Полезные длины

Для проверок устойчивости по методу эквивалентного стержня, например согласно EN 1995-1-1 [1] 6.3, необходимо задать длины потери устойчивости (соответственно длины потери устойчивости при кручении), 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 выводится предупреждение в качестве результата.

Основное

Во вкладке Основное необходимо выполнить основные настройки. Коэффициенты длины потери устойчивости и узловые опоры затем можно задать во вкладке Узловые опоры и длины потери устойчивости. Параметры ввода согласованы с Нормой, указанной в основных данных модели.

Диалог «Новые длины потери устойчивости»

Способ определения

Учитывать длины потери устойчивости

С помощью флажков задайте, какие формы потери устойчивости следует проверять для стержня или набора стержней. При сжатии может определяющим быть изгибная потеря устойчивости относительно сильной или слабой оси. Опция 'Боковой изгиб с кручением' активирует проверку бокового изгиба с кручением при изгибе.

Способ определения идеального момента потери устойчивости

В зависимости от нормы можно выбрать различные способы определения идеального момента потери устойчивости M_cr или критического напряжения при изгибе. Аналитический метод для прямоугольных сечений установлен по умолчанию. Если вы хотите задать значение вручную, активируйте опцию 'Пользовательский'. Затем вы можете определить M_cr во вкладке Узловые опоры и длины потери устойчивости в коэффициентах длины потери устойчивости.

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 одним жёстко закреплённым концом, адаптируются в соответствии с выбранным вариантом.

Тип стержня

При проверке устойчивости по нормам, таким как CSA O86 [2], важную роль играет тип конструкции. В этом разделе вы можете классифицировать стержень как балку с шарнирным опиранием с обеих сторон или как консоль.

Опции

С помощью флажка Импортировать из анализа устойчивости можно задать коэффициенты длины потери устойчивости на основе форм потери устойчивости. Соответствующие данные можно затем ввести во вкладке Импортировать из анализа устойчивости.

Если для расчёта на пожарную устойчивость требуются иные длины эквивалентного стержня, чем для расчёта при нормальной температуре, отметьте флажок Различные длины потери устойчивости для расчёта на пожар. Граничные условия можно задать в дополнительной вкладке Узловые опоры и длины потери устойчивости - расчёт на пожар.

Коэффициенты

В нормах, таких как CSA O86 [2] или NBR 7190 [3], в дополнительном разделе могут быть заданы поправочные коэффициенты, с помощью которых, например, учитывается распределение момента при определении длин потери устойчивости.

Узловые опоры и длины потери устойчивости

Задать узловые опоры и расчётные длины

Узловые опоры

Узловые опоры на стержне или наборе стержней задают граничные условия для проверки на боковой изгиб с кручением (только при Способ определения 'Метод собственных значений'). Кроме того, узловые опоры используются для разделения стержня или набора стержней на сегменты.

Для задания опор вы можете в столбце 'Тип опоры' выбрать типовые варианты из списка. В качестве альтернативы активируйте или деактивируйте флажки в ячейках отдельных столбцов (жёсткая опора) или (нет опирания).

Выбор типа ограничения

Помимо жёсткого или шарнирного опирания, возможны также характеристики пружин для соответствующих направлений. Для этого используйте контекстное меню ячейки. Жёсткость пружины можно ввести в разделе Узловые опоры - Дополнительные данные.

Выбор опорной пружины

Промежуточные узлы

Вы можете задавать условия опирания в начале, в конце, а также в промежуточных узлах. В качестве промежуточных узлов учитываются стандартные узлы между стержнями набора стержней и 'узлы на стержнях' (см. главу Узлы в руководстве RFEM).

При этом промежуточные узлы задаются не по номерам узлов, а по порядку на стержне: .1 обозначает первый промежуточный узел от начала стержня, .2 — второй и т. д. Если у стержня, которому назначена эта длина потери устойчивости, количество промежуточных узлов больше или меньше, то учёт выполняется от начала стержня, а избыточные вводимые данные или узлы игнорируются.

Кнопка вставляет новый промежуточный узел над выбранной строкой. Чтобы снова удалить промежуточный узел, выделите строку, а затем нажмите кнопку . Контекстное меню таблицы также предоставляет возможности для редактирования строк.

Левой кнопкой можно выбрать стержень или набор стержней в модели, при этом количество промежуточных узлов на этом наборе стержней автоматически переносится в таблицу. Если длина потери устойчивости уже назначена стержню или набору стержней, то правой кнопкой можно выбрать узел. В таблице узловых опор автоматически выделяется строка соответствующей промежуточной опоры (если она имеется).

Коэффициенты длины потери устойчивости

Таблица 'Коэффициенты длины потери устойчивости' согласована с количеством узловых опор. Если промежуточные узлы не заданы, существует только один 'сегмент'. Вы можете адаптировать коэффициенты длины потери устойчивости этого сегмента к граничным условиям, увеличивая или уменьшая длину потери устойчивости для различных видов разрушения с помощью коэффициентов.

