W module dodatkowym RF-/STEEL EC 3 można skorzystać z rozszerzenia RF-/STEEL Cold-formed Sections, aby przeprowadzić analizę z uwzględnieniem lokalnych sił poprzecznych dla nieusztywnionych środników zgodnie z [1] 6.1.7 (wymagana osobna licencja). W artykule tym przedstawiono odpowiednie metody obliczeniowe na przykładzie belki zginanej, wykonanej z ceownika formowanego na zimno, poddanego działaniu pojedynczego obciążenia skupionego.
Układ i obciążenie
Belka o długości dwóch metrów składa się z ceownika formowanego na zimno C 2020 ze stali S 235. Jest on obciążony pojedynczym obciążeniem 10 kN w odległości 50 cm od podpory. Obciążenie działa w środku ścinania. Ciężar własny nie jest uwzględniany.
Wybierając przekrój z biblioteki, należy pamiętać, że kształt tego przekroju odpowiada kategorii „Ceowniki formowane na zimno”. Warunek ten można ustawić za pomocą funkcji filtrowania. Rozszerzenie modułu RF-/STEEL Cold-Formed Sections służy do wymiarowania przekrojów formowanych na zimno: ceowników walcowanych nie oblicza się wg [1].
Wprowadzanie danych w przekrojach RF-/STEEL Cold-Formed Sections
W module dodatkowym RF-/STEEL EC 3 specyfikacje dla obliczeń zgodnie z EN 1993-1-3 [1] muszą zostać wprowadzone w zakładce "Profile formowane na zimno" w oknie dialogowym "Szczegóły".
Pole wyboru "Obliczenie lokalnych sił poprzecznych zgodnie z 6.1.7, jeśli to możliwe", kontroluje, czy program sprawdza lokalne postacie uszkodzenia w środniku. Jeżeli opcja ta jest aktywna, w oknie "1.14 Lokalne siły poprzeczne" można zdefiniować warunki brzegowe, takie jak np. długość odcinka przyłożenia obciążenia.
Uwzględnienie obciążenia poprzecznego jest aktywowane domyślnie. Rozkład siły tnącej w pręcie jest wykorzystywany do określania obciążenia środnika w wyniku siły przyłożonej lokalnie. Program analizuje wszystkie punkty nieciągłości siły tnącej. Domyślnie ustawiona długość rozkładu obciążenia wynosi 0,10 m.
Wyniki w module RF-/STEEL EC3
Przekrój efektywny jest obliczany iteracyjnie w maksymalnie dwóch krokach. Następnie w obliczeniach wyświetlane są stopnie wykorzystania wynikające z lokalnie przyłożonego obciążenia. Szczegóły każdego wymiarowania można zobaczyć jako „wartości pośrednie”.
Wymiarowanie na lokalne siły poprzeczne odbywa się zgodnie z rozkładem sił tnących - na obu podporach oraz w miejscu przyłożenia obciążenia skupionego. W lokalizacji x = 0,00 m występuje największe wykorzystanie przekroju. Obliczenia dla tej lokalizacji są następujące:
W przekroju posiadającym tylko jeden środnik występuje reakcja podporowa. Ceownik o grubości t = 2,0 mm posiada usztywnione pasy ze względu na zagięcia krawędzi. Odległość podpory od końca swobodnego wynosi 0,00 m, czyli jest mniejsza niż 1,5-krotność wysokości środnika hw = 198 mm. Zatem do wyznaczania nośności środnika Rw, Rd ma zastosowanie równanie [1] (6.15a).
Należy zastosować następujące parametry:
Skutkuje to następującą nośnością środnika:
Warunek obliczeniowy wg równania (6.13) [1] zostaje spełniony:
W przypadku pozostałych dwóch lokalizacji krytycznych z uwagi na siły skupione obliczenia są analogiczne.
Alternatywa: Ręczne definiowanie sił
Jeżeli rozkład sił tnących nie odwzorowuje obciążenia w sposób realistyczny, położenie obciążenia i jego wartości, w tym długości nominalną oddziaływania siły skupionej, można zdefiniować ręcznie. Przykład takiego rozwiązania ukazano w przypadku obliczeniowym 2, w załączonym modelu RFEM.
W przypadku siły zdefiniowanej ręcznie, porównanie efektu siły tnącej dla punktów podparcia nie następuje automatycznie. Miejsca te należy zdefiniować indywidualnie przy użyciu odpowiednich sił podporowych. W tym celu należy zaznaczyć pole wyboru „Swobodny koniec”, jak pokazano na rysunku 05. Tylko wtedy uwzględniana jest odległość c ≤ 1,5 hw, a do obliczeń wykorzystuje się równanie [1] (6.15a). W przeciwnym razie zastosowanie miałoby równanie [1] (6.15d).
Podsumowanie
Dzięki rozszerzeniu modułu RF-/STEEL EC 3, RF-/STEEL Cold-formed Sections, możliwe jest, między innymi, wykonanie obliczeń lokalnego oddziaływania obciążenia zgodnie z [1] pkt. 6.1.7. Miejsca istotne dla obliczeń są określane automatycznie na podstawie rozkładu sił tnących. Alternatywnie, siły można wprowadzić ręcznie. Obliczenia dotyczące lokalnych efektów od obciążeń skupionych w RF-/STEEL Cold-formed Sections są przeprowadzane zgodnie z [1] 6.1.7.2 dla przekrojów z nieusztywnionym środnikiem lub zgodnie z [1] 6.1.7.3 dla przekrojów o dwóch lub więcej nieusztywnionych środnikach. Przekrojów z środnikami posiadającymi usztywnienia podłużne nie można wymiarować zgodnie z [1] 6.1.7.4.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
