W zakładce Pręty | Podstawowe dialogu 'Konfiguracja nośności' lub 'Konfiguracja wytrzymałości' dokonuje się podstawowych ustawień dotyczących wymiarowania prętów i zestawów prętów.
'Parametry wymiarowania' są podzielone na kilka kategorii, które różnią się w zależności od normy projektowej.
Ogólnie
Pole wyboru 'Przeprowadź weryfikację stateczności' kontroluje, czy oprócz weryfikacji przekroju wykonywane są również weryfikacje stateczności, takie jak względem wyboczenia giętnego lub skrętnogiętnego. Powinieneś odznaczyć to pole wyboru, jeśli nie chcesz przeprowadzać weryfikacji stateczności lub jeśli efekty stateczności zostały już uwzględnione w obliczeniach sił wewnętrznych (na przykład przez obliczenia zgodnie z teorią II rzędu z niedoskonałościami i/lub redukcją sztywności).
Jeśli weryfikacja stateczności jest aktywowana, trzeba zdefiniować Długości wyboczenia lub Warunki brzegowe i przypisać je do odpowiednich prętów lub zestawów prętów. W przeciwnym razie weryfikacja stateczności nie jest możliwa. W tabeli wyników Błędy i ostrzeżenia po obliczeniach wyświetlony zostanie odpowiedni komunikat. Pręty linowe i pręty rozciągane są z tego wyjątku, ponieważ mogą przyjmować jedynie siły osiowe i nie wymagają weryfikacji stateczności.
Pole wyboru 'Przeprowadź zaawansowane wymiarowanie plastyczne' oferuje możliwość wymiarowania prętów lub zestawów prętów za pomocą tzw. "metody krojenia sił wewnętrznych" (TSV). Parametry można zdefiniować w zakładce Pręty | Plastyczność, która jest dostępna po zaznaczeniu tej opcji.
Wartości graniczne dla przypadków szczególnych
Normy projektowe, zazwyczaj opracowane na potrzeby obliczeń ręcznych, zawierają wzory lub warunki interakcji, które często są przewidziane tylko dla określonych kombinacji sił wewnętrznych. W kontekście obliczeń konstrukcyjnych na modelu 3D zazwyczaj uzyskuje się bardzo niewielkie wartości sił wewnętrznych. Chociaż z inżynieryjnego punktu widzenia nie mają one znaczenia dla nośności, to jednak przy ścisłym przestrzeganiu norm projektowych uniemożliwiają pewne weryfikacje lub wymuszają stosowanie mniej korzystnych wzorów interakcji. 'Wartości graniczne dla przypadków szczególnych' oferują zatem prosty i przejrzysty sposób pominięcia określonych sił wewnętrznych podczas weryfikacji i uniknięcia wymienionych powyżej problemów.
Współczynnik η opisuje stosunek oddziaływującej siły wewnętrznej do plastycznej nośności przekroju, która jest określana w sposób uproszczony na podstawie wartości przekroju. Nie są to normatywne nośności projektowe: nie są uwzględniane regulacje specyficzne dla normy (na przykład klasyfikacja przekroju); to nie jest cel ustawienia wartości granicznej. Wysokie wartości graniczne powinny być zatem stosowane wyłącznie do celów testowych.
Gdy wielkość siły wewnętrznej jest mniejsza od warunku wartości granicznej, weryfikacja odbywa się bez ostrzeżenia, że siła wewnętrzna jest pomijana. W Szczegóły weryfikacji można jednak zweryfikować, które siły wewnętrzne zostały pominięte z powodu wartości granicznych i nie zostały uwzględnione w weryfikacji. Jeśli w danym miejscu wszystkie siły wewnętrzne są pomijalne, jedynie weryfikacja pomijalnych sił wewnętrznych będzie podana jako sprawdzenie.
Jeśli dodatek Torsja warstwowa (7 stopni swobody) jest aktywny, dla niektórych norm projektowych dostępna jest także wartość graniczna dla bimensji i naprężeń ścinających z wtórnej torsji.
Analiza cienkościennych struktur (dla EN)
Wyznaczanie skutecznego przekroju wymaga iteracyjnego podejścia. W polu wejściowym 'Maksymalna liczba iteracji' można określić maksymalną możliwą liczbę iteracyjnych przebiegów obliczeń. Jak tylko 'Maksymalna różnica pomiędzy iteracjami' między wynikami dwóch iteracji zostanie przekroczona, obliczenia kończą się.
W przypadku niesymetrycznych, ciśnieniowo obciążonych, lokalnie podatnych na ścięcie przekrojów, położenie środka ciężkości skutecznego przekroju przesuwa się w porównaniu do przekroju brutto. Skoncentrowana na przekroju brutto zewnętrzna siła ciśnieniowa działa teraz nieosiowo na skutecznym przekroju, co powoduje dodatkowy moment zginający. Moment ten jest zgodnie z ustawieniami domyślnymi uwzględniany w obliczeniach. Jeśli nie jest to pożądane, zaznacz pole wyboru 'Pominięcie momentów zginających z przesunięcia środka ciężkości'.
Za pomocą pola wyboru 'Uwzględnij szerokości efektywne zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznik E' można sterować, czy ma być stosowana wymieniona w załączniku E alternatywna metoda określania skutecznego przekroju dla naprężeń poniżej granicy plastyczności.
Opcje (dla EN, CSA, GB, SIA itp.)
W zależności od normy projektowej w konfiguracji nośności dostępne są dodatkowe opcje. Prezentowane są one dla wybranych norm.
EN 1993
Przekroje klasy 1 i 2 mogą być projektowane plastycznie. Zaznacz pole wyboru 'Obliczenia elastyczne (także dla przekrojów klasy 1 i 2)', jeśli chcesz, by te przekroje były weryfikowane bez wykorzystania rezerw plastycznych. W takim przypadku za pomocą pola wyboru 'Sprawdzenie zgodnie z równaniem 6.1 dla obliczeń elastycznych' można kontrolować, czy ogólna weryfikacja odbywa się zgodnie z teorią elastyczności. Może to być podejście konserwatywne, ponieważ nie uwzględnia się częściowych przemieszczeń naprężeń plastycznych, które zazwyczaj są dozwolone w obliczeniach elastycznych.
Dla wymiarowania plastycznego pole wyboru 'Użycie liniowej interakcji zgodnie z 6.2.1(7) przy weryfikacji przekroju dla M+N' pozwala na liniowe dodawanie stopni wykorzystania sił wewnętrznych. To podejście jest konserwatywne i niedozwolone dla przekrojów klasy 4.
CSA S16
Przekroje klasy 1 i 2 mogą być projektowane plastycznie. Zaznacz pole wyboru 'Obliczenia elastyczne także dla klasy przekroju 1 lub 2', jeśli chcesz, by te przekroje byly weryfikowane bez wykorzystania zasobów plastycznych.
Za pomocą dalszych opcji można dostosować 'Parametry dla odporności na ściskanie zgodnie z 13.3.1' i 'Współczynnik wpływu równomiernego zginania (ω1) zgodnie z 13.8.6'.
GB 50017
Opis jest w trakcie opracowywania.
SIA 263
Weryfikacja naprężeń poprzecznych jest zazwyczaj przeprowadzana na efektywnej powierzchni ścinania Av. W przypadku dwusymetrycznych przekrojów stalowych I i U klasy 3 można alternatywnie zastosować powierzchnię środnika Aw. W tym celu zaznacz pole wyboru 'Uwzględnianie powierzchni ścinania zgodnie z 5.2.4'.
Opcja 'Uwzględnij weryfikację wyboczenia poprzecznego' jest domyślnie zaznaczona. Tym samym przeprowadza się weryfikację wyboczenia poprzecznego zgodnie z Artykułem 4.5.4, 5.3.4 lub Załącznikiem F.1. Jeśli odznaczysz to pole wyboru, wyboczenie poskoczne nie będzie badane.
Przekroje klasy 3 mogą być weryfikowane przy zginaniu wokół obu osi z siłą osiową zgodnie z Pkt. 5.2.6. Jeśli zaznaczysz pole wyboru 'Stosowanie alternatywnego obliczenia eksponentów zginania α i β zgodnie z 5.1.6.4', weryfikacje tych przekrojów są przeprowadzone zgodnie z Pkt. 5.1.6.4.
Wyboczenie lokalne (dla AISC)
Tabela B4.1b podaje stosunki szerokości do grubości dla elementów ściskanych (części przekroju) prętów zginanych. Jeśli projektujesz przekroje, które nie są wymienione w tej tabeli, zaznacz odpowiednie pole wyboru. Możesz wtedy ustalić wartości graniczne λr zarówno dla elementów niewzmocnionych, jak i wzmocnionych.
