Сравнение критических коэффициентов нагрузки для потери устойчивости в продольном направлении по методу и модулю

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator Посмотреть исходный текст | DE

Величина разветвления для продольного изгиба с кручением или кручение в случае одной пролетной балки будет сравниваться в соответствии с различными методами расчета устойчивости.

Система и нагрузки

Данная модель представляет собой однопролетную балочку длиной 15 м. Сечение однопролетной балки - это IPE 400, изготовленное из S355. Нагрузка составляет 5 кН / м. Самовесом пренебрегают.

Pисунок 01 - Система и нагрузки

Расчет без стабилизации

Верификация может быть выполнена с помощью стандартных установок (однопролетная балка с боковыми и защемлениями) дополнительного модуля RF-STEEL EC3 в соответствии с немецким национальным приложением и не будет выполнена.

Критический момент потери устойчивости здесь только 72,61 кНм, и это значение подтверждается общими формулами из технической литературы.

Pисунок 02 - Расчет без стабилизации

Расчет со стабилизацией на верхней гармошке

С помощью виртуального поперечного стержня, соединяющегося в середине верхнего хорды, смещение верхнего хорды фиксировано.

Данная стабилизация может быть выполнена в RF-STEEL EC3 с помощью бокового промежуточного сдерживания без необходимости разделения стержня для этой цели.

Pисунок 03 - Ввод промежуточного защемления

Последующая конструкция в соответствии с Разделом 6.3.2.3 EN 1993-1-1 [1] приводит к успешной проверке и критическому изгибающему моменту 209,52 кНм.

Pисунок 04 - Расчет со стабилизацией

По сравнению с общим методом в качестве расчета узлов стержней

На следующем шаге проверка будет выполняться в соответствии с общим методом в качестве расчета блоков стержней. Данный стержень можно скопировать в направлении Y, включая опоры и нагрузку, разделенные один раз в середине, и можно создать блок стержней.

Pисунок 05 - Блок стержней

В новом расчетном случае в RF- / STEEL EC3, данный блок теперь выбран для расчета. Вместо окна 1.5 Линейные длины - стержни появляется окно 1.7 Узловая поддержка. По умолчанию в начале и конце блока расчетных кронштейнов были определены две опоры с опорой φ x ' и u y' .

Чтобы стабилизировать его посередине, требуется создать другую опору с эксцентриситетом -200 мм в локальном z-направлении.

Поддержки можно легко отобразить с помощью кнопки в окне частичного вида.

Pисунок 06 - Ввод узловой поддержки

Данная проверка является успешной и рассчитывается значение ветвления 1,49.

Pисунок 07 - Расчет по общему методу

Используя максимальный момент, можно определить критический момент потери устойчивости 209,54 кНм, который соответствует последнему расчету.

Pисунок 08 - Расчет Момента продольного сжатия с кручением

Соотношение гибкости балки задано как 1.488 и требуется для применения несовершенства в следующем разделе.

Сравнение с расчетным анализом

На следующем шаге значение ветвления будет сравниваться с анализом деформации, что означает, что вместо четырех степеней свободы используются семь степеней свободы.

Для выбора опции «Произвольный анализ деформации», в диалоговом окне «Подробности», выберите «Деформация деформации», вкладку «Деформация кручения».

Pисунок 09 - Активация кручения деформации

Как и в случае с методом 6.3.4 EN 1993-1-1, необходимо проверить узловые опоры и при необходимости отрегулировать их.

Pисунок 10 - Ввод узловых опор для расчета деформаций

В окне 1.13 приводится значение несовершенства L / 400.

Дальнейший расчет более благоприятен и приводит к значению разветвления 1.489, что очень хорошо согласуется с предыдущими расчетами.

Pисунок 11 - Результаты расчетного кручения

Сравнение с дополнительным модулем RF- / FE-LTB

На последнем шаге однопролетная балка (блок стержней) будет спроектирована с дополнительным модулем RF- / FE-LTB, и здесь здесь будет сравниваться значение разветвления.

В RF / FE-LTB узловые опоры, определенные в блоке стержней, напрямую импортируются.

Pисунок 12 - Определение узловых опор в RF- / FE-LTB

Тем не менее, невозможно определить эксцентриситет, поэтому промежуточное удерживание не определено в качестве узловой опоры, а в качестве концевой пружины стержня в окне 1.6.

При вводе нагрузки обратите внимание на применение эксцентриситета, поскольку в противном случае имеет место слишком благоприятный расчет.

Pисунок 13 - Эксцентриситет нагрузки в RF-/ FE-LTB

Несовершенство выполняется вручную для измерения первой собственной длины 1,875 см.

Окончательный расчет приводит к значению разветвления 1.489 и соответствует всем предыдущим расчетам.

Pисунок 14 - Отображение критического коэффициента нагрузки

Ключевые слова

Потертый продольный изгиб Расчет деформации Стальные конструкции EC3

Литература

[1]   Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; EN 1993‑1‑1:2010‑12

Загрузки

Ссылки

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
RFEM Металлоконструкции
RF-STEEL Warping Torsion 5.xx

Расширение модуля RF-STEEL EC3

Нелинейный расчет депланации при кручении с 7 степенями свободы

Цена первой лицензии
850,00 USD
RSTAB Металлоконструкции
STEEL Warping Torsion 8.xx

Расширение модуля STEEL EC3

Нелинейный расчет депланации при кручении с 7 степенями свободы

Цена первой лицензии
850,00 USD
RFEM Металлоконструкции
RF-FE-LTB 5.xx

Дополнительный модуль

Нелинейный расчет стержней на устойчивость плоской формы изгиба методом второго порядка (МКЭ)

Цена первой лицензии
900,00 USD
RSTAB Металлоконструкции
FE-LTB 8.xx

Дополнительный модуль

Нелинейный расчет стержней на устойчивость плоской формы изгиба методом второго порядка (МКЭ)

Цена первой лицензии
900,00 USD