Вкладка Стержни | База диалога 'Конфигурация несущей способности' или 'Конфигурация прочности' позволяет установить основные настройки для расчета стержней и наборов стержней.
'Параметры расчета' разделены на несколько категорий, которые отличаются в зависимости от выбранного стандарта.
Общие
Флажок 'Стебельный расчет' определяет, следует ли выполнять помимо расчетов поперечных сечений также расчеты устойчивости, такие как устойчивость к изгибу или кручению с изгибом. Вы должны отключить этот флажок, если не хотите проводить расчет устойчивости или если уже учли эффекты устойчивости в расчете усилий (например, через расчет по теории второго порядка с несовершенствами и/или снижением жесткости).
Если расчет устойчивости активирован, необходимо определить и назначить стержням или наборам стержней Длины гибкости или Граничные условия. Если этого не сделать, расчет устойчивости невозможен. В таблице результатов Ошибки и предупреждения будет выведено соответствующее сообщение после выполнения расчета. Кабельные стержни и стержни под растяжением исключены из этого, так как они могут воспринимать только растягивающие силы и не требуют расчетов устойчивости.
Флажок 'Выполнить расширенный пластиковый расчет' предоставляет возможность расчета стержней или наборов стержней с использованием метода "Частичного расчета усилий" (TSV). Параметры можно задать на вкладке Стержни | Пластичность, которая доступна после выбора этой опции.
Пределы для особых случаев
Стандарты, в основном предназначенные для ручных расчетов, содержат формулы или условия взаимодействия, которые часто разработаны только для определенных комбинаций усилий. Однако в контексте расчета конструкции на 3D-модели обычно получаются очень малые значения усилий, которые, хотя и не имеют значения с инженерной точки зрения для несущей способности, могут помешать некоторым расчетам в строгом соответствии с стандартами или заставить использовать менее благоприятные формулы взаимодействия. 'Пределы для особых случаев' предлагают простой и прозрачный способ игнорировать определенные усилия при расчете и обходить вышеупомянутые проблемы.
Параметр η описывает отношение воздействующих усилий к пластическому сопротивлению сечения, которое определяется упрощенным способом на основе характеристик поперечного сечения. Это не являются нормативно регулируемыми расчетными показателями: нормативные правила (например, классификация поперечного сечения) не учитываются; это не является целью установки пределов. Высокие пределы следует использовать только в тестовых целях.
Если усилие ниже условий предела, расчет выполняется без предупреждения, что усилие игнорируется. Однако в Детали расчета можно проверить, какие усилия были проигнорированы в результате пределов и не учитывались в расчете, с помощью пометки 'Пренебрежимо'. Если в какой-то точке все усилия пренебрежимы, будет указан только расчет пренебрежимых усилий.
Если активировано дополнительное приложение Кручение и изгиб с 7 степенями свободы, для некоторых стандартов также доступен предел для бимоментов и сдвиговых напряжений от вторичного кручения.
Анализ тонкостенных конструкций (для EN)
Определение эффективного поперечного сечения требует итерационного подхода. В поле 'Максимальное количество итераций' можно задать максимальное количество перезапусков расчета. Как только 'Максимальная разница между итерациями' будет ниже между результатами двух итераций, расчет завершится.
Для несимметричных, сжимаемых, локально подверженных изгибу поперечных сечений расположение центра масс эффективного сечения смещается по сравнению с брутто-сечением. Внешняя сжимающая сила, действующая на центре брутто-сечения, теперь действует несимметрично по отношению к эффективному сечению, создавая дополнительный изгибающий момент. Этот изгибающий момент учитывается по умолчанию при расчете. Если это не требуется, отметьте флажок 'Игнорировать изгибающие моменты от сдвига центра тяжести'.
С помощью флажка 'Учитывать эффективные ширины кромок согласно EN 1993-1-5, Приложение E' можно управлять, использовать ли альтернативный метод, указанный в Приложении E, для определения эффективного сечения для напряжений ниже предела текучести.
Опции (для EN, CSA, GB, SIA и др.)
В зависимости от стандарта доступны дополнительные опции в конфигурации несущей способности. Они приведены для выбранных стандартов.
EN 1993
Поперечные сечения классов 1 и 2 могут быть рассчитаны пластически. Установите флажок 'Эластичный расчет (также для поперечных сечений классов 1 и 2)', если эти сечения должны быть протестированы без использования пластических резервов. В этом случае вы можете управлять флажком 'Использовать расчет по уравнению 6.1 для эластичного расчета', чтобы определить, должен ли выполняться общий расчет по теории упругости. Это может быть консервативным, так как не учитываются частичные пластические перераспределения напряжений, разрешенные в эластичном расчете.
