Długości efektywne

Do sprawdzeń na wyboczenie i zwichrzeniowe wyboczenie giętne według metody pręta zastępczego, np. zgodnie z EN 1993-1-1 [1] 6.3.1 do 6.3.3, konieczne jest zdefiniowanie długości wyboczeniowych, aby program mógł wyznaczyć obciążenie krytyczne dla utraty stateczności.

Jeżeli dla pręta lub grupy prętów przypisano długość wyboczeniową, odpowiednie ustawienia i długości wyboczeniowe są uwzględniane przy wymiarowaniu stateczności obiektu. Jeżeli nie zdefiniowano długości wyboczeniowej, ale sprawdzenie stateczności jest aktywowane, w tabeli Fehler & Warnungen zostanie wyświetlone ostrzeżenie jako wynik.

Podstawa

W zakładce Podstawa należy wprowadzić podstawowe ustalenia. Współczynniki długości wyboczeniowej i podpory węzłowe można następnie zdefiniować w zakładce Knotenlager und Knicklängen. Możliwości wprowadzania są dostosowane do Norma, która została zapisana w danych podstawowych modelu.

Okno dialogowe "Nowe długości efektywne"

Uwzględnij długości wyboczeniowe

Na podstawie pól wyboru należy określić, jakie formy utraty stateczności mają być sprawdzane dla pręta lub grupy prętów. Przy ściskaniu krytyczne mogą być wyboczenie względem osi głównej mocnej lub słabej oraz zwichrzenie. W przypadku przekrojów niesymetrycznych poddanych ściskaniu analizowane jest również zwichrzeniowe wyboczenie giętne przy czystym ściskaniu jako kombinacja wyboczenia i zwichrzenia. Opcja 'Zwichrzeniowe wyboczenie giętne' aktywuje sprawdzenie zwichrzeniowego wyboczenia giętnego przy zginaniu.

Rodzaj wyznaczania idealnego momentu krytycznego

W zależności od normy dostępne są różne możliwości wyznaczenia idealnego momentu zwichrzeniowego M_cr (momentu bifurkacji). Domyślnie ustawiona jest metoda wartości własnych. Jeśli chcesz zadać wartość ręcznie, aktywuj opcję 'Definiowane przez użytkownika'. Dla niektórych norm dostępne są dodatkowe możliwości wyboru. Na przykład przy wymiarowaniu według AISC 360 idealny moment krytyczny można wyznaczyć zgodnie z rozdziałem F.

Osie wyboczeniowe

Zasadniczo należy sprawdzać zachowanie wyboczeniowe względem 'głównych osi przekroju y/u i z/v'. W przypadku przekrojów niesymetrycznych może jednak być konieczne, poza osiami u i v, rozpatrzenie także wyboczenia względem 'osi przekroju y i z'. Ten szczególny przypadek jest istotny na przykład przy sprawdzaniu kształtowników kątowych w wieżach kratowych.

Główne osie u/v i wprowadzanie osi y/z kąta

Typ pręta

Normy takie jak GB 50017 [2] rozróżniają przy sprawdzeniu stateczności różne typy konstrukcji. W tym zakresie można sklasyfikować pręt w tej sekcji jako wspornik lub belkę podpartą obustronnie.

Typ współczynnika długości wyboczeniowej

Amerykańskie normy projektowe rozróżniają między wartościami teoretycznymi i zalecanymi współczynników długości wyboczeniowej. Współczynniki długości wyboczeniowej, które można zdefiniować jako wzorzec, np. dla prętów utwierdzonych jednostronnie, są odpowiednio dostosowywane zgodnie z wyborem.

Opcje

Za pomocą pola wyboru 'Importuj z analizy stateczności' istnieje możliwość przyjęcia współczynników długości wyboczeniowej na podstawie postaci wyboczenia. Odpowiednie dane można wprowadzić w dodatkowej zakładce Aus Stabilitätsanalyse importieren.

Podpory węzłowe i długości wyboczeniowe

Definiowanie podpory węzłowej i długości efektywnych

Podpory węzłowe

Podpory węzłowe na pręcie lub grupie prętów określają warunki brzegowe dla sprawdzenia zwichrzeniowego wyboczenia giętnego. Ponadto podpory węzłowe są wykorzystywane do podziału pręta lub grupy prętów na segmenty.

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

Wybór typu utwierdzenia

Oprócz podparcia sztywnego lub swobodnego dla niektórych kierunków możliwe są również sztywności sprężyn. W tym celu należy skorzystać z menu kontekstowego komórki. Sztywność sprężyny można wprowadzić w sekcji Knotenlager - Zusätzliche Daten.

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 grupy prętów oraz węzły na prętach (zob. rozdział Knoten podręcznika RFEM). Po wstawieniu numery są podawane w kolumnie 'Knoten'.

