Klasyfikacja przekroju w przypadku zginania jednoosiowego z siłą osiową

Artykuł o tematyce technicznej

Dodatkowy moduł RF- / STEEL EC3 wykonuje szczegółową klasyfikację przekrojów na każdym projekcie przed wykonaniem projektu. W ten sposób ocenia się podatność na wyboczenie lokalne wszystkich części przekroju. Zdefiniowana klasa przekroju ma wpływ na wyznaczanie rezystancji i zdolności obrotowej.

Klasy przekrojów

Eurokod 3 [1] określa cztery klasy przekrojów:

Rysunek 01 - Klasy przekrojów

Klasyfikacja przekrojów zapewnia następujące parametry i warunki brzegowe:

  • Obsługa części przekroju (po jednej lub obu stronach)
  • Długość c części przekroju
  • Grubość t części przekroju
  • Granica plastyczności zastosowanej stali w postaci współczynnika ε
  • Rozkład naprężeń na zaprojektowanej części przekroju

Klasa części przekroju o najmniej korzystnej wartości reguluje cały przekrój. W przypadku sekcji I i przekrojów H jest to zazwyczaj stosunkowo smukła sieć.

Rozkład naprężeń jest wykrywany przez parametr α (tworzywo sztuczne, klasa 1 i 2) lub ψ (elastyczny, klasa 3). W tym przypadku α reprezentuje procentową długość naprężenia ściskającego w części przekroju, podczas gdy ψ reprezentuje stosunek naprężeń granicznych.

Rysunek 02 - Objaśnienie α i ψ

Ważna uwaga:

  • Istniejące naprężenia są zawsze obliczane w górę lub w dół do granicy plastyczności.
  • Naprężenia ściskające należy zawsze ustawiać jako dodatnie, naprężenia rozciągające jako ujemne.

W zginaniu jednoosiowym w podwójnym symetrycznym przekroju wyznaczanie α i ψ jest trywialne. Dodatkowa siła osiowa wymaga dalszych rozważań. Interesujące jest pytanie, w jakim stopniu obowiązuje normalna siła? Istnieją dwa podejścia i oba są zaimplementowane w dodatkowym module RF- / STEEL EC3.

Rysunek 03 - Typy oznaczania α i ψ

Najpierw jest druga opcja „Zwiększ N Ed i M Ed jednolicie”, która jest wstępnie ustawiona w RF‑ / STEEL EC3. W przypadku rozkładu naprężeń sprężystych istniejące naprężenia zwiększają się o granicę plastyczności / największy stosunek naprężeń ściskających w części przekroju poprzecznego. Parametr ψ wynika z relacji naprężenia ściskającego i naprężenia rozciągającego. Jeśli rozkład naprężeń jest plastyczny, moment i siła osiowa są zwiększane, aż zostanie osiągnięty jeden z warunków oddziaływania określonych w [1], a tym samym osiągnięty zostanie stan graniczny plastyczności. Zobacz wyjaśnienie w [2] , strona 13.

RF- / STEEL EC3 wykorzystuje warunki interakcji zgodnie ze wzorem 6.2, ponieważ jest łatwo identyfikowalny i ważny dla wszystkich typów przekrojów. Poniższy rysunek przedstawia przykład IPE 360, S 235, z następującymi siłami wewnętrznymi i oporami plastycznymi:

My, Ed = 125,0 kNm N Ed = 300,0 kN
My , Rd = 239,5 kNm N Rd = 1.709,0 kN

Rysunek 04 - Diagram interakcji

Ekstrapolacja istniejących naprężeń skutkuje następującymi ograniczeniami sił wewnętrznych:

MN , y, Rd = 179,2 kNm N My, Rd = 430,1 kN

Na podstawie granicznej siły osiowej można teraz określić rozmiar bloku naprężeń i zastosować go w obszarze przecinających się osi przekroju. Rozważając pozostałe bloki naprężeniowe momentu zginającego, można teraz określić długość naprężenia ściskającego w części przekroju, a tym samym parametr α.

Rysunek 05 - Obliczanie α

Pierwszą opcję „Naprawiono N Ed , zwiększ M Ed, aby osiągnąć f yd ” można łatwo wyjaśnić na podstawie rozkładu naprężeń plastycznych. Siła osiowa nie jest ekstrapolowana, lecz stosowana do wielkości działającej. W rezultacie obszar kompresji i α są na ogół mniejsze przy użyciu tej opcji.

Określenie wartości granicznych c / t dla poszczególnych klas przekrojów nie zostało wyjaśnione w tym artykule. Informacje te można znaleźć w [1] , Tabela 5.2.

Referencje

[1] Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1–1: Ogólne zasady i reguły dotyczące budynków; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[1] SEMI-COMP +: Berechnungsrichtlinie für die Querschnitts- und Stabbemessung in Eurocode 3 mit Schwerpunkt auf semi-kompakten Querschnitten. (2011). Graz: TU Graz - Institut für Stahlbau.

Do pobrania

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM Konstrukcje stalowe i aluminiowe
RF-STEEL EC3 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów stalowych wg EC 3

Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD
RSTAB Konstrukcje stalowe i aluminiowe
STEEL EC3 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów stalowych wg EC 3

Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD