Lokalne wyboczenie prętów sprężystych według ADM 2020 w RFEM 6

Artykuł techniczny na temat analizy statyczno-wytrzymałościowej w programach Dlubal Software

  • Baza informacji

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

W aluminiowym przekroju prętowym złożonym z smukłych elementów może wystąpić lokalne zniszczenie pasów lub środnika, zanim pręt osiągnie pełną wytrzymałość. W rozszerzeniu Aluminium Design dostępne są trzy opcje określania nominalnej wytrzymałości na zginanie, Mnlb dla stanu granicznego wyboczenia lokalnego podczas wymiarowania zgodnie z Poradnikiem projektowania aluminium 2020 [1].

  • F.3.1 metoda średniej ważonej

Jest to najczęściej stosowana metoda stosowana w przykładach ADM, a także domyślna opcja w programie RFEM 6. Metoda średniej ważonej łączy wytrzymałości określone osobno dla każdego elementu za pomocą równania F.3-1 z ADM 2020 [1].

  • F.3.2 metoda wytrzymałości bezpośredniej

W metodzie tej wytrzymałość przekroju na wyboczenie jako całości jest określana na podstawie analizy, która bezpośrednio obejmuje wzajemne oddziaływanie elementów. Metoda ta jest najbardziej dokładną i wszechstronną z trzech metod.

  • F.3.3 Metoda elementów ograniczających

Metoda ta ogranicza wytrzymałość pręta na zginanie na podstawie najmniejszej spośród wszystkich elementów wytrzymałości na wyboczenie lokalne. Metoda ta jest często mniej dokładna i bardziej konserwatywna, ponieważ nie uwzględnia interakcji między elementami.

Wszystkie trzy metody zastosowane w sekcji F.3 w celu określenia wytrzymałości na wyboczenie lokalne odnoszą się do sekcji B.5.4 i B.5.5. W tych przekrojach określa się wytrzymałość elementów na ściskanie równomierne oraz na ściskanie przy zginaniu. Wytrzymałość na wyboczenie lokalne zależy ponadto od stosunku szerokości do grubości, b/t, od tego, czy element jest podparty na jednej, czy na obu krawędziach.

Porównanie wyników programu RFEM przy użyciu trzech różnych metod

Wytrzymałość belki aluminiowej na wyboczenie lokalne w Przykładzie 3 ADM jest porównywana z wynikami programu RFEM przy użyciu trzech różnych metod opisanych wcześniej.

Belka o długości 16 stóp jest wykonana z przekroju AW 5 x 3,70 i materiału 6061-T6 (B221). Belka ma ciągłe podpory boczne i pionowe rozstawy podpór w odległości 4 m na środku. Przenosi równomierne obciążenie własne o wartości 4,50 k/ft (zdjęcie 2).

Właściwości przekroju pokazano na rysunku 3.

Lokalne naprężenia wyboczeniowe w pasie i środniku są potrzebne do określenia nominalnej wytrzymałości pręta na zginanie.

Lokalne naprężenie wyboczeniowe pasa

Półka (płaski element podparty na jednej krawędzi) podlega równomiernemu ściskaniu. Jego lokalne naprężenie wyboczeniowe jest określane zgodnie z sekcją B.5.4.1.

Współczynnik smukłości, b/t jest równy [(3,5 cala -0,19 cala - 2*0,30 cala)/2]/0,32 cala = 4,234

Współczynnik smukłości λ1 = 6,7 można wyznaczyć za pomocą równania podanego w sekcji B.5.4.1 lub zaczerpnąć bezpośrednio z tabeli 2-19 w części VI.

Ponieważ b/t = 4,234 jest mniejsze niż λ1 = 6,7, stan graniczny plastyczności jest kontrolowany. Dlatego równomierne naprężenie ściskające, Fc = Fcy = 35,0 ksi (tabele A.4.1 i A.4.3).

Lokalne naprężenie wyboczeniowe środnika

Środnik (płaski element podparty na dwóch krawędziach) jest ściskany zginająco. Jego lokalne naprężenie wyboczeniowe jest określane zgodnie z sekcją B.5.5.1.

