W tym artykule omówiono dostępne opcje określania nominalnej wytrzymałości na zginanie Mnlb dla stanu granicznego wyboczenia lokalnego, podczas projektowania zgodnie z Aluminium Design Manual (Podręcznik projektowania konstrukcji aluminiowych 2020).
Obliczenia przekrojów zgodnie z Eurokodem 3 opierają się na klasyfikacji projektowanego przekroju według klas określonych w normie. Klasyfikacja przekrojów jest ważna, ponieważ określa granice nośności i nośności obrotowej na skutek wyboczenia lokalnego części przekroju.
Imperfekcje w inżynierii konstrukcyjnej to odchylenia elementów konstrukcyjnych od ich idealnego kształtu, powstałe podczas produkcji. Są one często wykorzystywane w obliczeniach w celu określenia równowagi sił w elementach konstrukcyjnych w układzie odkształconym.
W ustawieniu domyślnym klasa przekroju dla każdego pręta i przypadku obciążenia jest określana automatycznie w modułach obliczeniowych. W oknie wprowadzania przekrojów użytkownik może jednak ręcznie określić klasę przekroju, na przykład jeżeli z obliczeń zostanie wykluczone lokalne wyboczenie.
Deformacje sprężyste elementu konstrukcyjnego pod wpływem obciążenia są oparte na prawie Hooke'a, opisującym liniową zależność naprężenie-odkształcenie. Są one odwracalne: po odciążeniu element powraca do swojego pierwotnego kształtu. Jednakże deformacje plastyczne są nieodwracalne i zazwyczaj znacznie większe niż odkształcenia sprężyste. W przypadku naprężeń plastycznych materiałów ciągliwych, takich jak stal, efekty plastyczności występują w miejscach, w których wzrostowi odkształceń towarzyszy zjawisko lokalnego wzmocnienia. Prowadzi to do powstania trwałych deformacji, a w ekstremalnych przypadkach do zniszczenia elementu konstrukcyjnego.
W programie RF-PUNCH Pro można przeprowadzić obliczenia wymiarowania na przebicie w narożach i przy końcach ścian. Podstawą wymiarowania są siły przebijające, określane automatycznie na podstawie sił wewnętrznych wyznaczonych przez RFEM w połączonej powierzchni. Lokalne koncentracje naprężeń w płytach mogą mieć wpływ na siły wewnętrzne powierzchni obliczone w programie RFEM. W konsekwencji może to skutkować nierealistyczną siłą przebijającą w narożu lub na końcu ściany. Ten artykuł opisuje różne możliwości optymalizacji modelu jakie można stosować celem zminimalizowania tych niekorzystnych wpływów.
Zasady obliczania stalowych elementów walcowanych na zimno są zdefiniowane w EN 1993-1-3. Typowe kształty przekrojów formowanych na zimno to: ceowniki, zetowniki, kształtowniki kapeluszowe lub sigma. Są to wyroby stalowe wykonywane z cienkich blach w procesie walcowania na zimno lub gięcia. Podczas obliczania stanów granicznych nośności należy dopilnować, aby lokalne siły poprzeczne nie prowadziły w środniku do ściskania, wybrzuszenia, wyboczenia lub innej lokalnej formy utraty stateczności. Efekty te mogą być spowodowane działaniem lokalnych sił poprzecznych na półkę profilu oraz sił reakcji w punktach podparcia. W sekcji 6.1.7 normy EN 1993-1-3 szczegółowo opisano, jak określić nośność środnika Rw, Rd na wpływ działania lokalnych sił poprzecznych.
W SHAPE-THIN, obliczenia użebrowanych paneli wyboczeniowych można przeprowadzić zgodnie z sekcją 4.5 normy EN 1993-1-5. W przypadku wyboczenia usztywnionego panelu należy uwzględnić powierzchnie efektywne od lokalnego wyboczenia poszczególnych paneli w płycie i usztywnieniach oraz powierzchnie efektywne całego wyboczenia całego panelu.
W przypadku suwnic podwieszonych, dolny pas toru jezdnego, oprócz głównej nośności, podlega lokalnemu zginaniu półki podwieszonej pod wpływem obciążenia kołem. Pod wpływem lokalnych naprężeń zginających dolny pas zachowuje się jak płyta i podlega naprężeniu dwukierunkowemu [1].
Zgodnie z normą EN 1993‑1‑1 [1] konieczne jest zastosowanie zastępczych imperfekcji geometrycznych o wartościach odzwierciedlających możliwe efekty wszystkich typów imperfekcji. In EN 1993‑1‑1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
Jeżeli przekrój pręta aluminiowego składa się z smukłych elementów, uszkodzenie może wystąpić z powodu lokalnego wyboczenia pasów lub środników, zanim pręt osiągnie pełną wytrzymałość. W module dodatkowym RF-/ALUMINIUM ADM dostępne są teraz trzy opcje określania nominalnej wytrzymałości na zginanie dla stanu granicznego wyboczenia lokalnego, Mnlb, z rozdziału F.3 w Podręczniku projektowania konstrukcji aluminiowych 2015. Trzy opcje obejmują sekcje F.3.1 Metoda średniej ważonej, F.3.2 Metoda wytrzymałości bezpośredniej i F.3.3 Metoda elementów ograniczających.
Zgodnie z normą EN 1993-1-1 [1] konieczne jest zastosowanie zastępczych imperfekcji geometrycznych o wartościach odzwierciedlających możliwe efekty wszystkich typów imperfekcji. In EN 1993-1-1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
Przed analizą przekrojów stalowych przekroje są klasyfikowane zgodnie z EN 1993-1-1, rozdz. 5.5, w odniesieniu do ich nośności i zdolności do obrotu. Poszczególne części przekroju są analizowane i przydzielane do klas od 1 do 4. Klasy przekrojów są określane kolejno i zazwyczaj przydzielane do najwyższej klasy części przekroju. Jeżeli do dalszych obliczeń przekrojów klasy 1 i klasy 2 ma zostać zastosowana nośność plastyczna, nośność sprężystą można analizować od klasy 3 przekrojów. W przypadku przekrojów klasy 4 wyboczenie lokalne występuje jeszcze przed osiągnięciem momentu sprężystego. Aby uwzględnić ten efekt, można użyć szerokości efektywnych. W tym artykule bardziej szczegółowo opisano obliczanie właściwości przekroju efektywnego.
Podczas obliczania zbrojenia powierzchni w RF-CONCRETE Surfaces dostępne są wartości wyników dla stron powierzchni +/- z. W poprzednim poście opisano, jak wyświetlić lokalne strony powierzchni w programie RFEM.