Przedmiot:
Analiza skręcania skrępowanego zgodnie z AISC DG 9 z rozszerzeniem 7 stopni swobody
Komentarz:
Zgodnie z AISC Design Guide 9 sekcja 4.1 [1] w przypadku przekrojów otwartych poddanych deplanacji należy uwzględnić następujące naprężenia skręcające:
Opis:
- Czyste naprężenie styczne przy skręcaniu (równanie 4.1)
- Naprężenie styczne od deplanacji (równanie 4.2a)
- Naprężenie normalne od deplanacji (równanie 4.3a)
Oprócz naprężeń skręcających, należy również uwzględnić naprężenia od zginania i ścinania (równanie 4.5 i 4.6) wywołane zginaniem w płaszczyźnie i obciążeniem osiowym (równanie 4.7).
Przy użyciu
Rozszerzenie Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody)
, naprężenia te można obliczyć w
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych
. Pozwala to na dokładniejsze określenie całkowitych naprężeń stycznych i normalnych w porównaniu z wynikami bez rozszerzenia 7 stopni swobody, które zazwyczaj generowało niższy stopień wykorzystania. Warunki graniczne wyboczenia nie są jednak sprawdzane.
Ograniczenie skręcania należy zdefiniować za pomocą 'rzeczywistych' podpór węzłowych w programie RFEM (rysunek 01).
Przypisanie utwierdzenia na skręcanie i/lub skręcanie skrępowane w rozszerzeniu ''Długości efektywne'' dla projektowania konstrukcji stalowych (rys. 02) (rys. 02) jest '''nie''' "nie''' uwzględnione w analizie skręcania według AISC Design Guide 9 (z 7 stopniami swobody lub bez (rozszerzenie dodatkowe). Utwierdzenia na skręcanie i skręcanie mają wpływ na inne warunki projektowe.
'''Przykład'''
Belka W12x50 jest poddawana różnym obciążeniom, w tym skręcaniu. W węzłach 5 i 7 znajdują się utwierdzenia obrotu względem jego długości (oś X) (rysunek 03).
Wyniki zi bez rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody) pokazano na rysunku 04. Bez tego rozszerzenia naprężenia tnące i normalne od deplanacji nie są uwzględniane. W warunku projektowym HH7370.00 naprężenia połączone są określane za pomocą wysoce konserwatywnych równań z AISC 360 Section H3.3 [2], „Pręty inne niż HSS poddane skręcaniu i naprężeniom złożonym”.
Dzięki rozszerzeniu warunek projektowy HH7400.00 oblicza łączne naprężenia zgodnie z AISC Design Guide 9 [1], co skutkowało znacznie niższym stopniem warunku projektowego w porównaniu z AISC 360, sekcja H3.3 [2].
Patrząc na szczegóły warunku projektowego dla GG6400.00 z obu analiz, czyste naprężenie styczne od skręcania obliczone bez rozszerzenia jest znacznie wyższe (rysunek 05).
'''Wniosek'''
W tabeli Rozszerzenie Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody) wprowadza deplanację przekroju jako dodatkowy stopień swobody, umożliwiający bardziej dokładną i wszechstronną analizę skręcania. W przypadku projektowania zgodnie z AISC 360 w ramach Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych , naprężenia skręcające są obliczane na podstawie AISC Design Guide 9. Zintegrowanie zaawansowanego rozszerzenia o 7 stopniach swobody umożliwia dokładniejsze i bardziej ekonomiczne wymiarowanie prętów stalowych.