Расчётная длина

Для расчетов на устойчивость и изысканий на продольный изгиб и кручение по Эффективно-стержневому методу, например, согласно EN 1993-1-1 [1] 6.3.1 до 6.3.3, необходимо определять длину продольной устойчивости, чтобы программа могла определить критическую нагрузку для потери устойчивости.

Когда длина продольного устойчивости назначена стержню или стержню-комплекту, соответствующие установки и длины учитываются в расчетах устойчивости объекта. Если длина не определена, но проверка устойчивости активирована, предупреждение будет выдано в таблице Ошибки и Предупреждения как результат.

База

В закладке База необходимо сделать основные настройки. Коэффициенты длины продольного устойчивости и опорные узлы можно определить в закладке Узловые опоры и продольные длины. Возможности ввода настроены на соответствие нормы, которая сохранена в базовой информации модели.

Диалоговое окно «Новые эффективные длины»

Учет продольных длин

С помощью контрольных полей определите, какие формы потери устойчивости должны быть проверены для стержня или стержня-комплекта. При сжатии может быть определяющим продольный изгиб вокруг сильной или слабой оси, а также кручение. В случае нессиметричных сечений с сжатием дополнительно изучается изгибное кручение под чистым сжатием как комбинация продольного изгиба и кручения. Опция 'Изгибное кручение' активирует проверку изгибного кручения под воздействием изгиба.

Метод получения идеального критического момента

В зависимости от нормы, существуют различные возможности для получения идеального изгибного момента кручения M_cr (момент ветвления). Метод собственных значений установлен по умолчанию. Если вы хотите задать значение вручную, активируйте опцию 'Пользовательский'. Для некоторых стандартов существуют дополнительные варианты выбора. Например, при проектировании по AISC 360 идеальный критический момент может быть определен по главе F.

Оси продольного изгиба

Как правило, следует изучать продольное поведение вокруг 'основных сечений y/u и z/v'. Однако для несимметричных сечений может потребоваться также рассмотреть продольный изгиб вокруг 'осей сечения y и z' наряду с осями u и v. Этот специальный случай, например, актуален для проверки угловых профилей в решетчатых мачтах.

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

Тип стержня

Стандарты, такие как GB 50017 [2], различают различные структурные типы при расчете устойчивости. Для этого вы можете классифицировать стержень в этом разделе как консоль или как балку с опорами с обеих сторон.

Тип коэффициента длины продольного изгиба

Американские расчетные нормы различают теоретические и рекомендованные значения для коэффициентов длины продольного изгиба. Предопределенные коэффициенты длины, например, для консольных стержней, будут адаптированы в соответствии с выбором.

Опции

С помощью контрольного поля 'Импорт из анализа устойчивости' имеется возможность устанавливать коэффициенты длины продольного изгиба на основе форм разрезания. Соответствующие вводные данные можно сделать в дополнительной закладке Импорт из анализа устойчивости.

Узловые опоры и продольные длины

Определение узловых опор и расчётных длин

Узловые опоры

Узловые опоры у стержня или стержень-комплекта задают граничные условия для проверки крутильного изгиба. Кроме того, узловые опоры используются для разбиения стержня или стержень-комплекта на сегменты.

Для определения узловых опор вы можете выбрать типовые варианты из списка в колонке 'Тип опоры'. Альтернативно, установите контрольные поля в ячейках отдельных колонок активными (жесткая опора) или неактивными (без опоры).

Выбор типа ограничения

Помимо жесткой или слабой опоры, для некоторых направлений также возможны выдерживающие значения пружины. Используйте для этого контекстное меню ячеек. Жесткость пружины вы можете указать в разделе Узловые опоры - Дополнительные данные.

Выбор опорной пружины

Промежуточные узлы

Вы можете не только задавать условия поддержки в начале и конце объекта, но и на промежуточных узлах. Промежуточные узлы учитываются между стандартными узлами стержень-комплекта, а также узлы на стержнях (см. раздел Узлы руководства RFEM). После вставки, номера указываются в столбце 'Узлы'.

Определение промежуточных узлов выполняется не на основе номеров узлов, а по последовательности на стержне: .1 обозначает первый промежуточный узел от начала стержня, .2 — второй промежуточный узел и так далее. Если стержень, которому присвоена длина изгиба, в модели имеет больше или меньше промежуточных узлов, чем здесь указано, то учет начинается от начала стержня. Лишние записи или узлы игнорируются.

Чтобы вручную вставить промежуточный узел, отметьте контрольное поле 'Промежуточный узел'. С помощью кнопки вы можете добавлять новые промежуточные узлы. Чтобы удалить промежуточный узел, выделите строку и нажмите кнопку . Контекстное меню таблицы также предоставляет возможности для редактирования строк.

Альтернативно, используйте кнопку , чтобы импортировать промежуточные узлы объекта из модели. Выберите стержень или стержень-комплект в рабочем окне. Значение количества промежуточных узлов будет перенесено в таблицу.

