Расчётная длина

Для определения устойчивости необходимо установить длины гибкости, чтобы выявить критическую нагрузку, при которой может произойти потеря устойчивости.

После назначения длины гибкости объекту, требующему расчета, установленные параметры и длины гибкости будут учтены при проверке устойчивости. Если длина гибкости не задана, но проверка устойчивости активирована, будет возвращено предупреждение (см. также таблицу результатов Ошибки и предупреждения).

База

На вкладке 'База' можно задать основные настройки. Ввод коэффициентов длины гибкости и задание узловых опор, которые нужно учитывать, осуществляется на вкладке Узловые опоры и длины гибкости. Варианты ввода адаптируются в зависимости от выбранного стандарта проектирования, поэтому не все опции всегда доступны. Выбор стандарта проектирования осуществляется в основных данных модели, см. также Нормы I.

Способ определения

Выберите какие формы потери устойчивости необходимо проверить для стержня или группы стержней. При сжатии может оказаться критическим изгибная или крутильная гибкость вокруг сильной или слабой оси. Для несимметричных поперечных сечений сжатие также рассматривается в виде комбинации изгибной и крутильной гибкости.

Опция 'Крутильно-изгибная гибкость' активирует проверку на крутильно-изгибную устойчивость при изгибе. В зависимости от выбранного стандарта проектирования есть несколько вариантов для расчета критического момента крутильно-изгибной устойчивости M_cr. Метод собственных значений установлен по умолчанию. Если вы хотите вручную установить значение, активируйте 'Пользовательский' вариант. Для некоторых стандартов доступны дополнительные опции. Так, например, для стандарта проектирования ADM 2020 может быть определен идеальный критический момент в соответствии с главой F.

Оси изгиба

Чаще всего поведение гибкости исследуется вокруг 'основных осей y/u и z/v' поперечного сечения. Однако для несимметричных поперечных сечений может потребоваться рассмотреть также изгибную гибкость вокруг 'осей поперечного сечения y и z'. Этот особый случай важен, например, для доказательств для угловых профилей в решетчатых мачтах.

Тип стержня

Некоторые стандарты проектирования различают разные структурные типы при проверке устойчивости. В зависимости от выбранного стандарта можно классифицировать стержень как консоль или поддерживаемую на обоих концах балку.

Тип коэффициентов длины гибкости

Американские стандарты проектирования различают теоретические и рекомендуемые значения для коэффициентов длины гибкости. Коэффициенты длины гибкости, определяемые как шаблон для, например, односторонне заделанных стержней, адаптируются в соответствии с выбором.

Опции

При помощи опции 'Импорт из анализа устойчивости' можно устанавливать коэффициенты длины гибкости на основе форм потери устойчивости. Соответствующий ввод можно выполнить в дополнительной вкладке 'Импорт из анализа устойчивости' (см. изображение Импорт длины гибкости).

Узловые опоры и длины гибкости

Узловые опоры

Ввод узловых опор определяет граничные условия для проверки крутильно-изгибной гибкости. Также узловые опоры используются для деления стержня или группы стержней на сегменты.

Для определения опор можно выбрать типичные варианты из списка в левом столбце или активировать и деактивировать кнопки в ячейках (жёсткая опора) соответственно.

Помимо жестких или скользящих опор для некоторых направлений возможны пружинные константы, воспользуйтесь контекстным меню ячеек. Жесткость пружины можно ввести в разделе Узловые опоры - Дополнительные данные.

Вы можете задать условия опоры в начальной, конечной точках, а также в промежуточных узлах. Промежуточные узлы учитываются как стандартные узлы между стержнями группы и 'узлы на стержнях' (см. главу Узлы в руководстве RFEM).

Определение промежуточных узлов осуществляется не по номеру узла, а по порядку на стержне: .1 обозначает первый промежуточный узел от начала стержня, .2 - второй и так далее. Если стержень, которому назначена эта длина гибкости, имеет больше или меньше промежуточных узлов, чем в указанном вводе, учёт происходит от начала стержня, и лишние вводы или узлы игнорируются.

Кнопка добавляет новый промежуточный узел выше выбранной строки. Чтобы удалить промежуточный узел, выберите строку и нажмите кнопку . Контекстное меню таблицы также предлагает варианты редактирования строк. С помощью левой кнопки можно выбрать стержень или группу стержней в модели, и количество промежуточных узлов на этой группе будет автоматически добавлено в таблицу. Если длина гибкости уже назначена стержню или группе стержней, с помощью правой кнопки можно выбрать узел. В таблице узловых опор будет автоматически выбрана строка соответствующей промежуточной опоры (если она есть).

