Długości efektywne

W celu przeprowadzenia analizy stateczności metodą prętów zastępczych konieczne jest zdefiniowanie długości efektywnych do określenia obciążenia krytycznego powodującego utratę stateczności.

Po przypisaniu długości efektywnej do analizowanego obiektu ustawienia i długości efektywne wprowadzone dla tego obiektu są uwzględniane w obliczeniach stateczności. Jeżeli długość efektywna nie została zdefiniowana, ale analiza stateczności jest aktywna, pojawia się ostrzeżenie (zob. też tabela wyników Błędy i ostrzeżenia).

Główne

W zakładce 'Główne' można określić podstawowe ustawienia. W celu wprowadzenia współczynników długości efektywnych oraz zdefiniowania uwzględnianych podpór węzłowych należy przejść do zakładki Podpory węzłowe i długości efektywne. Pola wprowadzania są dostosowywane zgodnie z wybraną normą projektową, dlatego nie zawsze wszystkie opcje są dostępne. Normę projektową należy wybrać w podstawowych danych modelu, zob. też Normy I.

Metoda określania

Za pomocą pól wyboru należy określić, które postaci utraty stateczności mają zostać sprawdzone dla pręta lub zbioru prętów. W warunkach ściskania decydujące znaczenie może mieć wyboczenie giętne względem mocnej lub słabej osi, a także wyboczenie skrętne. W przypadku niesymetrycznych przekrojów ściskanych, analizowane jest również zwichrzenie pod wpływem czystego ściskania jako kombinacja wyboczenia giętnego i wyboczenia skrętnego.

Opcja 'Zwichrzenie' aktywuje sprawdzenie zwichrzenia pod wpływem zginania. W zależności od wybranej normy obliczeniowej dostępne są różne opcje obliczania krytycznego momentu zwichrzenia M_cr.

Osie wyboczenia

Z reguły należy analizować zachowanie wyboczeniowe względem 'głównych osi przekroju y/u oraz z/v'. W przypadku przekrojów niesymetrycznych konieczne może być jednak uwzględnienie - oprócz osi u i v - wyboczenia giętnego także względem 'osi y i z przekroju' . Ten szczególny przypadek dotyczy na przykład wymiarowania kątowników w masztach kratowych.

Typ pręta

Niektóre normy projektowe rozróżniają kilka typów konstrukcji w analizie stateczności. W zależności od wybranej normy w tej sekcji okna można sklasyfikować pręt na przykład jako wspornik lub belkę obustronnie podpartą.

Typ współczynników długości efektywnej

Amerykańskie normy projektowe rozróżniają wartości teoretyczne oraz wartości zalecane dla współczynników długości efektywnej. Współczynniki długości efektywnej, które można zdefiniować jako szablon na przykład dla prętów utwierdzonych, zostają dostosowane do wybranego typu.

Opcje

Pole wyboru 'Import z analizy stateczności' umożliwia zastosowanie współczynników długości efektywnej na podstawie postaci wyboczenia. Odpowiednie dane można wprowadzić w dodatkowej zakładce 'Import z analizy stateczności' (zob. rysunek Import długości efektywnych). Opcja ta jest dostępna, jeśli zostało aktywowane rozszerzenie do analizy Stateczność konstrukcji.

Podpory węzłowe i długości efektywne

Podpory węzłowe

Wprowadzając podpory węzłowe, użytkownik definiuje warunki brzegowe dla analizy zwichrzenia. Ponadto podpory węzłowe służą do podziału pręta lub zbioru prętów na segmenty.

W celu zdefiniowania podpory można wybrać typowe warianty z listy w lewej kolumnie lub pojedynczo aktywować przyciski w komórkach (podpora przegubowa nieprzesuwna) lub je dezaktywować (brak podpory).

Oprócz podpór przegubowo nieprzesuwnych lub sztywnych dla niektórych kierunków można zdefiniować również parametry sprężystości - w tym celu należy użyć menu kontekstowego komórki. Sztywność sprężystą można wprowadzić w sekcji Podpory węzłowe - Dodatkowe dane.

Warunki podparcia można zdefiniować na początku, na końcu oraz w węzłach pośrednich elementu. Jako węzły pośrednie uwzględniane są standardowe węzły pomiędzy prętami zbioru prętów a 'węzłami na prętach' (zob. rozdz. [#/pl/pliki-do-pobrania-i-informacje/dokumenty/instrukcje-online/rfem-6/000037 Węzły]] w instrukcji do programu RFEM).

Węzły pośrednie nie są definiowane za pomocą numerów węzłów, ale według kolejności na pręcie: .1 oznacza pierwszy węzeł pośredni od początku pręta, .2 - drugi itd. Jeżeli element, do którego przypisana jest dana długość efektywna, posiada więcej lub mniej węzłów pośrednich, węzły są uwzględniane zaczynając od początku pręta, a nadmiarowe wpisy lub węzły są ignorowane.

Przycisk wstawia nowy węzeł pośredni nad wybranym wierszem. Aby usunąć węzeł pośredni, należy zaznaczyć wiersz, a następnie kliknąć przycisk . Również w menu kontekstowym tabeli dostępne są opcje edycji wierszy.
Za pomocą lewego przycisku można wybrać pręt lub zbiór prętów w modelu, a liczba węzłów pośrednich z tego zbioru prętów zostanie automatycznie przeniesiona do tabeli. Jeżeli długość efektywna jest już przypisana do pręta lub zbioru prętów, można wybrać węzeł prawym przyciskiem . W tabeli podpór węzłowych wiersz odpowiedniej podpory pośredniej jest wybierany automatycznie (jeśli jest dostępna).

Współczynniki długości efektywnej

Tabela 'współczynniki długości efektywnej' jest dostosowana do liczby podpór węzłowych. Jeżeli nie zdefiniowano węzłów pośrednich, istnieje tylko jeden 'segment'. Współczynniki długości efektywnej tego segmentu można dostosować do warunków brzegowych, wydłużając lub skracając długość efektywną dla różnych postaci zniszczenia przy użyciu współczynników.

Podpory w węzłach pośrednich dzielą pręt lub zbiór prętów na kilka segmentów dla różnych przypadków uszkodzenia:

• Podpora "w z/v" dzieli długość dla wyboczenia względem osi mocnej przez współczynnik_ky/u.
• Podpora 'w y/u' dzieli długość dla wyboczenia wokół osi słabej przez współczynnik k_z/v
• Utwierdzenie 'przy x' dzieli długość dla wyboczenia skrętnego przez współczynnik k_T

Strzałka symbolizuje ogólny współczynnik długości efektywnej dla wszystkich segmentów, gdy w tabeli 'Podpory węzłowe' nie istnieje odpowiednia podpora pośrednia. W wierszach tabeli można zdefiniować współczynniki długości efektywnej poszczególnych segmentów i dostosować w ten sposób długości efektywne odcinków. Dla typowych przypadków można zastosować wstępnie zdefiniowane wartości z menu kontekstowego komórki.

Długość efektywna stosowana do obliczenia postaci zniszczenia w jednym punkcie tego segmentu wynika z przemnożenia długości segmentu przez odpowiedni współczynnik długości efektywnej.

Dla długości efektywnych można również określić wartości bezwzględne. Należy przy tym pamiętać, że zostaną one zastosowane do wszystkich przypisanych obiektów. W przeciwieństwie do współczynników długości efektywnej, wartości te nie są dostosowywane do rzeczywistej długości segmentu. Z tego względu należy raczej stosować definicję za pomocą współczynników długości efektywnej zamiast wprowadzania wartości bezwzględnych dla długości efektywnej.

Przy sprawdzaniu zwichrzenia za pomocą solwera wartości własnych zawsze brana jest pod uwagę całkowita długość obiektu z odpowiednimi podporami. Program określa moment krytyczny zwichrzenia M_cr na wewnętrznym modelu pręta zastępczego o 4 stopniach swobody (φ_x, φ_z, u_y, ω ) oraz na zdefiniowanych podporach węzłowych. W przypadku wybrania zdefiniowanej przez użytkownika wartości M_cr można wprowadzić wartość M_cr dla każdego segmentu. Wartość ta zostaje zastosowana do wszystkich punktów weryfikacji w obrębie segmentu.

Podpory węzłowe - Dodatkowe dane

Ta sekcja okna jest wyświetlana, gdy w wybranym wierszu została zdefiniowana podpora sprężysta lub gdy istnieje podparcie boczne w kierunku y/u bez utwierdzenia sztywnego względem x. Tutaj można szczegółowo zdefiniować parametry.

Należy tu wprowadzić parametry sprężyn, dostępnych dla podparcia bocznego lub obrotu względem podpartych osi. Można tu również zdefiniować sztywności dla sprężystości deplanacyjnych.

Mimośród odnosi się do podparcia bocznego w y/u i - w zależności od położenia ściskanego pasa - może działać stabilizująco lub destabilizująco w przypadku zwichrzenia. Na liście dostępne są opcje podparcia górnego lub dolnego pasa oraz ręcznej definicji.

Wartości sprężystości i mimośrody są uwzględniane w solwerze wartości własnych przy obliczaniu momentu krytycznego zwichrzenia.

Import z analizy stateczności

Zakładka Import z analizy stateczności jest wyświetlana, jeżeli w zakładce 'Główne' aktywowano odpowiednie pole wyboru. W tym miejscu można wybrać postaci wyboczeniowe oraz pręty, dla których mają zostać zastosowane współczynniki długości efektywnej k_y/u lub k_z/v.

Względem osi

W tej sekcji należy określić, z których przypadków obciążeń analizy stateczności mają zostać zaimportowane długości efektywne. Dla każdej osi głównej można zdefiniować postać własną konkretnego przypadku obciążenia.

Postaci własne są właściwościami przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Najpierw z listy 'Przypadek obciążenia/kombinacja obciążeń' należy wybrać, która sytuacja obciążenia jest decydująca dla kształtu wyboczenia. Lista zawiera tylko przypadki i kombinacje obciążeń, dla których zadano analizę stateczności.

W następnym kroku należy zdefiniować decydującą 'Postać nr' Lista postaci własnych jest dostępna dla wszystkich obliczonych przypadków obciążeń i kombinacji obciążeń.

Przy użyciu przycisku można wyświetlić postaci własne w oknie graficznym programu głównego.

Na koniec należy wybrać z listy 'Pręt nr'. Za pomocą przycisku pręt można również zdefiniować graficznie w oknie roboczym.

Współczynniki długości efektywnej

W tabeli podane są współczynniki długości efektywnej zaimportowane z analizy stateczności dla obu osi głównych. Aby zmienić wartość ręcznie, należy aktywować pole wyboru 'Zdef. przez użytkownika' w sekcji 'Względem osi'. Pozwala to uzyskać dostęp do pola wprowadzania.

Wyświetlane tutaj współczynniki długości efektywnej zostają przeniesione do zakładki Podpory węzłowe i długości efektywne, gdzie nie można ich już edytować. Opcja 'Wartości bezwzględne' umożliwia przenoszenie długości efektywnych L_cr,y/v oraz L_cr,z/v z wyników analizy stateczności. Opcji tej można użyć na przykład wtedy, gdy chcemy zastosować długość efektywną dla zbioru prętów z zawartego w zbiorze pręta.