Когда длина изгиба присвоена стержню или стержня-комплекту, вы можете проверить присвоение узлов с помощью кнопки . После выбора узла в рабочем окне в таблице выделяется строка, относящаяся к соответствующей промежуточной опоре (если она определена).

Коэффициенты продольного изгиба

Таблица 'Коэффициенты продольного изгиба' адаптирована к количеству узловых опор. Если промежуточные узлы не определены, существует только так называемый 'Сегмент'. Вы можете корректировать длину изгиба этого сегмента в соответствии с граничными условиями, сокращая или увеличивая коэффициенты продольного изгиба для различных форм разрушения.

Опоры через промежуточные узлы разделяют стержень или стержень-комплект на сегменты для различных случаев разрушения:

• Опора в z/v делит длину для изгиба вокруг главной сильной оси с коэффициентом k_y/u.
• Опора в y/u делит длину для изгиба вокруг слабой оси с коэффициентом k_z/v.
• Жесткая опора вокруг x делит длину для кручения с коэффициентом k_T.

Стрелка в столбце символизирует коэффициент продольного изгиба, перекрывающий сегменты. Это происходит, когда в таблице 'Узловые опоры' нет промежуточной опоры.

Вы можете корректировать коэффициент продольного изгиба и, соответственно, длину изгиба сегмента, вручную вводя коэффициент или выбирая один из предопределенных случаев из списка контекстного меню ячеек.

Выбрать коэффициент расчетной длины

Длина изгиба, используемая для проверки формы разрушения в точке сегмента, определяется путем умножения длины сегмента на соответствующий коэффициент длины изгиба.

Вы можете также указать абсолютные значения длины изгиба. Для этого отметьте контрольное поле 'Абсолютные значения'. Заголовки столбцов изменятся на единицы измерения длины.

При расчете изгибного кручения методом собственных значений каждый сегмент объекта рассматривается с соответствующими креплениями. Программа рассчитывает идеальный вычислительный момент кручения M_cr на внутренней заменительной модели стержня с четырьмя степенями свободы (φ_x, φ_z, u_y, ω) и определенными узловыми опорами. Если в закладке База выбран пользовательский ввод для M_cr, вы можете вручную установить критический изгибной момент для каждого сегмента. Это значение затем используется для всех управляемых точек в пределах сегмента.

Узловые опоры - Дополнительные данные

Этот раздел отображается, если пружина была определена как узловая опора, или в случае наличия боковой опоры в y/u без жесткой заделки вокруг x. Здесь вы можете задать параметры подробнее.

Задание характеристик и эксцентриситета пружины

Введите характеристики 'пружин', которые существуют для боковой поддержки или вращения вокруг поддерживаемых осей. Вы также можете установить жесткости для пружинного растяжения.

'Эксцентриситет' относится к боковой поддержке в y/u. В зависимости от расположения сжатиемого пояса он может стабилизирующим или дестабилизирующим образом влияет на изгибное кручение. Список предлагает поддержку на верхнем или нижнем фланце, а также возможность ручного определения.

Жесткости пружины и эксцентриситеты учитываются при определении идеального изгибного момента кручения методом собственных значений.

Импорт из анализа устойчивости

Закладка Импорт из анализа устойчивости отображается, когда в закладке База соответствующее контрольное поле активировано. Здесь вы можете выбрать формы разрезания и стержни, для которых должны быть заданы коэффициенты продольного изгиба k_y/u или k_z/v.

Импорт свободной длины из расчета на устойчивость

Вокруг оси y/u / Вокруг оси z/v

Определите, из каких нагруженных случаев анализа устойчивости должны быть импортированы длины изгиба. Вы можете установить собственную форму для каждой главной оси с учетом определенного нагруженного случая.

Собственные формы являются свойствами нагруженного случая или комбинации нагрузок. Сначала выберите в списке 'Нагруженный случай/Комбинация нагрузок', какая ситуация нагрузки определяет форму разрезания. Список включает только случаи нагрузки и комбинации нагрузок, для которых был выполнен анализ устойчивости.

На следующем шаге укажите 'Форма №', которая является определяющей. Список собственных форм доступен для всех рассчитанных нагруженных случаев и комбинаций нагрузки.

Выбор формы колебаний

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

Затем выберите 'Стержень №' в списке. С помощью кнопки вы также можете графически определить стержень в рабочем окне.

Коэффициенты продольного изгиба

В таблице указываются коэффициенты продольного изгиба, импортированные из анализа устойчивости для обеих главных осей. Если вы хотите вручную изменить значение, активируйте выше контрольное поле 'Настроить' в разделе 'Вокруг оси'. Это сделает поле ввода доступным.

Здесь указанные коэффициенты продольного изгиба принимаются в закладку Узловые опоры и продольные длины. Они больше не подлежат редактированию там.

С помощью опции 'Абсолютные значения' вы также можете принять продольные длины L_cr,y/v и L_cr,z/v стержней из результатов анализа устойчивости. Эта опция может быть использована, например, когда продольная длина для комплекта стержней должна быть задана путем одного из входящих в него стержней.