4693x
001720
2021-11-05

Расчет потери устойчивости плоской формы изгиба с помощью нового аддона Депланация при кручении (7 степеней свободы) для RFEM 6/RSTAB 9

В нашей статье представлены основы применения аддона Депланация при кручении (7СтСв). Это дополнение интегрировано в основную программу и позволяет учитывать депланацию сечения при расчёте стержневых элементов. В сочетании с аддонами Устойчивость конструкции и Стальные конструкции можно выполнить расчет потери устойчивости плоской формы изгиба с внутренними силами по методу второго порядка с учетом несовершенств.

Активация аддонов

Аддон Депланация при кручении (Torsional Warping) (7СтСв) активируется в основных данных модели. Для того, чтобы рассчитать коэффициент критической нагрузки для потери устойчивости плоской формы изгиба и применить собственную форму колебаний в качестве исходной формы несовершенства, необходимо также активировать аддон «Устойчивость конструкции». Для расчета стальных балок по норме EN 1993‑1‑1 также активируется дополнение Стальные конструкции.

Граничные условия для расчета с депланацией при кручении

Аддон расширяет расчет стержневых элементов благодаря 7-й степени свободы. При этом, речь идет не о самостоятельном расчете «выделенных» стержней, а о расчете целой модели. Таким образом, напрямую учитывается жесткость смежных стержней либо заданные условия опирания. Поскольку депланация рассматривается как локальная внутренняя сила стержня, дальнейшие глобальные условия опирания для депланации задавать не нужно.

Чтобы учесть жесткость или защемление при депланации стержня, можно применить поперечные ребра жесткости стержня. Например, можно задать размеры торцевой пластины, а перерасчет на пружину депланации будет выполнен автоматически.

По умолчанию предполагается, что депланация не имеет препятствий на концах стержня и не передается между смежными стержнями. Чтобы считать депланацию между двумя стержнями непрерывной, мы можем создать блок стержней.

Точка приложения нагрузки

При расчете с 7 степенями свободы, заданные на стержень нагрузки предполагаются в центре тяжести сечения. Для того, чтобы изменить точку приложения нагрузки, мы можем присвоить нагрузкам эксцентриситет в диалоговом окне редактирования. Аналогично, соединения со смежными стержнями или узловыми опорами предполагаются в центре тяжести. Вы можете применить эксцентриситеты стержней или жесткие стержни в качестве инструмента для ввода внецентренных соединений.

Расчет на устойчивость

При активации функции «выполнить расчет на устойчивость» в определенном загружении, можно проанализировать устойчивость конструкции, подверженной действию загружения. Выполнение анализа собственных чисел с учетом 7-й степени свободы позволяет распознать, кроме потери устойчивости при изгибе, формы выхода из работы потери устойчивости при кручении и при изгибе с кручением, а также рассчитать коэффициент критической нагрузки. Форма колебаний и коэффициенты критической нагрузки можно отобразить в результатах расчета на устойчивость.

Применение несовершенств из масштабированной формы колебаний

Несовершенства, необходимые для расчета потери устойчивости плоской формы изгиба, могут быть созданы путем масштабирования собственной формы. Для этого создайте случай несовершенства «Форма потери устойчивости» и выберите соответствующую собственную форму в качестве начальной. С указанием направления и величины несовершенства по норме, создается предварительный изгиб в качестве предварительной деформации сетки КЭ.

Теперь при расчете внутренних сил можно учесть несовершенство в сочетании нагрузок. Поскольку, особенно в случае нагрузок, близких к критической, в сочетании с несовершенствами возникают большие значения деформации, рекомендуется выполнить расчет по теории третьего порядка для точного определения внутренних сил.

Расчёт стальных конструкций

В расчете стальных конструкций учитываются внутренние силы из вычислений депланации при кручении при выполнении расчета по норме EN 1993-1-1. Если данные компоненты в одной точке превышают предельные значения, установленные в конфигурации предельного состояния по несущей способности, то выполняется  расчет эквивалентных напряжений (при необходимости, с учетом эффективных характеристик сечения). Поскольку данный пример включает в себя расчет на устойчивость, то для расчета необходимо применить частный коэффициент надежности γM1. Введите соответствующую настройку в конфигурации предельного состояния по несущей способности. Остальные флажки расчета на устойчивость можно деактивировать.

В качестве альтернативы, вы можете применить аддон Расчет напряжений-деформаций для простого расчета эквивалентных напряжений. В настоящее время нельзя выполнить пластический расчет с внутренними силами из расчета депланации с кручением.