按照EN 1991-1-4中的荷载和圆形钢管翻转的安全性

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本文介绍了利用风荷载计算受力系数以及计算由倾覆引起的稳定系数。

倾斜安全系数<1: 组件可能会翻倒。
倾斜安全系数= 1: 刚度力矩和失速力矩相等。 该模型是不稳定的,不能排除它是倾斜的。
倾斜安全系数> 1: 该模型没有倾翻的危险。

示例

在该示例中,圆柱体的直径为2.5 m,高度为6 m。 该地点位于风荷载2区,地形类别3。

图片 01 - 风荷载

基本速度的基本值:
v b0 = 25.0 m/s

方向系数:
c dir = 1

季节系数:
c season = 1

在空气压力1,013 hPa和T = 10°C时的空气密度:
ρ= 1.25 kg/m³

空气运动韧性:
ν= 15∙10 -6

基本速度:
v B = C DIR∙Ç 季节 ∙v B0 =25.0米/s的

基本速度压力:
q b = 1/2∙ρ∙v b 2 = 0.391 kN/m²

峰值速度压力:
q p = 1.5∙q b = 0.586 kN/m²

阵风速度:
$${\mathrm v}_\mathrm{ze}\;=\;\sqrt{\frac{2\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm p}{\mathrm\rho}}\;=\;30,619\;\mathrm m/\mathrm s$$

等效粗糙度:
k = 0.2 mm(镀锌钢)

当量粗糙度与宽度之比:
k/b = 8∙10 -5

雷诺数:
$${\mathrm R}_\mathrm e\;=\;\frac{\mathrm b\;\cdot\;{\mathrm v}_\mathrm{ze}}{\mathrm v}\;=\;5,1\;\cdot\;10^6$$

无限长的圆柱的基本力系数:
$${\mathrm c}_{\mathrm f0}\;=\;1,2\;+\;\frac{0,18\;\cdot\;\log\;({\displaystyle\frac{10\;\cdot\;\mathrm k}{\mathrm b}})}{1\;+\;0,4\;\cdot\;\log\;({\displaystyle\frac{{\mathrm R}_\mathrm e}{10^6}})}\;=\;0,7666$$

有效伸长率:
λ= l/b = 2.4

折减系数:
ψλ= 0.65

结构系数:
c s c d = 1

参考面:
A ref = l∙b = 15m²

力系数:
全称 = C f0的 ∙ψλ= 0.498

风能:
F w = c s c d ∙c f ∙q p ∙A ref = 4.377 kN

风荷载:
F w = F w/A ref = 0.29 kN/m²

倾斜引起的稳定性系数

圆柱高度:
h = 6 m

支座距离:
a = 1.35 m

自重:
F G = 18.495 kN

弯矩:
M K = F w ∙h/2 = 13.13 kNm

刚度弯矩:
M S = F G ∙a/2 = 12.48 kNm

倾翻安全系数:
η= M S/M K = 0.95

当通过RFEM计算时,结果的位置是在圆柱体的倾斜边缘后面延伸。 因此,如果没有额外固定支座以防止拉出,模型将变得不稳定。

图片 02 - 结果位置

使用的文献材料

[1] 欧洲规范1: 结构上的作用-第1-4部分: 一般作用-风荷载; EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 + AC:2010
[2] 国家附录-国家确定的参数-欧洲规范1: 结构上的作用-第1-4部分: 一般作用-风荷载

关键词

侧向屈曲 圆柱体

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