniki długości wyboczeniowej' jest dostosowana do liczby podpór węzłowych. Jeżeli nie zdefiniowano węzłów pośrednich, istnieje tylko jeden tak zwany 'segment'. Możesz dostosować długość wyboczeniową tego segmentu do warunków brzegowych, zmniejszając lub zwiększając współczynniki długości wyboczeniowej dla różnych postaci utraty stateczności.

Podpory pośrednie w węzłach dzielą pręt lub zestaw prętów na segmenty dla różnych przypadków utraty stateczności:

• Podpora w z/v dzieli długość dla wyboczenia względem głównej osi mocnej ze współczynnikiem k_y/u.
• Podpora w y/u dzieli długość dla wyboczenia względem głównej osi słabej ze współczynnikiem k_z/v oraz długość zwichrzenia ze współczynnikiem k_LT.
• Utrwalenie względem x dzieli długość zwichrzenia ze współczynnikiem k_LT.

Oznaczenia współczynników mogą się różnić w zależności od wybranej normy.

Strzałka w kolumnie symbolizuje współczynnik długości wyboczeniowej obejmujący kilka segmentów. Ma to miejsce, gdy w tabeli 'Podpory węzłowe' nie ma podpory pośredniej.

Współczynnik długości wyboczeniowej, a tym samym długość wyboczeniową segmentu, można dostosować, wpisując współczynnik bezpośrednio lub wybierając jeden ze zdefiniowanych przypadków z listy menu kontekstowego komórki.

Wybierz współczynnik długości wyboczeniowej

Długość wyboczeniowa używana do sprawdzenia postaci utraty stateczności w danym miejscu segmentu wynika z pomnożenia długości segmentu przez odpowiedni współczynnik długości wyboczeniowej.

Długości wyboczeniowe można podawać również bezpośrednio. W tym celu zaznacz pole wyboru 'Wartości bezwzględne'. Nagłówki kolumn zostaną wtedy zmienione na jednostki długości.

Przy sprawdzeniu wyboczenia giętno-skrętnego metodą wartości własnych każdy segment obiektu jest rozpatrywany z odpowiednimi podporami. Program wyznacza idealny moment wyboczeniowy giętno-skrętnego M_cr na wewnętrznym modelu pręta zastępczego o czterech stopniach swobody (φ_x, φ_z, u_y, ω) oraz zdefiniowanych podporach węzłowych. Jeśli w zakładce Podstawy wybrano niestandardowe wprowadzenie M_cr, można ręcznie określić krytyczny moment wyboczeniowy giętno-skrętnego dla każdego segmentu. Wartość ta jest następnie stosowana dla wszystkich miejsc sprawdzenia w obrębie segmentu.

Podpory węzłowe - dane dodatkowe

Ta sekcja jest wyświetlana, gdy jako podporę węzłową zdefiniowano sprężynę lub istnieje podparcie boczne w y/u bez sztywnego utwierdzenia względem x. Można tutaj szczegółowo określić parametry.

Definiowanie parametrów sztywności sprężystej i mimośrodu

Wprowadź parametry 'sprężyn', które występują dla podparcia bocznego lub skrętu względem podpartych osi.

'Ekscentryczność' odnosi się do podparcia bocznego w y/u. W zależności od położenia pasa ściskanego może mieć działanie stabilizujące lub destabilizujące na wyboczenie giętno-skrętne. Lista oferuje podparcie na pasie górnym lub dolnym, a także możliwość definicji ręcznej.

Sztywności sprężyn i mimośrody są odpowiednio uwzględniane przy wyznaczaniu idealnego momentu wyboczeniowego giętno-skrętnego metodą wartości własnych.

Importuj z analizy stateczności

Zakładka Importuj z analizy stateczności jest wyświetlana, jeśli w zakładce Podstawy aktywowano odpowiednie pole wyboru. Można tutaj wybrać postacie wyboczenia i pręty, dla których mają być przyjęte współczynniki długości wyboczeniowej k_y/u lub k_z/v.

Importuj długość wyboczeniową z analizy stateczności

Względem osi y/u / Względem osi z/v

Określ, z których przypadków obciążenia analizy stateczności mają zostać zaimportowane długości wyboczeniowe. Dla każdej osi głównej można ustalić postać własną konkretnego przypadku obciążenia.

Postacie własne są właściwościami przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Najpierw wybierz na liście 'Przypadek obciążenia/kombinacja obciążeń', która sytuacja obciążeniowa ma decydujące znaczenie dla postaci wyboczenia. Lista zawiera tylko przypadki obciążenia i kombinacje obciążeń, dla których zdefiniowano analizę stateczności.

W następnym kroku określ decydującą 'Nr postaci'. Lista postaci własnych jest dostępna dla wszystkich obliczonych przypadków obciążenia i kombinacji obciążeń.

Wybór kształtu trybu

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

Na końcu wybierz 'Nr pręta' z listy. Za pomocą przycisku można również określić pręt graficznie w oknie roboczym.

Współczynniki długości wyboczeniowej

W tabeli podane są współczynniki długości wyboczeniowej zaimportowane z analizy stateczności dla obu osi głównych. Jeśli chcesz ręcznie dostosować wartość, aktywuj u góry w sekcji 'Względem osi' pole wyboru 'Niestandardowy'. Dzięki temu pole wprowadzania stanie się dostępne.

Wyświetlane tutaj współczynniki długości wyboczeniowej są przenoszone do zakładki Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe. Tam nie są już edytowalne.

Opcja 'Wartości bezwzględne' umożliwia także przejęcie długości wyboczeniowych L_cr,y/v i L_cr,z/v prętów z wyników analizy stateczności. Opcja ta może być na przykład użyta, gdy długość wyboczeniowa dla zestawu prętów ma zostać przyjęta z pręta wchodzącego w jego skład.

Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe - wymiarowanie pożarowe

Ta zakładka jest wyświetlana, jeśli w zakładce 'Podstawy' zaznaczono opcję Różne długości wyboczeniowe dla wymiarowania pożarowego.

Różne definicje długości efektywnych w warunkach pożaru

Tutaj można zdefiniować specyficzne długości pręta zastępczego dla wymiarowania na gorąco. Wprowadzanie jest identyczne jak dla wymiarowania na zimno (zob. sekcja Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe).