Przegub pręta ogranicza siły wewnętrzne, które są przenoszone z jednego pręta na inne. Przeguby można umieszczać tylko na końcach prętów, a nie na ich długości.
Niektóre typy prętów są już wyposażone w przeguby: Na przykład pręt kratowy nie przenosi momentów, a lina nie przenosi ani momentów, ani sił poprzecznych. Tego typu prętom nie można przypisać przegubów. Wprowadzanie jest zablokowane.
Podstawowe
Zakładka Podstawowe zarządza elementarnymi parametrami przegubów.
Układ współrzędnych
Przegub można odnosić do jednego z następujących układów osi:
- Lokalny układ osi pręta x,y,z
- Globalny układ współrzędnych X,Y,Z (opcjonalnie jako przegub krzyżowy)
- Własny układ osi U,V,W
Z reguły przeguby są odnoszone do lokalnego układu osi pręta. Przeguby krzyżowe (patrz obraz Krzyżujące się pręty) są jednak możliwe tylko w globalnym lub własnym układzie osi.
Warunki przegubu
Warunki przegubu są podzielone na stopnie swobody 'Translacyjne' i 'Obrotowe'. Pierwsze opisują przesunięcia w kierunku lokalnych lub globalnych osi, drugie obroty wokół tych osi.
Aby zdefiniować przegub, zaznacz pole kontrolne dla odpowiedniej osi. Zaznaczenie symbolizuje, że przesunięcie lub obrót pręta w lub wokół odpowiedniego kierunku jest możliwy. Stała sprężyny przemieszczenia lub skrętnej zostaje wtedy ustawiona na zero. Można dostosować 'stałą sprężyny' w dowolnym momencie, aby modelować przegub elastyczny. Wprowadź sztywność sprężyny jako wartości projektowe.
W kolumnie 'Nieliniowość' można precyzyjnie kontrolować przenoszenie sił wewnętrznych dla każdej komponenty. W zależności od stopnia swobody, w liście nieliniowości dostępne są odpowiednie pozycje do wyboru.
Stałe przy ujemnej lub dodatniej siłach wewnętrznych
Można w prosty sposób kontrolować, czy na końcu pręta przenoszone są tylko siły lub momenty dodatnie czy ujemne. Na przykład przegub ux z nieliniowością 'Stałe przy dodatnim N' powoduje, że na końcu pręta przenoszone są tylko siły rozciągające (dodatnie), ale nie siły ściskające (ujemne). Przy ujemnych siłach normalnych działa przegub.
W lokalnym układzie współrzędnych siły wewnętrzne odniesione są do lokalnego układu osi pręta xyz.
Wybierając inną nieliniowość, można zdefiniować parametry w zakładkach Częściowe działanie, Wykres, Tarcie lub Wykres rusztowania.
Opcje
'Przegub krzyżowy' jest dostępny w globalnym lub własnym układzie współrzędnych. Umożliwia to modelowanie krzyżowania się prętów ciągłych.
Przykład
W węźle łączą się cztery pręty. Pręty przenoszą momenty w swojej "kierunku przejścia", ale nie na drugą parę prętów. W węźle przekazywane są tylko siły normalne i poprzeczne.
Przypisz przegub albo prętom 3 i 4, albo prętom 1 i 2. Druga para skrzyżowanych prętów nie otrzymuje przegubu.
Częściowe działanie
Częściowe działanie komponenty przegubu dostępne jest jako właściwość nieliniowa przegubu pręta (patrz obraz Wybór nieliniowości przegubu).
Ustawienie działania przegubu dla 'Zakresu ujemnego' oraz 'Zakresu dodatniego'. W liście 'Typ' dostępne są różne kryteria dla skuteczności przegubu.
- Całkowite: Przesunięcie lub obrót jest możliwy przez przegub w pełnym zakresie.
- Stałe od przesunięcia/przesunięcia uwolnienia: Przegub działa tylko do określonego przesunięcia lub obrotu. Po przekroczeniu obowiązuje stałe połączenie lub zgięcie.
- Złamanie od siły/momentu uwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu przegub przestaje działać i nie przenosi więcej siły wewnętrznej.
- Przepływ od siły/momentu uwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu wzrastają odkształcenia, ale nie siły wewnętrzne.
- Awaria sprężyny: W przypadku przegubu ze sztywnością sprężyny, komponent przegubu nie jest skuteczny.
Większość typów przegubów można połączyć z 'luzem', co sprawia, że przegub staje się skuteczny dopiero po pewnym przesunięciu lub obrocie.
Wykres
Wykres komponenty przegubu dostępny jest jako właściwość nieliniowa przegubu (patrz obraz Wybór nieliniowości przegubu).