Definicja węzłów pośrednich nie odbywa się na podstawie numerów węzłów, lecz według kolejności 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, uwzględnianie odbywa się 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 grupę prętów w oknie roboczym. Liczba węzłów pośrednich zostanie następnie przeniesiona do tabeli.

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

Współczynniki długości wyboczeniowej

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

Podpory pośrednie poprzez podpory węzłowe dzielą pręt lub grupę prętów na segmenty dla różnych przypadków utraty stateczności:

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

Strzałka w kolumnie symbolizuje współczynnik długości wyboczeniowej obejmujący kilka segmentów. Ma to miejsce wtedy, gdy w tabeli 'Knotenlager' nie występuje podparcie pośrednie.

Można dostosować współczynnik długości wyboczeniowej, a tym samym długość wyboczeniową segmentu, wpisując współczynnik bezpośrednio lub wybierając jeden z predefiniowanych przypadków z listy w menu kontekstowym komórki.

Wybrać wsp. długości efektywnej

Długość wyboczeniowa, która jest wykorzystywana do sprawdzenia formy utraty stateczności w danym miejscu segmentu, wynika z pomnożenia długości segmentu przez odpowiedni współczynnik długości wyboczeniowej.

Można również podać długości wyboczeniowe bezpośrednio. W tym celu należy zaznaczyć pole wyboru 'Wartości bezwzględne'. Nagłówki kolumn zostaną następnie zmienione na jednostki długości.

Przy sprawdzaniu zwichrzeniowego wyboczenia giętnego za pomocą solvera wartości własnych każdy segment obiektu jest analizowany z odpowiednimi podporami. Program wyznacza idealny moment zwichrzeniowego wyboczenia giętnego M_cr na wewnętrznym modelu pręta zastępczego o czterech stopniach swobody (φ_x, φ_z, u_y, ω) i z zdefiniowanymi podporami węzłowymi. Jeżeli w zakładce Basis wybrano definiowanie własne wartości M_cr, można ręcznie określić krytyczny moment zwichrzeniowego wyboczenia giętnego dla każdego segmentu. Wartość ta będzie następnie stosowana dla wszystkich miejsc sprawdzenia w obrębie segmentu.

Knotenlager - Dodatkowe dane

Ta sekcja jest wyświetlana, gdy jako podpora węzłowa zdefiniowano sprężynę lub występuje boczne podparcie w y/u bez sztywnego utwierdzenia względem x. Można tu szczegółowo określić parametry.

Definiowanie parametrów sztywności sprężystej i mimośrodu

Wprowadź parametry 'sprężyn', które występują dla podparcia bocznego lub skręcania względem podpartych osi. Można również zdefiniować sztywności sprężyn zwichrzeniowych.

'Ekscentryczność' odnosi się do podparcia bocznego w y/u. W zależności od położenia pasa ściskanego może ona działać stabilizująco lub destabilizująco na zwichrzeniowe wyboczenie giętne. Lista oferuje podparcie na pasie górnym lub dolnym, a także możliwość definicji ręcznej.

Sztywności sprężyn i ekscentryczności są odpowiednio uwzględniane przy wyznaczaniu idealnego momentu zwichrzeniowego metodą wartości własnych.

Importuj z analizy stateczności

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

Importowanie długości wyboczeniowej z analizy stateczności

Wokół osi y/u / Wokół osi z/v

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

Postacie własne są właściwościami przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Najpierw należy wybrać z listy 'Przypadek obciążenia/Kombinacja obciążeń', który stan obciążenia jest miarodajny dla postaci wyboczenia. Lista zawiera tylko te przypadki obciążenia i kombinacje obciążeń, dla których zdefiniowano analizę stateczności.

W następnym kroku należy określić miarodajny '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.

Następnie należy wybrać 'Nr pręta' z listy. Za pomocą przycisku można również graficznie wskazać pręt w oknie roboczym.

Współczynniki długości wyboczeniowej

W tabeli podane są współczynniki długości wyboczeniowej, które zostały zaimportowane z analizy stateczności dla obu osi głównych. Jeśli chcesz ręcznie dostosować wartość, aktywuj u góry w sekcji 'Wokół osi' pole wyboru 'Definiowane przez użytkownika'. Spowoduje to udostępnienie pola wprowadzania.

Współczynniki długości wyboczeniowej wyświetlane tutaj są przenoszone do zakładki Knotenlager und Knicklängen. Tam nie są już edytowalne.

Za pomocą opcji 'Wartości bezwzględne' można również przejąć z wyników analizy stateczności długości wyboczeniowe L_cr,y/v i L_cr,z/v prętów. Opcja ta może być użyta na przykład wtedy, gdy długość wyboczeniowa dla grupy prętów ma zostać przyjęta z zawartego w niej pręta.