Для пластического расчета предусмотрено флажком 'Использовать линейное взаимодействие по 6.2.1(7) для поперечного сечения с M+N' возможность линейного сложения коэффициентов использования усилий. Этот подход является консервативным и не применим для поперечных сечений класса 4.
CSA S16
Поперечные сечения классов 1 и 2 могут быть рассчитаны пластически. Отметьте флажок 'Эластичный расчет также для поперечных сечений класса 1 или 2', если эти поперечные сечения должны быть проверены без использования пластических резервов.
С помощью дополнительных опций можно управлять 'Параметрами допустимого сжатия согласно 13.3.1' и 'Коэффициентом западины от равномерного изгиба (ω1) согласно 13.8.6'.
GB 50017
Описание в разработке.
SIA 263
Расчет поперечной силы обычно производится на эффективной плоскости сдвига Av. Для двойных симметричных I-поперечных сечений и U-поперечных сечений класса 3 вместо этого может быть использована стеночная плоскость Aw. Отметьте флажок 'Учитывать плоскость сдвига согласно 5.2.4'.
По умолчанию установлен флажок 'Учитывать расчет сдвиговой выпучивания'. Это выполняет расчет на сдвиговую выпучивание согласно Розделу 4.5.4, 5.3.4 или Приложению F.1. Если вы отключите этот флажок, сдвиговая выпучивание не будет проверяться.
Поперечные сечения класса 3 могут быть проверены с изгибом вокруг обеих осей с нормальной нагрузкой согласно разделу 5.2.6. Если вы отметите флажок 'Использовать альтернативный расчет факторов изгиба α и β согласно 5.1.6.4', расчеты для этих сечений будут выполнены согласно разделу 5.1.6.4.
Локальная выпучивание (для AISC)
Таблица B4.1b предоставляет соотношения ширины к толщине для сжатых элементов (частей сечения) в стержнях на изгиб. Если вы рассчитываете сечения, которые не регулируются этой таблицей, установите флажок. Тогда вы сможете задать предельные значения λr как для неукрепленных, так и для укрепленных элементов.
Одноветвевые сжатые стержни (для AISC)
Сжимаемая прочность простых уголковых сечений должна определяться по изгибу согласно Разделу E3 или E7 и по кручению с изгибом согласно Разделу E4. Флажок 'Использовать эффективную гибкость согласно E5' предлагает возможность использования упрощенного метода расчета согласно Разделу E5, при котором уголки рассматриваются как стержень с аксиальной нагрузкой путем настройки гибкости. Это можно применять, если осевая сжимающая сила приложена к одному плечу, а другое плечо закреплено сваркой или болтовым соединением с не менее чем двумя болтами на смежном элементе. Расчет эффективной гибкости можно выполнить для 'Плоской решетчатой сварки согласно E5(a)' или для 'Пространственной решетчатой сварки согласно E5(b)'.
Метод, описанный в Разделе E5, позволяет использовать неравные длины сторон, если они соединены через короткую сторону — при условии, что эквивалентная гибкость увеличена на величину, которая учитывает соотношение длинной и короткой стороны. Укажите, осуществляется ли 'соединение через' длинную или короткую сторону.
Расчет холодногнутых профилей (для EN, AISC, CSA)
Для некоторых стандартов возможны расчеты холодногнутых профилей. Они демонстрируются для выбранных стандартов.
EN 1993
Флажок 'Выполнить расчет холодногнутых профилей' установлен по умолчанию. Стержни с таким поперечным сечением проверяются согласно EN 1993-1-3. Если вы снимете эту галочку, расчет холодногнутых профилей будет выполнен согласно EN 1993-1-1.
'Фактор профилирования k согласно 3.2.2(3)' влияет на расчет повышенного предела текучести fya. Вы можете выбрать метод производства профиля. Список предлагает две возможности:
- Профилированный (k = 7)
- Другие методы профилирования (k = 5)
Если вы отметите флажок 'Использовать эластичный расчет согласно 6.1.6', проверки напряжений будут выполняться для изгибающего воздействия согласно EN 1993-1-3, Раздел 6.1.6. Это использует эластичные формулы напряжений (6.11a), (6.11b) или (6.11c) для всех комбинаций усилий. Более экономичные пластические методы, которые допускаются для определенных комбинаций усилий, в этом случае исключены.