Опоры в промежуточных узлах делят стержень или набор стержней на несколько сегментов для различных случаев разрушения:

• опора 'в z/v' делит длину для потери устойчивости относительно сильной главной оси с коэффициентом k_y/u
• опора 'в y/u' делит длину для потери устойчивости относительно слабой главной оси с коэффициентом k_z/v, а также длину кручения с коэффициентом k_LT
• защемление 'относительно x' делит длину кручения с коэффициентом k_LT

Обозначение коэффициентов может отличаться в зависимости от выбранной Нормы расчёта.

Стрелка символизирует коэффициент длины потери устойчивости, распространяющийся на несколько сегментов, если в таблице 'Узловые опоры' отсутствует соответствующая промежуточная опора. Вы можете задать коэффициенты длины потери устойчивости отдельных сегментов в строках таблицы и таким образом адаптировать длины потери устойчивости участков. Для типовых случаев вы можете использовать предопределённые значения из контекстного меню ячейки.

Выбрать коэффициент расчетной длины

Длина потери устойчивости, используемая для проверки вида разрушения в некоторой точке этого сегмента, определяется как произведение длины сегмента на соответствующий коэффициент длины потери устойчивости.

Вы также можете задавать абсолютные значения длин потери устойчивости. При этом следует учитывать, что эти значения используются для всех назначенных объектов. В отличие от использования коэффициентов длины потери устойчивости, при этом не выполняется относительная адаптация к фактической длине сегмента. Поэтому следует отдавать предпочтение заданию через коэффициенты длины потери устойчивости по сравнению с вводом абсолютных значений длины потери устойчивости.

При проверке на боковой изгиб с кручением с помощью решателя собственных значений всегда рассматривается общая длина объекта с соответствующими закреплениями. Программа определяет критический момент бокового изгиба с кручением M_cr на внутренней модели эквивалентного стержня с четырьмя степенями свободы (φ_x, φ_z, u_y, ω) и заданными узловыми опорами. Если вы выбрали пользовательский ввод M_cr, то для каждого сегмента можно задать значение M_cr. Оно используется для всех точек проверки внутри сегмента.

Узловые опоры - Дополнительные данные

Этот раздел отображается, если в выбранной строке в качестве опоры задана пружина или имеется боковая опора в y/u без жёсткого защемления относительно x. Здесь вы можете подробно задать параметры.

Задание характеристик и эксцентриситета пружины

Укажите характеристики пружин, которые имеются для бокового опирания или поворота относительно опираемых осей. Вы также можете задать жёсткости для пружин по кручению с короблением.

Эксцентриситет относится к боковому опиранию в y/u и в зависимости от положения сжатого пояса при боковом изгибе с кручением может оказывать стабилизирующее или дестабилизирующее влияние. В списке предлагается опирание по верхнему или нижнему поясу, а также возможность ручного задания.

Импортировать из анализа устойчивости

Вкладка Импортировать из анализа устойчивости отображается, если во вкладке 'Основное' активирован соответствующий флажок. Здесь вы можете выбрать формы потери устойчивости и стержни, для которых должны быть приняты коэффициенты длины потери устойчивости k_y/u или k_z/v.

Импорт свободной длины из расчета на устойчивость

Относительно оси

Укажите, из каких расчётных случаев анализа устойчивости следует импортировать длины потери устойчивости. Для каждой главной оси можно задать собственную форму для конкретного расчётного случая.

Формы являются свойствами расчётного случая или сочетания нагрузок. Сначала выберите в списке 'Расчётный случай/Сочетание нагрузок', какая нагрузка является определяющей для формы потери устойчивости. В списке содержатся только те расчётные случаи и сочетания нагрузок, для которых задан анализ устойчивости.

На следующем шаге задайте определяющую 'Номер формы'. Список форм доступен для всех рассчитанных расчётных случаев и сочетаний нагрузок.

Выбор формы колебаний

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

В завершение выберите 'Номер стержня' в списке. С помощью кнопки вы также можете определить стержень графически в рабочем окне.

Коэффициенты длины потери устойчивости

В таблице указаны коэффициенты длины потери устойчивости, импортированные из анализа устойчивости для обеих главных осей. Если вы хотите вручную скорректировать значение, активируйте в разделе 'Относительно оси' флажок 'Пользовательский'. После этого поле ввода станет доступным.

Коэффициенты длины потери устойчивости, отображаемые здесь, переносятся во вкладку Узловые опоры и длины потери устойчивости и там больше не редактируются. С помощью опции 'Абсолютные значения' вы также можете перенести длины потери устойчивости L_cr,y/v и L_cr,z/v стержней из результатов анализа устойчивости. Эта опция может быть использована, например, если длина потери устойчивости для набора стержней должна быть принята по входящему в него стержню.

Узловые опоры и длины потери устойчивости - расчёт на пожар

Эта вкладка отображается, если вы отметили опцию Различные длины потери устойчивости для расчёта на пожар во вкладке 'Основное'.

Различие в задании расчётных длин при пожаре

Здесь можно задать специфические длины эквивалентного стержня для расчёта при высокой температуре. Ввод идентичен расчёту при нормальной температуре (см. раздел Узловые опоры и длины потери устойчивости).