Ocena lokalnych i globalnych kształtów drgań przy wykorzystaniu RSBUCK do określenia długości prętów równoważnych

Podstawy teoretyczne

Smukłości i wynikające z nich współczynniki redukcyjne są określane za pomocą analizy wyboczenia giętnego zgodnie z EN 1993-1-1, rozdz. 6.3, z uwzględnieniem sprężystego krytycznego obciążenia wyboczeniowego N_cr. To obciążenie krytyczne jest określane analitycznie w module dodatkowym STEEL-EC3 z wykorzystaniem decydującej długości efektywnej. W przypadku prostych konstrukcji istnieją cztery powszechnie stosowane przypadki Eulera.

Przypadki Eulera

W przypadku złożonych konstrukcji ocena długości efektywnej nie jest tak prosta. W tym celu można wykorzystać moduł dodatkowy RSBUCK.

Najpierw określa się dla konstrukcji krytyczny współczynnik obciążenia. Wartość tę mnoży się przez siły normalne prętów, aby uzyskać obciążenia krytyczne. Odpowiednie długości efektywne dla wyboczenia wokół obu osi są obliczane według skorygowanej formuły: N_cr = E ∙ I ∙ π²/L_cr. Na koniec, na podstawie tej zależności określane są współczynniki obciążenia efektywnego: k_cr = L_cr/L.

Kształty trybu globalnego i lokalnego w RSBUCK

Definiowanie kształtów drgań własnych i właściwe obliczanie są wyjaśnione na poniższym przykładzie prostej ramy.

Rama

Podczas określania trybu wyboczenia i długości wyboczenia obciążenie odgrywa ważną rolę: Wartości wyboczenia zależą nie tylko od modelu konstrukcyjnego, ale również od stosunku sił normalnych do całkowitego krytycznego obciążenia wyboczeniowego N_kr. Długości efektywne można obliczać tylko dla prętów z siłami ściskającymi. Dodatkowo rozkład obciążeń w całej konstrukcji wpływa na wyznaczenie współczynników krytycznych. Graficzna ocena poszczególnych kształtów trybu pozwala określić, czy istnieje kształt globalny czy lokalny. Jeżeli w przypadku najbardziej niekorzystnego obciążenia konstrukcyjnego istnieje obciążenie krytyczne pojedynczego pręta, będzie to widoczne na grafice. W przypadku takiej awarii wyników nie można wykorzystać dla wszystkich innych prętów i nie można ich analizować.

W naszym przykładzie kształt pierwszego trybu ze współczynnikiem obciążenia krytycznego równym 5.32 ilustruje globalne przemieszczenie ramy w płaszczyźnie ramy. Drugi kształt drgań własnych, ze współczynnikiem obciążenia krytycznego 11,42, ilustruje lokalne przemieszczenie lewego słupa w płaszczyźnie ramy (wyboczenie wokół mniejszej osi z).

Postaci własne

Podzielone pręty

Podczas obliczania długości efektywnych i współczynników długości efektywnej należy uwzględnić podział prętów. W tym przykładzie lewa kolumna ramy składa się z dwóch pojedynczych prętów. Ze względów technicznych słup został podzielony w środku. Uwzględniając tylko kształt lokalny (Tryb wyboczenia nr 2), można go podzielić na przypadek Eulera nr 2 i oczekiwany wynik współczynnika długości efektywnej_{kcr, z} = 1.0. Jednak w oknie wyników 2.1 modułu dodatkowego wyświetlany jest współczynnik długości efektywnej k_{cr, z} = 2,0 dla obu „częściowych” prętów słupa.

Można to łatwo wytłumaczyć opisanymi powyżej relacjami w części „Podstawy teoretyczne”. W tym przypadku długość wyboczenia dla całej słupa jest równa długości słupa, a zatem współczynnik długości efektywnej wynosi 1. Da in RSKNICK aber Einzelstäbe ausgewertet werden, ergibt sich aus k_cr = L_cr / L mit L = 0,5 ∙ Stützenlänge ein Knicklängenbeiwert von 2,0.

Współczynników długości efektywnej dla prętów ciągłych nie można określać bezpośrednio w RSBUCK. W tym celu można ocenić wyniki dla poszczególnych prętów. Pręt, który wykaże najmniejsze obciążenie wyboczeniowe N_cr, może być uznany za decydujący pojedynczy pręt dla pręta ciągłego. Następnie można obliczyć wartości k_cr na podstawie długości efektywnej tego pręta i całkowitej długości pręta ciągłego.

Długości efektywne