W kolumnach 'Przesunięcie' i 'Kąt obrotu' ustal liczbę punktów definicyjnych wykresu roboczego z odpowiednimi wartościami. W kolumnach 'Siła' i 'Moment' można następnie przypisać wartości współrzędnych przesunięć lub obrotów z siłami lub momentami przegubowymi.
Jeśli kolejność punktów definicyjnych nie jest poprawna, można uporządkować wpisy za pomocą przycisku
w kolejności rosnącej.
Dla 'Początku wykresu' i 'Końca wykresu' dostępne są następujące kryteria:
- Złamanie: Przegub działa tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu uzyskuje się pełny efekt przegubu. Nie jest przenoszona żadna siła wewnętrzna.
- Przepływ: Przegub działa tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu wzrastają odkształcenia, ale nie siły wewnętrzne.
- Ciągły: Poza zakresem definicyjnym stosuje się stałą sprężyny ostatniego kroku.
- Ograniczenie: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do maksymalnej wartości przesunięcia lub obrotu. Po przekroczeniu przestaje działać przegub, a stosowane jest stałe połączenie lub zgięcie.
Tarcie
Na liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery opcje definiowania Tarcia przegubu translacyjnego w zależności od innego komponentu przegubu (patrz obraz Wybór nieliniowości przegubu).
Przenoszone siły przegubowe są powiązane z siłami normalnymi lub poprzecznymi działającymi w innym kierunku. W zależności od wyboru w zakładce 'Podstawowe' tarcie zależy od jednej lub dwóch sił wewnętrznych. Zachodzi następujący związek między siłą tarcia przegubu a siłą normalną lub poprzeczną:
Plastyczne
Plastyczne właściwości przegubów są istotne dla Analiz Pushover. W opcji Plastyczne nieliniowych komponentów przegubów dostępne są cztery możliwości (patrz obraz Wybór nieliniowości przegubu):
- Dwuliniowy
- Wykres
- FEMA 356 | Sztywny
- FEMA 356 | Elastyczny
Ustal wartości charakterystyczne plastycznych zakresów w kolumnach '"Siła wewnętrzna" / "Siła wewnętrzna"plastyczna' i 'δ / δplastyczne' lub 'φ / φplastyczne'. Na przykład, jeśli wartość dla My / My,plastyczne wynosi 1.27, to przekrój zaczyna płynąć po przekroczeniu plastycznego momentu. Jeśli przekroczone zostanie 127% plastycznej nośności, pręt ulega uszkodzeniu.
Plastyczne graniczne siły wewnętrzne są automatycznie określane na podstawie właściwości przekroju pręta.
Długość pręta wpływa na obliczanie sztywności plastycznego przegubu. Z reguły jest ona automatycznie rozpoznawana na podstawie długości prętów, którym przypisano przegub. W razie potrzeby można podać 'Własną długość pręta' dla przegubu.
Kryteria akceptacji
W dolnej części można ustalić wartości graniczne kryteriów przepływu, które mają zastosowanie do bezpieczeństwa budynku. Dla elementów stalowych są one na przykład określone w tabeli 5-5 normy ASCE FEMA 356 [1]. Tak więc dla wartości φ / φplastyczne 6.000 krytyczna wartość dla 'Bezpieczeństwa życia' jest osiągnięta, gdy plastyczne odkształcenia wzrosną sześciokrotnie w porównaniu do tych uzyskanych przy przekroczeniu granicy plastyczności.
Zakresy kryteriów akceptacji są również przedstawiane na wykresie.
Dla jednej z dwóch opcji plastycznych FEMA ustawienia kryteriów akceptacji są zgodne z normami amerykańskimi. Można je dostosować, jeśli zaznaczone jest pole 'Własne'.
Wybierz 'Typ komponentu' na liście. Kryteria akceptacji dla komponentów pierwotnych i wtórnych są określone w tabeli 5-5 [1].
W artykule na blogu Plastyczne przeguby w RFEM 6 opisano, jak używać plastycznego przegubu do analizy pushover.
Wykres rusztowania
Wykres rusztowania komponenty przegubu dostępny jest jako właściwość nieliniowa przegubu (patrz obraz Wybór nieliniowości przegubu). Pozwala to odwzorować mechaniczne działanie złącza rurowego z wewnętrzną tuleją między dwoma prętami. Model zastępczy przenosi - w zależności od stanu nacisku na końcu pręta - moment zginający przez nadprężone zewnętrzne rury, a dodatkowo po złączeniu przez wewnętrzną tuleję.
Można oddzielnie opisać właściwości przegubów w zakładkach 'Wykres rusztowania | Wewnętrzna rura' i 'Wykres rusztowania | Zewnętrzna rura'.
Do definicji parametrów dostępne są opcje przedstawione w sekcji Wykres.
