Zwolnienia prętowe

Przegub prętowy ogranicza siły i momenty wewnętrzne przenoszone z jednego pręta na inne. Przeguby można umieszczać tylko na końcach pręta, a nie wzdłuż pręta.

Niektóre typy prętów posiadają już przeguby. Na przykład kratownica nie przenosi momentów, a kabel nie przenosi ani momentów ani sił tnących. Do takich typów prętów nie można przypisać przegubów. Możliwość wprowadzania jest zablokowana.

Główne

Zakładka Główne umożliwia zarządzanie podstawowymi parametrami przegubów.

Układ współrzędnych

Zwolnienie prętowe można zdefiniować w odniesieniu do jednego z poniższych układów współrzędnych:

• Lokalny układ współrzędnych pręta x,y,z
• Globalny układ współrzędnych X, Y, Z (opcjonalnie jako przegub widełkowy)
• Układ współrzędnych zdefiniowany przez użytkownika U,V,W

Zazwyczaj przeguby definiowane są w odniesieniu do lokalnego układu osi pręta. Przeguby widełkowe (zob. rysunek Skrzyżowanie prętów) są jednak możliwe tylko w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie osi.

Warunki zwolnienia

Warunki zwolnienia są podzielone na 'Translacyjne' i 'Rotacyjne' stopnie swobody. Te pierwsze opisują przemieszczenia w kierunku lokalnych lub globalnych osi, a drugie - obroty wokół tych osi.

Aby zdefiniować przegub, należy zaznaczyć pole wyboru dla odpowiedniej osi. Znacznik w polu wyboru wskazuje, że możliwe jest przesunięcie lub obrót pręta w danym kierunku. Stała sprężyny translacyjnej lub obrotowej zostaje wówczas ustawiona na zero. 'Stałą sprężystości' można w każdej chwili zmienić, aby zamodelować przegub sprężysty. Sztywności sprężyste należy wprowadzić jako wartości obliczeniowe.

W kolumnie 'Nieliniowość' można kontrolować przenoszenie sił wewnętrznych i momentów dla każdego komponentu. W zależności od stopnia swobody na liście nieliniowości dostępne są odpowiednie opcje.

Utwierdzenie przy ujemnej lub dodatniej sile wewnętrznej

Ta opcja pozwala w prosty sposób określić, czy na końcu pręta przenoszone są tylko dodatnie, czy tylko ujemne siły lub momenty. Na przykład przegub u_x z nieliniowością 'Utwierdzenie przy dodatniej N' powoduje, że na końcu pręta przenoszone mogą być siły rozciągające (dodatnie), ale nie ściskające (ujemne). Przegub jest zatem aktywny w przypadku ujemnych sił osiowych.

W przypadku lokalnego układu współrzędnych siły wewnętrzne i momenty odnoszą się do lokalnego układu osi xyz pręta.

W przypadku wybrania innej nieliniowości można zdefiniować parametry w Częściowa aktywność, , Tarcie lub Wykres rusztowania.

Opcje

'Przegub widełkowy' jest dostępny w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie współrzędnych. Ten rodzaj przegubu umożliwia modelowanie przecięć prętów ciągłych.

Przykład

W węźle łączą się cztery pręty. Pręty przenoszą momenty w swoim "kierunku ciągłości", ale nie na drugą parę prętów. W węźle przenoszone są tylko siły osiowe i tnące.

Przegub należy przypisać do prętów 3 i 4 lub do prętów 1 i 2. Drugiej parze krzyżujących się prętów nie zostaje nadany przegub.

Częściowa aktywność

Częściowa aktywność komponentu przegubu jest dostępna jako nieliniowa właściwość przegubu pręta (zob. rysunek Wybór nieliniowości przegubu).

Działanie przegubu należy zdefiniować zarówno dla 'Strefy ujemnej', jak i 'Strefy dodatniej'. Na liście 'Typ' do wyboru są różne kryteria skuteczności przegubu.

• Pełna aktywność: Przegub umożliwia przemieszczenie lub obrót w pełnym zakresie.
• Utwierdzenie od przemieszczenia/obrotu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonego przesunięcia lub obrotu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej zaczyna działać połączenie stałe lub utwierdzenie.
• Przerwanie od siły/momentu zwolnienia: Przegub jest aktywny tylko do określonej siły lub momentu. Jeżeli wartość graniczna zostanie przekroczona, przegub ulega uszkodzeniu i nie przenosi już siły wewnętrznej ani momentu.
• Uplastycznienie od siły/momentu zwolnienia: Przegub jest aktywny tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu wartości granicznej nadal rosną odkształcenia, ale już nie siły wewnętrzne ani momenty.
• Nieefektywność sprężyny: W przypadku przegubu o sztywności sprężystej komponent przegubu nie jest efektywny.

Większość typów przegubów można łączyć z typem 'Poślizg', co oznacza, że przegub jest skuteczny dopiero po osiągnięciu określonego przemieszczenia lub obrotu.

Wykres

Wykres części przegubu jest dostępny jako nieliniowa właściwość przegubu (patrz ilustracja Wybór nieliniowości przegubu).