Współczynnik smukłości, b/t, jest równy [(5,0 cala -2*0,32 cala -2*0,3 cala)]/0,19 cala = 19,789

Współczynnik smukłości λ1 = 33.1 można obliczyć za pomocą równania podanego w sekcji B.5.5.1 lub pobrać bezpośrednio z tabeli 2-19 w części VI.

Ponieważ b/t = 19,789 jest mniejsze niż λ1 = 33,1, stan graniczny plastyczności jest kontrolowany. Dlatego też zginające naprężenie ściskające, Fb = 1,5*Fcy = 1,5*35,0 ksi = 52,5 ksi (tabele A.4.1 i A.4.3).

Szczegóły kontroli obliczeń w programie RFEM 6 zawierają równania i odniesienia stosowane w każdej metodzie. Wyniki każdej metody można łatwo zweryfikować.

  • Nominalna wytrzymałość na zginanie, Mnlb na metodę średniej ważonej F.3.1
  • Nominalna wytrzymałość na zginanie, Mnlb według metody F.3.2 bezpośredniej wytrzymałości na zginanie
  • Nominalna wytrzymałość na zginanie, Mnlb według F.3.3 Metoda elementu ograniczającego

Jest to metoda użyta w Przykładzie 3 [1]. Pomijalna różnica w stopniu wykorzystania pochodzi ze wzoru na belkę użytego do określenia maksymalnego wymaganego momentu zginającego.

Wniosek

W tym przykładzie współczynniki kontroli obliczeń w metodzie średniej ważonej i bezpośredniej metodzie wytrzymałości są prawie identyczne (0,657 i 0,662). Zgodnie z oczekiwaniami, Metoda Elementów Ograniczających jest najbardziej zachowawcza i ma najwyższy współczynnik kontroli obliczeń (0,749).

Autor

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Inżynier wsparcia technicznego

Firma Cisca jest odpowiedzialna za wsparcie techniczne dla klientów i ciągły rozwój programu na rynek północnoamerykański.

Słowa kluczowe

Wyboczenie loklane Pręty sprężyste Projektowanie konstrukcji aluminiowych

Literatura

[1]   Aluminum Design Manual 2020

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 417x
  • Zaktualizowane 20. lipca 2022

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Masz dodatkowe pytania lub potrzebujesz porady? Skontaktuj się z nami przez telefon, e-mail, czat, forum lub przeszukaj stronę FAQ, dostępną 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

[email protected]

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 8. grudnia 2022 9:00 - 13:00 CET

Szkolenie online | Polski

RFEM 6 | Podstawowe

Szkolenie online 15. grudnia 2022 10:00 - 14:00 CET

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 17. listopada 2022 9:00 - 13:00 CET

Szkolenie online | Angielski

RFEM 6 dla studentów | USA

Szkolenie online 8. listopada 2022 13:00 - 16:00 EDT

Analiza etapów budowy\n w RFEM 6

Analiza etapów budowy w RFEM 6

Webinar 19. października 2022 14:00 - 15:00 EDT

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 15. września 2022 9:00 - 13:00 CEST

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 8. września 2022 9:00 - 13:00 CEST

Symulacja wiatru CFD z RWIND 2

Symulacja wiatru CFD z RWIND 2

Webinar 29. czerwca 2022 14:00 - 15:00 EDT

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 15. czerwca 2022 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

RFEM 6 dla studentów | USA

Szkolenie online 8. czerwca 2022 13:00 - 16:00 EDT

Wymiarowanie aluminium ADM 2020 w\n RFEM 6

ADM 2020 Aluminium Design w RFEM 6

Webinar 25. maja 2022 14:00 - 15:00 EDT

ASCE 7-16 Analiza spektrum odpowiedzi w RFEM 6

ASCE 7-16 Analiza spektrum odpowiedzi w RFEM 6

Webinar 5. maja 2022 14:00 - 15:00 EDT

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 27. kwietnia 2022 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 24. marca 2022 8:30 - 12:30 CET

Obliczanie konstrukcji membranowej w RFEM 6

Obliczanie konstrukcji membranowej w RFEM 6

Webinar 17. marca 2022 14:00 - 15:00 EDT

RFEM 6
konstrukcja aluminiowa, odkształcenie

Obliczenia

Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych wymiaruje pręty aluminiowe ze względu na stan graniczny nośności i użytkowalności zgodnie z międzynarodowymi normami.

Cena pierwszej licencji
1 850,00 EUR