Pręty kątowe poddane ściskaniu (dla AISC)
Nośność prętów prostokątnych względem zginania określa się jako wyboczenie giętne zgodnie z rozdziałem E3 lub E7, a względem wyboczenia skrętnogiętowego zgodnie z rozdziałem E4. Pole wyboru 'Stosowanie efektywnego szczupłości zgodnie z E5' umożliwia stosowanie uproszczonej metody weryfikacji zgodnie z rozdziałem E5, w której kąty traktowane są jako pręt osiowo obciążony, czym można dostosować jego szczupłość. Można to stosować, gdy siła osiowa jest wprowadzana do jednej z nóg. Druga noga musi być przymocowana do przyległego elementu poprzez spawanie lub połączenie śrubowe z co najmniej dwoma śrubami. Obliczenia efektywnej szczupłości mogą zostać przeprowadzone zarówno dla 'Trójwymiarowych kratownic zgodnie z E5(a)', jak i 'Kratownic przestrzennych zgodnie z E5(b)'.
Metoda opisana w sekcji E5 pozwala na stosowanie nierównych długości nóg, które są przyłączone przez krótszą nogę – pod warunkiem, że równoważna szczupłość zostanie zwiększona o wartość współczynnika określającego stosunek długości dłuższej do krótszej nogi. Wybierz, czy 'Połączenie przez' ma miejsce przez dłuższą, czy krótszą nogę.
Wymiarowanie profili formowanych na zimno (dla EN, AISC, CSA)
Dla niektórych norm projektowych możliwe jest wymiarowanie profili formowanych na zimno. Są one prezentowane dla wybranych norm.
EN 1993
Pole wyboru 'Przeprowadź wymiarowanie profili formowanych na zimno' jest domyślnie zaznaczone. Pręty o takich przekrojach są zwykle weryfikowane zgodnie z EN 1993-1-3. Jeśli usuniesz zaznaczenie, wymiarowanie profili formowanych na zimno odbywa się zgodnie z EN 1993-1-1.
'Współczynnik profilowania k zgodnie z 3.2.2(3)' wpływa na obliczanie zwiększonej granicy plastyczności fya. Możesz wybrać metodę, za pomocą której profil został wykonany. Lista oferuje dwie możliwości:
- Profilowanie walcowane (k = 7)
- Inne metody profilowania (k = 5)
Jeśli zaznaczysz pole wyboru 'Stosowanie obliczeń elastycznych zgodnie z 6.1.6', weryfikacje naprężeń zostaną przeprowadzone jak dla obciążeń skrętnych w EN 1993-1-3, sekcja 6.1.6. W ten sposób dla wszystkich kombinacji sił wewnętrznych stosowane są elastyczne wzory naprężeń (6.11a), (6.11b) lub (6.11c). Ekonomiczne metody weryfikacji plastycznych stosowane dla specyficznych konfiguracji sił wewnętrznych są w tym przypadku wykluczone.
Gdy aktywujesz pole wyboru 'Rozpatruj środnik jako wzmocniony zgodnie z Tablicą 6.1', nie będzie prowadzone badanie odporności środnika na lokalne obciążenia. Wyboczenie lokalne nie może wystąpić.
Pole wyboru 'Określ odporność środnika na lokalne obciążenia zgodnie z 6.1.7' kontroluje, czy prowadzone są weryfikacje przeciwko lokalnym wciskom, krzywieniu środnika lub lokalnemu wyboczeniu w środniku. Warunkiem jest, że zdefiniowano odpowiednią Podporę do weryfikacji obliczeniowej.
Weryfikacja wyboczenia skrętnogiętnego dla elementów obciążanych zginaniem zgodnie z sekcją 6.2.4(2) EN 1993-1-3 nie ma zastosowania, jeśli przekrój ma wyraźną różnicę kąta między głównymi osiami skutecznego przekroju a głównymi osiami przekroju brutto. Za pomocą pola wejściowego dla 'Granicznego pochylenia głównych osi zgodnie z 6.2.4(2)' możesz ustalić kąt αlim, do którego prowadzone są weryfikacje.
AISC 360
Zdecyduj, czy 'Wymiarowanie profili formowanych na zimno zgodnie z normą' AISC 360 czy AISI 100 ma być przeprowadzane.
