Określanie współczynników obciążenia krytycznego za pomocą rozszerzenia do stateczności konstrukcji w programie RFEM 6 i RSTAB 9

Rozszerzenie Stateczność konstrukcji jest dostępne w programie RFEM 6 i służy do przeprowadzania analizy stateczności zgodnie z metodą wartości własnych i metodą przyrostową. Za pomocą tego rozszerzenia można analizować stateczność konstrukcji i określać współczynniki obciążenia krytycznego oraz odpowiednie postacie stateczności. W tym artykule przedstawiono praktyczny przykład, jak to zrobić, określając współczynniki obciążenia krytycznego i odpowiadające im kształty postaci dla hali stalowej pokazanej na rysunku 1. Ponadto analiza stateczności zostanie przeprowadzona z uwzględnieniem wszystkich elementów konstrukcyjnych; na przykład, nie trzeba uwzględniać sztywności sprężystej dla prętów, takich jak stężenia itp., ponieważ elementy te zostaną uwzględnione w modelu 3D z odpowiednią sztywnością.

Zakładając, że moduł dodatkowy Stateczność konstrukcji został aktywowany w Danych bazowych (rys. 2), można zdefiniować ustawienia analizy stateczności dostępne w Nawigatorze danych, jak pokazano na rysunku Rysunek 3. W tym przykładzie do analizy stateczności została wybrana metoda wartości własnych Lanczosa, a liczba najniższych wartości własnych została ustawiona na 4. Jak pokazano na rysunku 3, w ustawieniach analizy stateczności można również uwzględnić inne opcje.

W programie RFEM 6 analizę stateczności można przeprowadzić z uwzględnieniem przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń i sytuacji obliczeniowych. Należy pamiętać, że program oferuje Kreatora kombinacji (można go aktywować w zakładce Podstawa w oknie Przypadki obciążeń i kombinacje), aby pomóc łączenie przypadków obciążeń w kombinacje obciążeń i sytuacje obliczeniowe zgodnie z preferowaną specyfikacją normy. W związku z tym można użyć tego kreatora, aby automatycznie utworzyć kombinacje obciążeń wymienione na rysunku 4. W przypadku wielu kombinacji obciążeń, takich jak w tym przykładzie, można wybrać tę, która ma być wiodącą kombinacją (na przykład CO5) i aktywować opcję „Oblicz obciążenie krytyczne | Rozszerzenie Stateczność konstrukcji”. W tym miejscu można wybrać już zdefiniowane ustawienia analizy stateczności, edytować je lub tworzyć nowe.

Bardziej odpowiednim podejściem do przeprowadzenia analizy stateczności, która zostanie przedstawiona w tym artykule, jest uwzględnienie nie tylko jednej kombinacji obciążeń, ale wszystkich. Można to łatwo zrobić, aktywując obliczenia obciążenia krytycznego bezpośrednio w sytuacji obliczeniowej. Zakładając, że Kreator kombinacji został już aktywowany i jest dostępny w danej sytuacji obliczeniowej (rys. 5), można aktywować opcję „Analiza stateczności”, jak pokazano na rysunku 6. W ten sposób analiza stateczności zostanie automatycznie aktywowana dla wszystkich kombinacji obciążeń utworzonych za pomocą tego kreatora kombinacji.

Po obliczeniu żądanej sytuacji obliczeniowej wyniki wszystkich kombinacji obciążeń będą dostępne zarówno w formie graficznej, jak i tabelarycznej. Najbardziej krytyczny współczynnik obciążenia ze wszystkich kombinacji obciążeń jest uzyskiwany automatycznie dla wybranej sytuacji obliczeniowej i wyświetlany w podsumowaniu tabeli Analiza statyczna (rys. 7). Dostępna jest również główna kombinacja obciążeń, z którą skojarzony jest współczynnik obciążenia krytycznego, dzięki czemu można otworzyć wyniki analizy stateczności dla tej kombinacji obciążeń i wyświetlić odpowiedni kształt postaci (rys. 8). W ten sposób można zauważyć, że najbardziej krytycznym problemem stateczności dla kombinacji obciążeń występujących w rozpatrywanej sytuacji obliczeniowej jest wyboczenie giętne w płaszczyźnie.

W tym momencie należy wziąć pod uwagę, że w standardowych obliczeniach w programie RFEM/RSTAB zaimplementowany jest solwer 6 DOF, a uzyskane wyniki są zgodne z omówionymi powyżej (tj. wyboczenie giętne jest najbardziej krytycznym zagadnieniem stateczności dla obliczeń sytuacji będącej przedmiotem zainteresowania). Jednak wyniki analizy statycznej pokazane na rys. 9 wskazują, że przyłożone obciążenia powodują powstanie momentów zginających My, w związku z czym należy również spodziewać się wystąpienia problemu zwichrzenia belki głównej. Problem ten można rozwiązać, korzystając z rozszerzenia Skrępowanie skrętne (7 stopni swobody), które umożliwia uwzględnienie zwichrowania przekroju jako dodatkowego stopnia swobody podczas obliczania prętów w programach RFEM i RSTAB. Sposób, w jaki można to zrobić, zostanie omówiony w nadchodzącym artykule w bazie wiedzy.

Model 3D

• 3D Viewer | Google
• 3D Viewer | Babylon
• Wirtualna rzeczywistość

Model | Hala stalowa