4601x
001720
2021-11-05

Obliczanie zwichrzenia z nowym rozszerzeniem Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody) dla programu RFEM 6/RSTAB 9

W tym artykule technicznym omówimy podstawowe kwestie dotyczące korzystania z rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody). Jest ono w pełni zintegrowane z programem głównym i umożliwia uwzględnienie deplanacji przekroju podczas obliczania elementów prętowych. W połączeniu z rozszerzeniami Analiza stateczności oraz Wymiarowanie stali, możliwe jest przeprowadzenie obliczeń wyboczenia giętno-skrętnego z siłami wewnętrznymi zgodnie z analizą drugiego rzędu oraz uwzględnieniem imperfekcji.

Aktywacja rozszerzeń

W Danych podstawowych modelu aktywować należy rozszerzenie Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody). Aby wyznaczyć współczynnik obciążenia krytycznego dla wyboczenia giętno-skrętnego i zastosować postacie wyboczeniowe jako początkowy kształt imperfekcji, konieczne jest również aktywowanie rozszerzenia Stateczność konstrukcji. W celu wymiarowania belek stalowych zgodnie z EN 1993-1-1 aktywowane jest rozszerzenie Wymiarowanie stali.

Warunki brzegowe do obliczeń z uwzględnieniem skręcania skrępowanego

Rozszerzenie poszerza obliczenia elementów prętowych o siódmy stopień swobody. Nie są to oddzielne obliczenia, realizowane poprzez 'wyodrębnienie' poszczególnych prętów, ale analiza globalna przeprowadzane na całym modelu. Sztywność sąsiednich prętów lub zdefiniowane warunki podparcia są w ten sposób uwzględniane bezpośrednio. Ponieważ deplanacja reprezentowana jest jako dodatkowa siła wewnętrzna w pręcie (bimoment), nie ma potrzeby dalszego definiowania globalnych warunków podparcia dla deplanacji.

Aby uwzględnić dodatkową sztywność deplanacyjną lub naprężenie deplanacyjne dla pręta, można zdefiniować poprzeczne żebra usztywniające. Można na przykład zdefiniować wymiary blachy czołowej i na ich podstawie automatycznie przeprowadzana jest konwersja na sprężystość deplanacyjną.

Domyślnie zakłada się, że jest możliwa swobodna deplanacja na końcach każdego pręta i nie przekazuje się w sposób ciągły pomiędzy sąsiednimi prętami. Aby wskazać, że deplanacja między 2 prętami zachowuje ciągłość, można utworzyć zbiór prętów.

Punkt przyłożenia obciążenia

W przypadku obliczeń z uwzględnieniem 7 stopni swobody przyjmuje się, że zdefiniowane obciążenia prętowe zaczepione są w środku ciężkości. Aby zmodyfikować punkt przyłożenia obciążenia, w oknie edycji można przypisać mimośrody do obciążeń. Podobnie przyjmuje się, że połączenia z sąsiednimi prętami lub podporami węzłowymi znajdują się w środku ciężkości. Mimośrodów prętowych można użyć jako narzędzi pomocniczych do definiowania połączeń mimośrodowych.

Oprogramowanie Dlubal Software do analizy stateczności

Zaznaczenie opcji 'Przeprowadzić analizę stateczności' w zakładce przypadku obciążenia, umożliwia analizę stateczności konstrukcji pod obciążeniem takim przypadkiem obciążenia. Analiza wartości własnych, uwzględniająca 7 stopni swobody, oprócz wyboczenia giętnego umożliwia także wykrycie form niestateczności związanych z wyboczeniem skrętnym i giętno-skrętnym, a także obliczanie współczynnika obciążenia krytycznego. Kształt postaci wyboczeniowej i współczynniki obciążenia krytycznego można wyświetlić w wynikach analizy stateczności.

Zastosowanie imperfekcji o kształcie postaci wyboczeniowej

Imperfekcje wymagane do obliczeń zwichrzenia można wygenerować poprzez skalowanie wektorów własnych postaci wyboczeniowych. W tym celu należy utworzyć przypadek imperfekcji typu 'postać wyboczeniowa' i wybrać odpowiedni kształt postaci jako kształt początkowy. Po określeniu kierunku imperfekcji i wielkości zgodnie z normą wygięcie wstępne jest generowane poprzez wstępne odkształcenie siatki ES.

Teraz możliwe jest uwzględnienie imperfekcji w kombinacji obciążeń podczas określania sił wewnętrznych. Ponieważ w przypadku obciążeń bliskich obciążeniu krytycznemu w połączeniu z imperfekcjami zwykle występują duże wartości deformacji, w celu dokładnego określenia sił wewnętrznych zaleca się analizę typu dużych deformacji..

Projektowanie konstrukcji stalowych

Wymiarowanie konstrukcji stalowych uwzględnia siły wewnętrzne z obliczeń wykorzystujących7 stopni swobody, podczas sprawdzania nośności zgodnie z EN 1993-1-1. Jeżeli składowe te są w jednym miejscu większe niż wartości graniczne ustawione w użytej aktualnie konfiguracji, przeprowadzana jest analiza naprężeń równoważnych (ewentualnie z uwzględnieniem właściwości przekroju efektywnego). Ponieważ przykład ten obejmuje analizę stateczności, w obliczeniach należy zastosować częściowy współczynnik bezpieczeństwa γM1. Ustawienie to można zmodyfikować w konfiguracji dotyczącej obliczeń SGN. Inne warunki nośności z uwagi na stateczność można dezaktywować.

Alternatywnie, do przeprowadzenia prostej analizy naprężeń zastępczych, można użyć rozszerzenia Analiza naprężeniowo-odkształceniowa. Obecnie nie ma możliwości przeprowadzenia analizy plastycznej z uwzględnieniem sił wewnętrznych z obliczeń z wykorzystaniem metody skręcania skrępowanego.