Klasyfikacja przekrojów w przypadku zginania jednoosiowego przy użyciu siły osiowej

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Dodatkowy moduł RF- / STEEL EC3 dokonuje szczegółowej klasyfikacji przekrojów w każdym projekcie przed rozpoczęciem obliczeń. W ten sposób zostaje obliczona podatność na wyboczenie lokalne wszystkich części przekroju. Zdefiniowana klasa przekrojów wpływa na wyznaczanie nośności i prędkości obrotowej.

Klasy przekrojów

Eurokod 3 [1] definiuje cztery klasy przekrojów:

Rysunek 01 - 1 - Cross-Section Classes

W klasyfikacji przekroju uwzględniane są następujące parametry i warunki brzegowe:

  • Podparcie pręta przekroju (trzymanego z jednej lub dwóch stron)
  • Długość pręta przekroju c
  • Grubość przekroju t
  • Granica plastyczności stali zastosowanej w postaci współczynnika epsilon
  • Rozkład naprężeń w rozważanej części przekroju

Dla całego przekroju obowiązuje klasa najbardziej niekorzystnie obciążonej części przekroju. W przypadku przekrojów I i H jest to zwykle relatywnie smukły środnik.

rozkład naprężeń

Rozkład naprężeń zależy od parametrów alfa (plastyczność, klasa 1 i 2) lub psi (sprężystość, klasa 3). W tym przypadku alfa oznacza procentową długość naprężenia ściskającego w części przekroju, psi, ale stosunek naprężeń krawędziowych.

Rysunek 02 - 2 - Explanation of Alpha and Psi

Ważne:

  • Istniejące naprężenia są zawsze skalowane w górę lub w dół do granicy plastyczności.
  • Naprężenia ściskające należy zawsze przykładać dodatnio, naprężenia rozciągające ujemne.

W przypadku zginania wyłącznie jednoosiowego na przekroju podwójnie symetrycznym oznaczenia alfa i psi są banalne. Jeżeli działa dodatkowa siła osiowa, należy wziąć pod uwagę dodatkowe kwestie. Interesujące jest wiedzieć, jak duża jest siła osiowa. Istnieją dwa podejścia, oba wdrożone w RF-/STEEL EC3.

Rysunek 03 - 3 - Types of Determination of Alpha and Psi

Najpierw omówiona zostanie druga opcja „Zwiększ N Ed i M Ed Równomiernie”, ustawiona w RF-/STEEL EC3. W przypadku rozkładu naprężeń sprężystych istniejące naprężenia są zwiększane o stosunek granicy plastyczności/maksymalnego naprężenia ściskającego w części przekroju. Parametr psi wynika z zależności naprężenie ściskające/naprężenie rozciągające. Jeżeli rozkład naprężeń jest plastyczny, moment i siła osiowa są zwiększane aż do osiągnięcia jednego z warunków interakcji wymienionych w [1], a tym samym do osiągnięcia stanu granicznego plastyczności. Zobacz także informacje w [2] , Strona 13.

W RF-/STEEL EC3 stosowany jest warunek interakcji według wzoru 6.2, ponieważ jest łatwy do zrozumienia i obowiązuje dla wszystkich typów przekrojów. Poniższa grafika przedstawia przykład IPE 360, S 235, z następującymi siłami wewnętrznymi i obciążeniami plastycznymi:
M y, Ed = 125,0 kNm N Ed = 300,0 kN
M y, Rd = 239,5 kNm N Rd = 1 709,0 kN

Rysunek 04 - 4 - Interaction Diagram

Ekstrapolacja istniejących obciążeń powoduje następujące graniczne siły wewnętrzne:
M N, y, Rd = 179,2 kNm N My, Rd = 430,1 kN

Na podstawie granicznej siły osiowej określa się teraz wielkość bloku naprężeń i przykłada się go do powierzchni dwusiecznej przekroju. Wraz z pozostałymi blokami naprężeń momentu zginającego można teraz określić długość naprężenia ściskającego w części przekroju, a tym samym parametr alfa.

Rysunek 05 - 5 - Calculation of Alpha

Pierwszą opcję „N Ed fixed, Zwiększ M Ed, aby osiągnąć fd ” najlepiej wyjaśnić rozkładem naprężeń plastycznych. Siła osiowa nie jest ekstrapolowana, lecz przykładana do zastosowanego rozmiaru. Dlatego przy tej opcji obszar wydruku i wartość alfa są zwykle nieco mniejsze.

Określenie wartości granicznych c/t dla poszczególnych klas przekrojów nie będzie dalej opisywane. Można je pobrać z [1], tabela 5.2.

Literatura

[1] Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-1: Ogólne zasady i reguły dotyczące budynków; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[2]  SEMI-COMP +: Wytyczne dotyczące obliczeń przekrojów i prętów zgodnie z Eurokodem 3, ze szczególnym uwzględnieniem półkompaktowych przekrojów. Graz: TU Graz - Instytut Konstrukcji Stalowych, lipiec 2011 r

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