Dla 'Prętów poza granicami stosowalności' tabeli B4.1-1 AISI możesz ustalić, czy współczynnik bezpieczeństwa Ω czy współczynnik odporności Φ zgodnie z AISI S100, sekcja A1.2(c) ma być stosowany. To ustawienie dotyczy także ogólnych przekrojów, których granice stosowalności nie są określone w normie.
Za pomocą kontrolek w kategorii 'Pręty przy zginaniu' możesz precyzyjnie określić wymagania dla weryfikacji stateczności. Jest możliwość zastosowania rezerwy naprężeń nieelastycznych zgodnie z sekcjami F2.4.2, F3.2.3 i F4.3 AISI. Dla dwusymetrycznych profili I elastyczne naprężenie krytyczne Fcre może alternatywnie być określone według równania (F2.1.1-6). Dla profilów Z o symetrii punktowej można także określić Fcre według równania (F2.1.3-2).
Wytrzymałość Pn na 'Krzywienie środnika' jest obliczana według równania (G5-1). Alternatywnie wartość można określić według równania (G5-2). Zaznacz odpowiednie pole wyboru, aby to zrobić.
CSA S16
Zdecyduj, czy 'Wymiarowanie profili formowanych na zimno zgodnie z normą' CSA S16 czy CSA S136 ma być przeprowadzane.
Dla 'Prętów poza granicami stosowalności' tabeli B4.1-1 CSA S136 możesz ustalić, czy współczynnik bezpieczeństwa Ω czy współczynnik odporności Φ zgodnie z CSA S136, sekcja A1.2(c) ma być stosowany. To ustawienie odnosi się także do ogólnych przekrojów, których granice stosowalności są nieokreślone w normie.
Za pomocą kontrolek w kategorii 'Pręty przy zginaniu' możesz precyzyjnie dostosować wymagania dla weryfikacji stateczności. Istnieje możliwość zastosowania rezerwy naprężeń nieelastycznych zgodnie z sekcjami F2.4.2, F3.2.3 i F4.3 CSA S136. Dla dwusymetrycznych profili I naprężenie krytyczne Fcre może alternatywnie być określone według równania (F2.1.1-6). Jeśli bada się profile Z o symetrii punktowej, możliwe jest także ustalenie Fcre według równania (F2.1.3-2).
Wytrzymałość Pn na 'Krzywienie środnika' jest obliczana według równania (G5-1). Alternatywnie można ustalić wartość według równania (G5-2). Zaznacz odpowiednie pole wyboru, aby to zrobić.
Weryfikacja wyboczenia poskocznego (dla EN)
Pole wyboru 'Przeprowadź weryfikację wyboczenia poskocznego' jest domyślnie zaznaczone. Sprawdza się, czy smukłość λ środnika wymaga weryfikacji wyboczenia poskocznego zgodnie z EN 1993-1-5, sekcja 5.1, 5.2, 5.3 i 5.5. Jeśli wartość graniczna λlim jest przestrzegana, weryfikacja jest spełniona. Jeśli jednak smukłość przekracza wartość graniczną, zgodnie z sekcją 5.1.(2) trzeba zaprojektować Prętowe usztywnienia na podparciach, aby można było przeprowadzić weryfikację wyboczenia poskocznego.
Wymiarowanie szwów wzdłużnych (dla EN)
Jeśli chcesz weryfikować nośność szwów wzdłużnych spawanych przekrojów, zaznacz pole wyboru 'Przeprowadź wymiarowanie'. Współczynnik βw jest zapisany jako właściwość materiałowa dla większości stali dostępnych w bibliotece zgodnie z EN 1993-1-8, Tabela 4.1. Jeśli części przekroju składają się z różnych gatunków stali, możesz także ręcznie określić współczynnik korelacji βw dla wymiarowania spoin.
Weryfikacja stateczności z siłami wewnętrznymi wg teorii II rzędu (dla EN)
Jest możliwość przeprowadzenia weryfikacji stateczności nie za pomocą metody zastępczej belki zgodnie z EN 1993-1-1, rozdział 6.3, lecz z sił wewnętrznych wg teorii II rzędu uwzględniając torsję soiową i niedoskonałości. W takim przypadku pole wyboru 'Zastosuj γM1 do określenia nośności przekroju' kontroluje, czy dla analizy przekroju stosowany jest współczynnik γM1 (zamiast γM0).
