Расчётная длина

Для расчета на устойчивость при сжимающих и изгибно-крутильных деформациях по методу стержня эквивалента, например, согласно EN 1993-1-1 [1] 6.3.1 до 6.3.3, необходимо определить длины потери устойчивости, чтобы программа смогла определить критическую нагрузку для потери устойчивости.

Если к элементу или набору элементов присвоена длина потери устойчивости, то соответствующие настройки и длины учитываются при расчетах устойчивости объекта. Если длина потери устойчивости не определена, но проверка устойчивости активирована, то в таблице Ошибки и предупреждения выдается предупреждение в качестве результата.

Основы

На вкладке Основы необходимо принять основные решения. Коэффициенты длин потери устойчивости и опорные узлы затем можно определить на вкладке Опорные узлы и длины потери устойчивости. Доступные варианты ввода данных адаптированы к стандарту, который сохранен в базовых настройках модели.

Диалоговое окно «Новые эффективные длины»

Учет длин потери устойчивости

С помощью флажков определите, какие формы потери устойчивости должны быть проверены для элемента или набора элементов. При нагрузке на сжатие могут стать решающими изгибную потерю устойчивости вокруг сильной или слабой оси, а также крутильную потерю устойчивости. Для асимметричных сечений с нагрузкой на сжатие также рассматривается изгибно-крутильная потеря устойчивости как комбинация между изгибной и крутильной потерей устойчивости. Опция 'Изгибно-крутильная потеря устойчивости' активирует проверку для изгибно-крутильной потери устойчивости при изгибной нагрузке.

Метод определения идеального критического момента

В зависимости от стандарта доступны различные методы определения идеального критического момента изгибно-крутильной потери устойчивости M_cr' (момент ветвления). По умолчанию установлено использование метода собственных значений. Если вы хотите установить значение вручную, активируйте опцию "Пользовательское значение". Для некоторых стандартов доступны дополнительные варианты выбора. Например, при расчете по стандарту AISC 360 идеальный критический момент может быть определен согласно главе F.

Осевые направления потери устойчивости

Как правило, поведение по потере устойчивости следует исследовать относительно 'главных осей сечения y/u и z/v'. Однако для асимметричных сечений может потребоваться рассмотреть также изгибную потерю устойчивости относительно 'осей сечения y и z' вместе с осями u и v. Этот особый случай, например, применим при проверке угловых профилей в мачтах.

Главные (u/v) и исходные (y/z) оси угла

Тип элемента

Такие стандарты, как GB 50017 [2], различают типы структур при проверке устойчивости. В этом разделе вы можете классифицировать элемент как консоль или двусторонне закрепленный балку.

Тип коэффициента потери устойчивости

Американские стандарты проектирования различают теоретические и рекомендуемые значения коэффициентов длин потери устойчивости. Заданные в качестве шаблона коэффициенты потери устойчивости для, например, односторонних закрепленных элементов настраиваются соответственно выбору.

Опции

Используя флажок 'Импорт из анализа устойчивости', можно задать коэффициенты потери устойчивости на основе форм потери устойчивости. Соответствующие вводимые данные можно осуществить на дополнительной вкладке Импорт из анализа устойчивости.

Опорные узлы и длины потери устойчивости

Определение узловых опор и расчётных длин

Опорные узлы

Опорные узлы для элемента или набора элементов задают граничные условия для расчета изгибно-крутильной потери устойчивости. Опорные узлы также используются для разделения элемента или набора элементов на сегменты.

Для определения опорных узлов вы можете в столбце 'Тип опоры' выбрать типичные варианты из списка. Альтернативно, активируйте (жесткие опоры) или деактивируйте (без опоры) флажки в ячейках отдельных столбцов.

Выбор типа ограничения

Для некоторых направлений, кроме жесткой или свободной опоры, также возможны значения жесткости пружин. Используйте для этого контекстное меню ячеек. Жесткость пружин можно ввести в разделе Опорные узлы - Дополнительные данные.

Выбор опорной пружины

Промежуточные узлы

Вы можете задавать условия опоры не только в начале и конце объекта, но и в промежуточных узлах. Как промежуточные узлы учитываются стандартные узлы между элементами набора, а также узлы на элементах (см. Главу Узлы руководства пользователя RFEM). После добавления номера указываются в столбце 'Узлы'.

Определение промежуточных узлов осуществляется не по номерам узлов, а по последовательности на элементе: .1 обозначает первый промежуточный узел от начала элемента, .2 - второй промежуточный узел и так далее. Если элемент, к которому присвоена длина потери устойчивости, имеет в модели больше или меньше промежуточных узлов, чем здесь указано, то учет происходит от начала элемента. Избыточные вводимые данные или узлы игнорируются.

Чтобы вручную вставить промежуточный узел, отметьте флажок 'Промежуточные узлы'. С помощью кнопки вы можете добавить новый промежуточный узел. Чтобы удалить промежуточный узел, выберите строку и нажмите кнопку . Контекстное меню таблицы также предлагает возможности редактирования строк.

Альтернативно, воспользуйтесь кнопкой , чтобы импортировать промежуточные узлы объекта из модели. Выберите элемент или набор элементов в рабочем окне. Количество промежуточных узлов будет импортировано в таблицу.

