Классификация сечений в случае одноосного изгиба с осевой силой

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Дополнительный модуль RF-STEEL EC3 выполняет детальное классификацию сечений в каждой конструкции до начала проектирования. Таким образом, оценивается восприимчивость к постоянному изгибам всех частей сечения. Определенный класс сечений влияет на определение сопротивления и вращательной способности.

Классы сечений

Еврокод 3 [1] определяет четыре класса сечений:

Pисунок 01 - 1 - Cross-Section Classes

В классификацию сечений включены следующие параметры и граничные условия:

  • Опора стержня сечения (удерживается с одной или двух сторон)
  • Длина стержня сечения c
  • Толщина части сечения t
  • Предел текучести стали, используемой в виде коэффициента эпсилон
  • Распределение напряжений по рассматриваемой части сечения

Класс наиболее неблагоприятно взвешенной части сечения становится определяющим для всего сечения. Для сечений I и H, это обычно относительно тонкое полотно.

Распределение напряжений

Распределение напряжений определяется параметрами альфа (пластик, класс 1 и 2) или psi (эластик, класс 3). В данном случае, альфа представляет собой процентную долю сжимающего напряжения в части сечения, psi, однако, отношение краевых напряжений.

Pисунок 02 - 2 - Explanation of Alpha and Psi

Важно:

  • Существующие напряжения всегда масштабируются вверх или вниз до предела текучести.
  • Сжимающие напряжения всегда должны применяться положительно, растягивающие напряжения отрицательны.

Для исключительно одноосного изгиба в двухсимметричном сечении определение альфа и пси является тривиальным. Если действует дополнительная осевая сила, необходимо учесть дополнительные соображения. Интересно узнать, насколько высоко применяется осевая сила. Существует два подхода, каждый из которых реализован в RF-STEEL EC3.

Pисунок 03 - 3 - Types of Determination of Alpha and Psi

Во-первых, будет сначала обсужден второй вариант «Увеличение N Ed и M Ed равномерно», который предварительно задан в RF-/STEEL EC3. В случае распределения упругих напряжений, существующие напряжения увеличиваются на отношение предела текучести/максимального сжимающего напряжения в части сечения. Параметр psi является результатом зависимости сжимающее напряжение/растягивающее напряжение. Если распределение напряжений является пластическим, то момент и осевая сила увеличиваются до тех пор, пока не будет достигнуто одно из условий взаимодействия, перечисленных в [1], и, таким образом, не будет достигнуто пластическое предельное состояние. См. Также информацию в [2] , стр. 13.

В RF-/STEEL EC3 используется условие взаимодействия по формуле 6.2, потому что оно легко понять и подходит для всех типов сечений. На следующем рисунке показан пример IPE 360, S 235, со следующими внутренними силами и пластическими нагрузками:
M y, Ed = 125,0 кНм N Ed = 300,0 кН
M y, Rd = 239,5 кНм N Rd = 1 709,0 кН

Pисунок 04 - 4 - Interaction Diagram

Экстраполяция существующих нагрузок приводит к следующим предельным внутренним силам:
M N, y, Rd = 179,2 кНм N My, Rd = 430,1 кН

Из предельной осевой силы теперь определяется размер блока напряжений, который применяется в биссектрисе поверхности сечения. Вместе с остальными блоками напряжений изгибающего момента, теперь можно определить длину сжимающего напряжения в части сечения и, следовательно, параметр альфа.

Pисунок 05 - 5 - Calculation of Alpha

Первый вариант «N Ed fixed, увеличение M Ed для достижения f yd » лучше всего объяснить распределением пластических напряжений. Осевая сила не экстраполируется, а прикладывается в применяемом размере. Поэтому, при использовании этой опции, область печати и альфа обычно немного меньше.

Определение предельных значений c/t для отдельных классов сечений здесь не будет описано. Их можно взять из [1], таблица 5.2.

Литература

[1] Еврокод 3: Расчет стальных конструкций. Часть 1-1: Общие правила и нормы для зданий; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[2] SEMI-COMP +: Указания по расчету для сечения и расчета стержня по Еврокоду 3 с акцентом на полукомпактные сечения. Грац: TU Graz - Институт стальных конструкций, июль 2011

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 USD
RFEM Металлоконструкции
RF-STEEL EC3 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет стальных стержней по норме Eврокод 3

Цена первой лицензии
1 480,00 USD
RSTAB Металлоконструкции
STEEL EC3 8.xx

Дополнительный модуль

Расчет стальных стержней по норме Eврокод 3

Цена первой лицензии
1 480,00 USD