Если активирована опция 'Считать стенку укрепленной согласно табл. 6.1', не оценивается устойчивость стенки к локальной нагрузке. Локальное выпучивание возникнуть не может.
Кнопка 'Оценить устойчивость стенки к локальной нагрузке согласно 6.1.7' управляет тем, будут ли проведены исследования на локальное сжатие, кривошип или локальное выпучивание на стенке. Предпосылкой для этого является определение соответствующей Опоры для расчета.
Проверка на изгибоустойчивость для стержней на изгиб согласно EN 1993-1-3, Раздел 6.2.4(2) не применима, если поперечное сечение имеет заметную разность углов между главными осями эффективного и брутто-сечения. В поле ввода можно задать 'Предельный уклон главных осей согласно 6.2.4(2)', до которого проверка будет выполняться.
AISC 360
Определите, должна ли 'Контрольная проверка холодногнутых полых профилей по стандарту' выполняться согласно AISC 360 или AISI 100.
Для 'Стержней за пределами диапазона применения' таблицы AISI B4.1-1 вы можете использовать флажок для управления тем, применяется ли коэффициент безопасности Ω или коэффициент сопротивления Φ согласно Razd A1.2(c) в AISI S100. Это касается и общих сечений, чьи условия применения не регулируются стандартом.
С флажками в категории 'Стержни при изгибе' вы можете задать точные параметры для расчетов устойчивости. Таким образом, можно использовать неэластическую резервную емкость согласно Razd F2.4.2, F3.2.3 и F4.3 AISI. Для двойных симметричных I-профилей можно по альтернативному методу согласно равенству (F2.1.1-6) определить эластическое напряжение изгиба Fcre. Если исследуются точечные Z-сечения, то также возможно определение Fcre согласно равенству (F2.1.3-2).
Прочность Pn против 'стеночного искривления' определяется согласно равенству (G5-1). Альтернативно можно рассмотреть значение согласно равенству (G5-2). Чтобы сделать это, установите соответствующий флажок.
CSA S16
Выберите, должна ли 'Контрольная проверка холодногнутых полых профилей согласно стандарту' выполняться по CSA S16 или CSA S136.
Для 'Стержней за пределами диапазона применения' таблицы CSA S136 B4.1-1 можно с помощью флажка установить, применяется ли коэффициент безопасности Ω или коэффициент сопротивления Φ согласно Razd A1.2(c) CSA S136. Это также касается общих сечений, чьи условия применения не регулируются стандартом.
С флажками в категории 'Стержни при изгибе' можно задать конкретные параметры для проверок устойчивости. Таким образом, можно использовать неэластическую резервную емкость согласно Razd F2.4.2, F3.2.3 и F4.3 CSA S136. Для двойных симметричных I-профилей можно по альтернативному методу согласно равенству (F2.1.1-6) определить эластическое напряжение изгиба Fcre. Если исследуются точечные Z-сечения, возможно также определение Fcre согласно равенству (F2.1.3-2).
Прочность Pn против 'стеночного искривления' определяется согласно равенству (G5-1). Альтернативно можно рассмотреть значение согласно равенству (G5-2). Чтобы сделать это, установите соответствующий флажок.
Проверка сдвиговой устойчивости (для EN)
Флажок 'Выполнить проверку на сдвиговую устойчивость' установлен по умолчанию. Это проверяет, должна ли быть проверка сдвиговой устойчивости при гибкости λ стенки согласно EN 1993-1-5, Роздел 5.1, 5.2, 5.3 и 5.5. Если соблюден предел λlim, проверка считается успешной. Однако, если гибкость превышает предел, предусмотрена установка Поперечные ребра на опорах для выполнения проверки на сдвиговую устойчивость.
Расчет сварных швов (для EN)
Если вы хотите проверить устойчивость продольных швов сварных поперечников, установите флажок 'Выполнить расчет'. Фактор βw хранится как характеристика материала для большинства сталей в библиотеке согласно EN 1993-1-8, Таблица 4.1. Если части сечения изготовлены из разных видов стали, вы также можете указать корреляционный коэффициент βw для расчетов швов вручную.
Проверка устойчивости с усилиями по теории II порядка (для EN)
Существует возможность выполнять проверки устойчивости не с помощью метода заменяемых стержней согласно EN 1993-1-1, Роздел 6.3, а с усилиями по теории второго порядка с учетом кручения и несовершенств. В этом случае флажок 'Использовать γM1 для расчета несущей способности' управляет тем, будет ли γM1 (вместо γM0) использоваться для расчетов сечений.