W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' należy zdefiniować liczbę punktów definicji dla wykresu pracy, wprowadzając odpowiednie wartości. In der Spalte 'Kraft' bzw. 'Moment' können Sie dann die Abszissenwerte der Verschiebungen bzw. Drehungen mit den Gelenkkräften bzw. -momenten zuweisen.

Dla 'Początku wykresu' i 'Końca wykresu' do wyboru są następujące kryteria:

• Przerwanie: Zwolnienie pracuje tylko do osiągnięcia maksymalnej wartości siły lub momentu. Jeśli zostanie ona przekroczona, osiągany jest pełny efekt zwolnienia. Siły wewnętrzne i momenty nie są już przenoszone.
• Uplastycznienie: Zwolnienie pracuje tylko do osiągnięcia maksymalnej wartości siły lub momentu. Jeśli zostanie ona przekroczona, odkształcenia nadal rosną, ale nie siły wewnętrzne lub momenty.
• Ciągły: Poza zakresem definicji zostaje zastosowana stała sprężystości ostatniego kroku.
• Ograniczenie: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do maksymalnej wartości przemieszczenia lub obrotu. W przypadku jej przekroczenia efekt zwolnienia zostaje zawieszony, a stałe połączenie lub utwierdzenie staje się skuteczne.

Tarcie

Na liście 'Nieliniowość' do wyboru są cztery opcje definiowania Tarcia przegubu translacyjnego w zależności od innego elementu przegubu (patrz ilustracja Wybór nieliniowości przegubu).

Przenoszone siły przegubowe są powiązane z siłami osiowymi lub tnącymi działającymi w innym kierunku. W zależności od wyboru w zakładce 'Główne' tarcie zależy od tylko jednej lub dwóch sił podporowych. Pomiędzy siłą tarcia przegubu a siłą osiową lub tnącą istnieje następująca zależność:

Plastyczne

Plastische Gelenkeigenschaften sind wichtig für Pushover-Analysen. Bei der Option Plastisch einer nichtlinear wirkenden Gelenkkomponente stehen vier Möglichkeiten zur Auswahl (siehe Bild Gelenknichtlinearität auswählen):

• Dwuliniowy
• Wykres
• FEMA 356 | sztywny
• FEMA 356 | Sprężyste

Legen Sie in den Spalten '"Schnittgröße" / "Schnittgröße"_fließ' und 'δ / δ_fließ' bzw. 'φ / φ_fließ' die Kennwerte der plastischen Bereiche fest. Bei einem Wert für M_y / M_y,fließ von beispielsweise 1.27 beginnt der Querschnitt ab einer Überschreitung des plastischen Moments zu fließen. Werden 127 % der plastischen Tragfähigkeit überschritten, fällt der Stab aus.

Die plastischen Grenzschnittgrößen werden automatisch aus den Querschnittseigenschaften des Stabes ermittelt.

Die Stablänge wirkt sich auf die Steifigkeitsberechnung des plastischen Gelenks aus. Sie wird im Regelfall automatisch aus den Längen der Stäbe erkannt, denen das Gelenk zugewiesen ist. Falls erforderlich, können Sie für das Gelenk eine 'Benutzerdefinierte Stablänge' angeben.

Kryteria akceptacji

Im unteren Abschnitt können Sie die Grenzwerte der Fließkriterien festlegen, die für die Sicherheit des Gebäudes gelten sollen. Diese sind beispielsweise für Stahlbauteile in der Tabelle 5-5 der ASCE-Norm FEMA 356 [1] geregelt. So ist bei einem Wert für φ / φ_fließ von 6.000 der kritische Wert für die 'Sicherheit von Leben' erreicht, sobald die plastischen Verformungen sechsmal größer werden als diejenigen, die sich beim Erreichen der Fließgrenze einstellen.

Die Bereiche der Akzeptanzkriterien werden auch im Diagramm dargestellt.

Bei einer der beiden plastischen FEMA-Optionen sind die Akzeptanzkriterien nach den Vorgaben der US-Norm voreingestellt. Sie können diese bei Bedarf anpassen, wenn Sie das Kontrollfeld 'Benutzerdefiniert' anhaken.

Legen Sie in der Liste den 'Komponententyp' fest. Die Akzeptanzkriterien für primäre und sekundäre Komponenten sind in [1] Tabelle 5-5 geregelt.

Im Fachbeitrag Plastische Gelenke in RFEM 6 ist beschrieben, wie Sie ein plastisches Gelenk für eine Pushover-Analyse verwenden können.

Wykres rusztowania

Das Gerüstdiagramm einer Gelenkkomponente ist als nichtlineare Eigenschaft des Gelenks verfügbar (siehe Bild Gelenknichtlinearität auswählen). Damit können Sie die mechanische Wirkung eines gesteckten Rohrstoßes mit innerem Rohrstummel zwischen zwei Stäben abbilden. W modelu równoważnym, moment zginający jest przenoszony przez nadmiernie ściskaną rurę, a po zablokowaniu, również dodatkowo przez wewnętrzny profil, w zależności od stanu naprężeń ściskających na końcu pręta.

Sie können die Gelenkeigenschaften in den Registern 'Gerüstdiagram | Innenrohr' und 'Gerüstdiagram | Außenrohr' getrennt beschreiben.

Zur Definition der Parameter stehen die im Abschnitt Diagramm vorgestellten Möglichkeiten zur Verfügung.