Для расчётов на потерю устойчивости при изгибной и изгибно-крутильной потере устойчивости по методу заменяющего стержня, например согласно EN 1993-1-1 [1] 6.3.1 до 6.3.3, необходимо задать длины потери устойчивости, чтобы программа могла определить критическую нагрузку для потери устойчивости.
Если стержню или набору стержней назначена длина потери устойчивости, то соответствующие настройки и длины потери устойчивости учитываются при расчёте устойчивости объекта. Если длина потери устойчивости не задана, но проверка устойчивости активирована, в таблице Fehler & Warnungen в качестве результата выводится предупреждение.
База
На вкладке База следует выполнить основные настройки. Коэффициенты длины потери устойчивости и узловые закрепления можно затем задать на вкладке Узловые закрепления и длины потери устойчивости. Возможности ввода согласованы с нормой, которая задана в основных параметрах модели.
Учитывать длины потери устойчивости
С помощью флажков задайте, какие формы потери устойчивости следует проверять для стержня или набора стержней. При сжатии могут быть определяющими изгибная потеря устойчивости относительно сильной или слабой оси, а также крутильная потеря устойчивости. Для несимметричных сечений при сжатии дополнительно рассматривается изгибно-крутильная потеря устойчивости при чистом сжатии как сочетание изгибной и крутильной потери устойчивости. Опция 'Изгибно-крутильная потеря устойчивости' активирует проверку изгибно-крутильной потери устойчивости при изгибе.
Способ определения идеального критического момента
В зависимости от нормы доступны различные способы определения идеального момента изгибно-крутильной потери устойчивости Mcr (момента бифуркации). По умолчанию выбран метод собственных значений. Если вы хотите задать значение вручную, активируйте опцию 'Пользовательский'. Для некоторых норм предусмотрены дополнительные варианты выбора. Например, при расчёте по AISC 360 идеальный критический момент может быть определён согласно главе F.
Оси потери устойчивости
Как правило, следует проверять поведение при потере устойчивости относительно 'главных осей сечения y/u и z/v'. Однако для несимметричных сечений, помимо осей u и v, может потребоваться рассматривать и изгибную потерю устойчивости относительно 'осей сечения y и z'. Этот частный случай, например, важен для расчётов уголков в решётчатых мачтах.
Тип стержня
Нормы, такие как GB 50017 [2], различают при расчёте устойчивости разные типы конструкций. Здесь вы можете классифицировать стержень в этом разделе как консоль или как балку, опёртую с обеих сторон.
Тип коэффициента длины потери устойчивости
Американские нормы расчёта различают теоретические и рекомендуемые значения коэффициентов длины потери устойчивости. Коэффициенты длины потери устойчивости, задаваемые как шаблон, например для стержней с заделкой с одной стороны, корректируются в соответствии с выбранным вариантом.
Параметры
Флажок 'Импортировать из анализа устойчивости' позволяет задавать коэффициенты длины потери устойчивости на основе форм потери устойчивости. Соответствующие данные можно задать на дополнительной вкладке Импортировать из анализа устойчивости.
Узловые закрепления и длины потери устойчивости
Узловые закрепления
Узловые закрепления на стержне или наборе стержней задают граничные условия для проверки изгибно-крутильной потери устойчивости. Кроме того, узловые закрепления используются для разбиения стержня или набора стержней на сегменты.
Для задания опор в столбце 'Тип опоры' можно выбрать типовые варианты из списка. В качестве альтернативы активируйте или деактивируйте флажки в ячейках отдельных столбцов (жёсткая опора / отсутствие опоры).
Помимо жёсткого или свободного закрепления, для некоторых направлений возможны и значения жёсткости пружин. Для этого используйте контекстное меню ячейки. Жёсткость пружины можно задать в разделе Узловые закрепления - Дополнительные данные.
Промежуточные узлы
Вы можете задать условия закрепления не только в начале и в конце объекта, но и в промежуточных узлах. В качестве промежуточных узлов учитываются стандартные узлы между стержнями набора стержней, а также узлы на стержнях (см. главу Узлы руководства по RFEM). После вставки номера указываются в столбце 'Узел'.
Определение промежуточных узлов выполняется не по номерам узлов, а по порядку на стержне: .1 обозначает первый промежуточный узел от начала стержня, .2 — второй промежуточный узел и т. д. Если стержень, которому назначена длина потери устойчивости, имеет в модели больше или меньше промежуточных узлов, чем указано здесь, учёт выполняется от начала стержня. Лишние записи или узлы игнорируются.
Чтобы вручную вставить промежуточный узел, установите флажок 'Промежуточный узел'. С помощью кнопки
можно добавить новые промежуточные узлы. Чтобы удалить промежуточный узел, выделите строку и нажмите кнопку
. Контекстное меню таблицы также предоставляет возможности редактирования строк.
В качестве альтернативы используйте кнопку
, чтобы перенять промежуточные узлы объекта из модели. Выберите стержень или набор стержней в рабочем окне. После этого количество промежуточных узлов будет перенесено в таблицу.
Если длина потери устойчивости назначена стержню или набору стержней, с помощью кнопки
можно проверить назначение узлов. После выбора узла в рабочем окне в таблице выделяется строка соответствующей промежуточной опоры (если она задана).