Если длина потери устойчивости присвоена элементу или набору элементов, вы можете с помощью кнопки проверить соответствие узлов. После выбора узла в рабочем окне в таблице будет выбрана строка соответствующей промежуточной опоры (если определена).

Коэффициенты длин потери устойчивости

Таблица 'Коэффициенты длин потери устойчивости' адаптирована к количеству опорных узлов. Если промежуточные узлы не определены, существует только так называемый 'сегмент'. Вы можете настроить длину потери устойчивости этого сегмента в соответствии с граничными условиями путем уменьшения или увеличения коэффициентов длин потери устойчивости для различных форм потери устойчивости.

Поддержка через опоры в промежуточных узлах разбивает элемент или набор элементов на сегменты для различных форм потери устойчивости:

• Опора в z/v делит длину для потери устойчивости вокруг сильной главной оси с коэффициентом k_y/u.
• Опора в y/u делит длину для потери устойчивости вокруг слабой главной оси с коэффициентом k_z/v.
• Защемление вокруг x делит длину для крутильной потери устойчивости с коэффициентом k_T.

Стрелка в столбце символизирует коэффициент длины потери устойчивости, охватывающий весь сегмент. Это происходит, если в таблице 'Опорные узлы' отсутствует промежуточная поддержка.

Вы можете настроить коэффициент длины потери устойчивости и, соответственно, длину сегмента, напрямую вводя коэффициент или выбирая один из предопределенных случаев в списке контекстного меню ячейки.

Выбрать коэффициент расчетной длины

Длина потери устойчивости, которая используется для проверки формы потери устойчивости в точке сегмента, рассчитывается путем умножения длины сегмента на соответствующий коэффициент длины потери устойчивости.

Вы также можете указать абсолютные значения длин потери устойчивости. Отметьте для этого флажок 'Абсолютные значения'. Заголовки столбцов будут изменены на единицы длины.

При расчете изгибно-крутильной потери устойчивости с помощью метода собственных значений каждое сегмент объекта рассматривается с соответствующими опорами. Программа определяет идеальный критический момент изгибно-крутильной потери устойчивости M_cr на внутренней модели стержня эквивалента с четырьмя степенями свободы (φ_x, φ_z, u_y, ω) и определенными опорными узлами. Если вы выбрали пользовательскую ввод для M_cr на вкладке Основы, вы можете вручную установить критический момент изгибно-крутильной потери устойчивости для каждого сегмента. Это значение затем используется для всех проверочных точек внутри сегмента.

Опорные узлы - Дополнительные данные

Этот раздел отображается, если в качестве опоры была определена пружина или боковая поддержка в y/u без жесткого зажима вокруг x. Зде явно можете установить параметры.

Задание характеристик и эксцентриситета пружины

Укажите значения жесткости 'пружин', которые присутствуют для боковой поддержки или вращения вокруг осей с зажимом. Вы также можете задать жесткость из k_T зажимных в лобовые жесткости.

'Эксцентриситет' относится к боковой поддержке в y/u. В зависимости от расположения сжатой грани он может стабилизировать или дестабилизировать изгибно-крутильную потерю устойчивости. Список предлагает поддержку на верхней или нижней грани, а также возможность ручного определения.

Жесткости пружин и эксцентриситеты соответствующим образом учитываются при определении идеального критического момента изгибно-крутильной потери устойчивости с помощью метода собственных значений.

Импорт из анализа устойчивости

Вкладка Импорт из анализа устойчивости отображается, если на вкладке Основы активировано соответствующее поле. Здесь вы можете выбрать формы потери устойчивости и элементы, коэффициенты длины потери устойчивости которых k_y/u или k_z/v должны быть использованы.

Импорт свободной длины из расчета на устойчивость

Вокруг оси y/u / Вокруг оси z/v

Укажите, из каких нагрузочных случаев анализа устойчивости должны импортироваться длины потери устойчивости. Вы можете указать собственную форму специфического нагрузочного случая для каждой главной оси.

Собственные формы являются свойствами нагрузочного случая или комбинации нагрузок. Сначала выберите в списке 'Нагрузочный случай/Комбинация нагрузок', какая ситуация нагрузок является определяющей для формы потери устойчивости. Список содержит только нагрузочные случаи и комбинации нагрузок, для которых была задана устойчивость анализа.

На следующем этапе выберите номер определяющей формы 'Форма №'. Список собственных форм доступен для всех расчетных нагрузочных случаев и комбинаций нагрузок.

Выбор формы колебаний

С помощью кнопки вы можете отобразить собственные формы в графическом окне основной программы.

После этого выберите номер '№ элемента' в списке. С помощью кнопки также можно выбрать элемент графически в рабочем окне.

Коэффициенты длин потери устойчивости

В таблице указаны коэффициенты длин потери устойчивости, импортированные из анализа устойчивости для двух главных осей. Если вы хотите вручную настроить значение, активируйте флажок 'Пользовательский' в разделе 'Вокруг оси' выше. Это сделает поле ввода доступным.

Здесь показанные коэффициенты длин потери устойчивости переносятся на вкладку Опорные узлы и длины потери устойчивости. Там они больше не редактируются.

С помощью опции 'Абсолютные значения' вы можете также перенести длины потери устойчивости L_cr,y/v и L_cr,z/v элементов из результатов анализа устойчивости. Эта опция, например, может быть использована, если длина потери устойчивости для набора элементов должна быть задана на основе содержащего его элемента.