Коэффициенты длины гибкости

Таблица 'Коэффициенты длины гибкости' адаптирована к количеству узловых опор. Если промежуточные узлы не определены, существует только один 'сегмент'. Вы можете адаптировать коэффициенты длины гибкости этого сегмента к граничным условиям, путем удлинения или укорачивания длины гибкости для различных форм потери устойчивости.

Подпоры в промежуточных узлах делят стержень или группу стержней на несколько сегментов для различных случаев потери устойчивости:

• Опора 'по z/v' делит длину для изгиба вокруг сильной главной оси с коэффициентом k_y/u
• Опора 'по y/u' делит длину для изгиба вокруг слабой главной оси с коэффициентом k_z/v
• Зажим 'вокруг x' делит длину для крутильной гибкости с коэффициентом k_w

Стрелка обозначает коэффициент длины гибкости, охватывающий сегмент, когда в таблице 'Узловые опоры' отсутствует соответствующая промежуточная подпорка. Вы можете установить коэффициенты длины гибкости для отдельных сегментов в строках таблицы, чтобы адаптировать длины гибкости участков. Для типичных случаев можно использовать предустановленные значения из контекстного меню ячеек.

Длина гибкости, используемая для проверки определенной формы потери устойчивости в данном месте сегмента, определяется путём умножения длины сегмента на соответствующий коэффициент длины гибкости.

Также можно указать абсолютные значения для длин гибкости. Обратите внимание, что эти значения будут использоваться для всех назначенных объектов. В отличие от использования коэффициентов длины гибкости, никакого относительного приспособления к фактической длине сегмента не происходит. Поэтому следует предпочесть определение через коэффициенты длины гибкости по сравнению с вводом абсолютных значений для длины гибкости.

При проверке на крутильно-изгибную стабильность с помощью метода собственных значений всегда рассматривается полная длина объекта с соответствующими опорами. Программа вычисляет критический момент крутильно-изгибной устойчивости M_cr на внутренней модели замещающего стержня с 4 степенями свободы (φ_x, φ_z, u_y, ω) и заданными узловыми опорами. Если вы выбрали пользовательский ввод M_cr, вы можете задать значение M_cr для каждого сегмента. Оно будет использовано для всех расчетных точек в пределах сегмента.

Узловые опоры - Дополнительные данные

Этот раздел отображается, если в выбранной строке задана пружина как опора или имеется боковая опора в y/u без жёсткого зажима вокруг x. Здесь можно детально настроить параметры.

Введите значения характеристик пружин, имеющихся для боковой опоры или вращения вокруг закрепленных осей. Вы также можете установить жесткости для пружинных опор.

Экцентричность относится к боковой опоре в y/u и может действовать стабилизирующе или дестабилизирующе при крутильно-изгибной устойчивости в зависимости от расположения сжатого пояса. Список предлагает опору на верхний или нижний пояс, а также возможность ручного определения.

Пружинные значения и эксцентриситеты учитываются методом собственных значений при определении критического момента для крутильно-изгибной устойчивости.

Импорт из анализа устойчивости

Вкладка Импорт из анализа устойчивости отображается при активации соответствующего флажка на вкладке 'База'. Здесь вы можете выбрать формы потери устойчивости и стержни, чьи коэффициенты длины гибкости k_y/u или k_z/v должны быть учтены.

Вокруг оси

Укажите, из каких расчетных случаев анализа устойчивости должны быть импортированы длины гибкости. Вы можете задать для каждой главной оси собственную форму определенного расчетного случая.

Собственные формы являются свойствами расчетного случая или комбинации нагрузок. Сначала выберите в списке 'Расчетный случай/Комбинация нагрузок', какая нагрузочная ситуация является основной для формы потери устойчивости. Список содержит только те расчетные случаи и комбинации нагрузок, для которых был предусмотрен анализ устойчивости.

На следующем этапе задайте основную 'Форму №'. Список собственных форм доступен для всех рассчитанных расчетных случаев и комбинаций нагрузок.

С помощью кнопки можно отобразить собственные формы в графическом окне главной программы.

Наконец, выберите 'Стержень №' в списке. С помощью кнопки также можно графически выбрать стержень в рабочем окне.

Коэффициенты длины гибкости

В таблице указаны коэффициенты длины гибкости, импортированные из анализа устойчивости для двух главных осей. Если вы хотите вручную изменить значение, активируйте флажок 'Пользовательский' в разделе 'Вокруг оси'. Таким образом, вы сможете вводить данные.

Показанные здесь коэффициенты длины гибкости переносятся в вкладку Узловые опоры и длины гибкости и больше не подлежат редактированию. С помощью опции 'Абсолютные значения' можно также перенести длины гибкости L_cr,y/v и L_cr,z/v стержней из результатов анализа устойчивости. Эта опция может использоваться, например, если длина гибкости для группы стержней должна быть определена из стержня внутри этой группы.