Как только длина потери устойчивости назначена стержню или набору стержней, вы можете проверить опоры с помощью кнопки
в графике диалога (см. рисунок Узловые закрепления и длины потери устойчивости).
Коэффициенты длины потери устойчивости
Таблица 'Коэффициенты длины потери устойчивости' согласована с количеством узловых закреплений. Если промежуточные узлы не заданы, существует только так называемый 'сегмент'. Длину потери устойчивости этого сегмента можно адаптировать к граничным условиям, уменьшая или увеличивая коэффициенты длины потери устойчивости для различных форм потери устойчивости.
Опирание через закрепления в промежуточных узлах разбивает стержень или набор стержней на сегменты для различных случаев потери устойчивости:
- Опора в z/v делит длину для потери устойчивости относительно сильной главной оси с коэффициентом ky/u.
- Опора в y/u делит длину для потери устойчивости относительно слабой главной оси с коэффициентом kz/v.
- Заделка относительно x делит длину для крутильной потери устойчивости с коэффициентом kT.
Стрелка в столбце символизирует коэффициент длины потери устойчивости, действующий на весь сегмент. Это имеет место, если в таблице 'Узловые закрепления' отсутствует промежуточная опора.
Вы можете скорректировать коэффициент длины потери устойчивости и, тем самым, длину потери устойчивости сегмента, введя коэффициент непосредственно или выбрав один из предустановленных случаев в списке контекстного меню ячейки.
Длина потери устойчивости, используемая для проверки формы потери устойчивости в точке сегмента, определяется умножением длины сегмента на соответствующий коэффициент длины потери устойчивости.
|
Lcr |
Расчётная длина |
|
k |
Коэффициент расчётной длины |
|
L |
Длина стержня или сегмента |
Вы можете также задавать длины потери устойчивости непосредственно. Для этого установите флажок 'Абсолютные значения'. Заголовки столбцов тогда будут изменены на единицы длины.
При проверке изгибно-крутильной потери устойчивости с помощью решателя собственных значений каждый сегмент объекта рассматривается с соответствующими закреплениями. Программа определяет идеальный момент изгибно-крутильной потери устойчивости Mcr на внутренней модели заменяющего стержня с четырьмя степенями свободы (φx, φz, uy, ω) и заданными узловыми закреплениями. Если на вкладке Basis выбрано пользовательское задание Mcr, вы можете задать критический момент изгибно-крутильной потери устойчивости для каждого сегмента вручную. Это значение затем используется для всех точек проверки внутри сегмента.
Узловые закрепления - Дополнительные данные
Этот раздел отображается, если в качестве узлового закрепления задана пружина или имеется боковое закрепление в y/u без жёсткой заделки относительно x. Здесь можно подробно задать параметры.
Укажите характеристики 'пружин', которые присутствуют для бокового закрепления или поворота относительно закреплённых осей. Можно также задать жёсткости для пружин по кручению сечения.
'Эксцентриситет' относится к боковому закреплению в y/u. В зависимости от положения сжатого пояса он может оказывать стабилизирующее или дестабилизирующее влияние на изгибно-крутильную потерю устойчивости. В списке доступны опирание по верхнему или нижнему поясу, а также возможность ручного задания.
Жёсткости пружин и эксцентриситеты учитываются при определении идеального момента изгибно-крутильной потери устойчивости методом собственных значений.
Импортировать из анализа устойчивости
Вкладка Импортировать из анализа устойчивости отображается, если на вкладке База активирован соответствующий флажок. Здесь можно выбрать формы потери устойчивости и стержни, для которых следует принимать коэффициенты длины потери устойчивости ky/u или kz/v.
Относительно оси y/u / Относительно оси z/v
Укажите, из каких загружений анализа устойчивости следует импортировать длины потери устойчивости. Для каждой главной оси можно задать собственную форму для конкретного загружения.
Формы собственных колебаний являются свойствами загружения или комбинации нагрузок. Сначала в списке 'Загружение/Комбинация загружений' выберите, какая нагрузочная ситуация является определяющей для формы потери устойчивости. В списке содержатся только загружения и комбинации загружений, для которых был задан анализ устойчивости.
На следующем шаге задайте определяющую 'Номер формы'. Список собственных форм доступен для всех рассчитанных загружений и комбинаций загружений.
С помощью кнопки
можно отобразить собственные формы в графическом окне основной программы.
Затем выберите в списке 'Стержень №'. С помощью кнопки
можно также определить стержень графически в рабочем окне.
Коэффициенты длины потери устойчивости
В таблице указываются коэффициенты длины потери устойчивости, импортированные из анализа устойчивости для обеих главных осей. Если вы хотите вручную скорректировать значение, активируйте вверху раздела 'Относительно оси' флажок 'Пользовательский'. После этого поле ввода станет доступным.
Показанные здесь коэффициенты длины потери устойчивости переносятся на вкладку Узловые закрепления и длины потери устойчивости. Там они больше не редактируются.
С помощью опции 'Абсолютные значения' можно также перенять длины потери устойчивости Lcr,y/v и Lcr,z/v стержней из результатов анализа устойчивости. Эта опция может, например, использоваться, если длина потери устойчивости для набора стержней должна приниматься по входящему в него стержню.
