Wymiarowanie zwichrzenia zgodnie z ADM 2020 rozdz. F.4 w RFEM 6

Aluminum Design Manual 2020 (ADM 2020) [1] zawiera istotne wytyczne i wymagania projektowe dla inżynierów i projektantów pracujących z aluminium w konstrukcjach. ADM 2020 [1] zawiera metody obliczania momentu sprężystego zwichrzenia (M_e ). Określa, które równania należy zastosować i przestrzegać, aby konstrukcje aluminiowe były zabezpieczone przed tą postacią niestateczności.

Typ przekroju i sił wewnętrznych obliczono w programie RFEM 6 odniesiono do typu przekroju i sił wewnętrznych obliczonych w analizie statycznej, a rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych stosuje te wyniki w równaniach z ADM 2020 [1]. Dokładniej, równania z rozdz. F.4 [1] dla obliczeń zwichrzenia. W rozdz. F.4 [1] służy do klasyfikacji przekroju pręta i obliczania smukłości zwichrzenia (λ). Jeżeli stosuje się więcej niż jeden przekrój, należy użyć dowolnego odpowiedniego przekroju.

Klasyfikacja przekrojów w obliczeniach zwichrzenia

Sek. F.4 [1] klasyfikuje przekroje aluminiowe w zależności od tego, czy są one symetryczne względem osi gięcia, czy też są niesymetryczne względem osi gięcia, zamknięte lub prostokątne przekroje prętowe. W kolejnych sekcjach tego artykułu, będzie wiele przekrojów wraz z wyjaśnieniem, gdzie mieszczą się w Sec. F.4 [1]. Następnie przedstawiamy sposób ich obliczania w programie RFEM 6. Przeprowadzone zostanie proste porównanie programów ADM 2020 [1] i RFEM 6. Na poniższym rysunku każdy przykład przedstawia prawidłową kontrolę normy i porównuje ją z kontrolą normy stosowaną w programie RFEM 6.

Tabela przekrojów i odpowiednie sprawdzenie

Przekroje monosymetryczne

Przekrój monosymetryczny to przekrój, który można idealnie odwzorować względem osi zginania lub osi niezginania. Przykładami monosymetrycznych przekrojów standardowych są przekroje T i Ceowniki.

Dla tego typu kształtów smukłość należy określać zgodnie z rozdz. F.4.2.1 [1], która dotyczy kształtów symetrycznych względem Osi zginania. Jeżeli przekrój jest niesymetryczny względem osi gięcia, należy to sprawdzić zgodnie z rozdz. F.4.2.5 [1].

W załączonym modelu programu RFEM 6 ceownik jest zamodelowany jako swobodnie podparta belka o równomiernym obciążeniu. Przekroje symetryczne względem osi gięcia są obliczane zgodnie z Sec. F.4.2.1 [1] wykorzystujący rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych.

Przekroje podwójnie symetryczne

Przekrój bisymetryczny to przekrój, który można idealnie odwzorować względem osi zginania i osi niezginania. Przykładami znormalizowanych przekrojów, które są podwójnie symetryczne, są przekroje dwuteowe, prostokątne i okrągłe zamknięte.

LTB dla znormalizowanego przekroju dwuteowego należy projektować zgodnie z rozdz. F.4.2.1 [1], ale może być również obliczony zgodnie z rozdz. F.4.2.5 [1], ponieważ kształtownik ten może być symetryczny lub niesymetryczny względem osi zginania, pod warunkiem przyłożenia obciążenia bocznego.

W załączonym modelu RFEM 6 przekrój dwuteowy o symetrii podwójnej (pręt nr 4) jest zamodelowany jako belka swobodnie podparta o równomiernym obciążeniu bocznym. Ten typ przekroju został zaprojektowany zgodnie z rozdz. F.4.2.1 [1], ponieważ obciążenie boczne w którymkolwiek kierunku osi głównej jest zawsze symetryczne względem osi zginania.

Przekroje niesymetryczne

Niesymetryczny przekrój to przekrój, dla którego nie można uzyskać idealnego odbicia lustrzanego względem osi zginania lub osi niezginania. Przykładem znormalizowanego przekroju, który jest uważany za niesymetryczny względem którejkolwiek z jego osi, jest Zetownik.

LTB dla tego przekroju należy obliczać tylko za pomocą Sec. F.4.2.5 [1] Dowolny kształt. Za pomocą tego przekroju określana jest wartość smukłości i zwichrzenia dla przekrojów niesymetrycznych.

W załączonym modelu w programie RFEM 6 zetownik (CF 4ZU1.25x075) jest modelowany (pręt nr 5) jako belka swobodnie podparta z równomiernym obciążeniem. W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji aluminiowych kształt ten jest projektowany zgodnie z sek. F.4.2.5 [1] w odniesieniu do zwichrzenia.

Zamknięte przekroje

Zamknięty przekrój odnosi się do kształtownika, którego obwód jest całkowicie zamknięty. Typowym przykładem przekroju zamkniętego pręta aluminiowego jest rura prostokątna lub prostokątny przekrój zamknięty. W tym przypadku kształt przekroju przypomina prostokąt, ale jest on zamknięty ze wszystkich stron, tworząc konstrukcję podobną do rury.

Obliczając zwichrzenie dla przekroju zamkniętego, smukłość należy określić poprzez odniesienie do Sec. F.4.2.3 [1] Kształty zamknięte.

W załączonym modelu programu RFEM 6 kwadratowy profil zamknięty (pręt nr 6) jest zamodelowany jako belka swobodnie podparta i równomiernie podparta. LTB, obliczane zgodnie z ADM 2020 w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji aluminiowych, jest obliczane przy użyciu współczynnika Sek. F.4.2.3 [1] Przekroje zamknięte do wyznaczania smukłości (λ).

Pręty prostokątne

Płaski prostokątny przekrój prętowy odnosi się do długiego i wąskiego kształtu geometrycznego o płaskiej powierzchni i prostokątnych bokach.

Sek. Parametr F.4.2.4 [1] należy wykorzystać do obliczenia Smukłości płaskiego pręta prostokątnego w celu ostatecznego znalezienia krytycznego momentu wyboczeniowego.

W dołączonym modelu programu RFEM 6 pręt prostokątny (pręt nr 7) jest zamodelowany jako belka swobodnie podparta z równomiernym obciążeniem bocznym. Jest ona obliczana na podstawie równań z rozdz. F.4 [1], a smukłość obliczana jest za pomocą równ. F.4-7 zgodnie z rozdz. F.4.2.4 [1].

Wniosek

Obliczanie zwichrzenia zgodnie z ADM 2020 Sec. Zgodnie z F.4 [1], inżynier musi określić, do którego podprzekroju należy ich przekrój w celu określenia smukłości i innych właściwości przekroju. Główne kategorie są podzielone według kształtu i symetrii. Symetryczny lub niesymetryczny względem osi gięcia, przekrój zamknięty/otwarty lub pręt prostokątny.

W programie RFEM 6 rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych klasyfikuje przekroje w taki sam sposób, jak opisano w rozdz. F.4 [1]. Normę obliczeniową ADM 2020 należy wybrać w zakładce Norma I w Danych podstawowych. Na koniec, w rozdziale F, w sekcji Długości efektywne w parametrach obliczeniowych pręta. musi być zaznaczona. Na koniec, korzystając z tych samych parametrów, można obliczyć Współczynnik modyfikacji (C_b ) zgodnie z pkt. F.4.1.

Dane podstawowe - norma I

Pręt - parametry obliczeniowe