Wprowadzanie i wpływ podpór bocznych w RF-/STEEL EC3

W niniejszym artykule przedstawiono wprowadzenie dwóch podstawowych parametrów za pomocą przykładów i objaśnienie ich wpływu na wyniki. Przyjrzyjmy się bliżej następującej strukturze.

Konstrukcja

Konstrukcja

Stalowa belka o długości 6 m posiada utwierdzenie boczne i skrętne na obu końcach. Pręt łączący jest połączony prostopadle w środku pręta. Nie wprowadza żadnej siły do konstrukcji, a jedynie służy jako podpora przed wyboczeniem bocznym. Belka główna jest poddawana jednoosiowemu zginaniu i ściskaniu.

Obliczenia są przeprowadzane w RF-/STEEL EC3. Nacisk kładziony jest na wymiarowanie zgodnie z 6.3.3, przy czym jednolite elementy konstrukcyjne poddawane są zginaniu i ściskaniu. W kilku przypadkach modułowych analizowane są warunki brzegowe dla każdego przypadku. Celem jest zwrócenie uwagi na wpływ ustawień na obliczenia. Dla belki głównej wybranej do obliczeń definiowany jest zbiór prętów. Ponieważ moduł zawsze zakłada belkę jednoprzęsłową z utwierdzeniami bocznymi i skrętnymi, niezależnie od danej sytuacji, dla wyboczenia pionowego wprowadzana jest prawidłowa długość pręta wynosząca 6 m.

Analiza przypadku

Przypadek 1 Wymiarowanie zbioru prętów bez podpory pośredniej

Podpora boczna nie będzie uwzględniana w pierwszym przypadku. Nie są konieczne ręczne modyfikacje. Długości efektywne są uwzględniane w obliczeniach w postaci 6 m, która została ustawiona automatycznie.

Okno "1.4 Pośrednie utwierdzenia boczne"

Okno wprowadzania dla bocznych podpór pośrednich pozostaje niezmienione.

Okno "1.6 Długości efektywne - Zbiory prętów"

Do porównania wyników brano pod uwagę sprężyste obciążenie krytyczne dla wyboczenia wokół osi z N_{cr, z} oraz sprężysty moment krytyczny dla wyboczenia_giętno -skrętnego. Te wyniki pośrednie uwzględniane są przy obliczaniu współczynników redukcyjnych Χ_z i Χ_LT , a także współczynników interakcji k_yz i k_zz , które można znaleźć we wzorach obliczeniowych zgodnie z 6.3.3. W przypadku 1 skutkują one:

N _{cr, z} = 347,6 kN
M _cr = 78,7 kNm
Współczynnik obliczeniowy = 99%

Przypadek 2 Stabsatzbemessung mit angepasster Knicklänge L_cr,z = 0,5 ⋅ L

Przypadek 2 uwzględnia fakt, że belka główna nie będzie się wybrzuszać wokół osi z na całej swojej długości z powodu elementu łączącego, ale prawdopodobnie będzie miała postać wyboczenia sinusoidalnego. Dlatego efektywna długość L_{cr, z} jest zredukowana do 0,5 ⋅ L = 3 m w oknie 1.6. Es wird jedoch nach wie vor keine Eingabe in den seitlichen Zwischenabstützungen getätigt.

N _{cr, z} = 1390,5 kN
M _cr = 78,7 kNm
Współczynnik obliczeniowy = 77%

Jest oczywiste, że sprężyste obciążenie krytyczne wyboczeniowe N_{cr, z} jest zwiększone w wyniku efektywnej modyfikacji długości. Anders formuliert bedeutet dies, dass durch die Halbierung der Knicklänge der Stab erst bei einer weit größeren Normalkraft seitlich ausknicken würde. Jest również oczywiste, że M_cr pozostaje bez zmian. Można wyciągnąć wniosek, że adaptacja długości efektywnej nie zmienia układu konstrukcyjnego (będącego podstawą obliczeń M _cr ).

Przypadek 3: Wymiarowanie zbioru prętów z definicją pośredniego utwierdzenia bocznego u_y na 3 m

W oparciu o Przypadek 1, w Oknie 1.4 zdefiniowano tylko jedno pośrednie utwierdzenie boczne dla Przypadku 3. Es wird ein benutzerdefiniertes Lager am Ende von Stab 1 angesetzt, bei welchem nur die seitliche Unterstützung u_y aktiviert wird. Podobnie jak w przypadku 1, efektywne długości wynoszą 6 m.

N _{cr, z} = 347,6 kN
M _kr = 187,0 kNm
Współczynnik obliczeniowy = 76%

W porównaniu z przypadkiem 2 jest jasne, że definicja bocznej podpory pośredniej ma wpływ na M_cr. Układ konstrukcyjny został zmieniony w tle z prostej belki jednoprzęsłowej na belkę jednoprzęsłową z podpórką boczną w środku. Można również stwierdzić, że zdefiniowanie pośredniego utwierdzenia bocznego niekoniecznie ma wpływ na sprężyste obciążenia krytyczne przy wyboczeniu. N_{cr, z} ponownie odpowiada wynikowi z przypadku 1.

Przypadek 4: Wymiarowanie zbioru prętów z uwzględnieniem utwierdzenia pośredniego i skorygowanej długości efektywnej

W przypadku 4, dostosowania z przypadku 2 i 3 są połączone. W wyniku tego powstają następujące wartości pośrednie:

N _{cr, z} = 1390,5 kN
M _kr = 187,0 kNm
Współczynnik obliczeniowy = 53%

Bazują one, zgodnie z oczekiwaniami, na wynikach dwóch poprzednich przypadków. Ze względu na kombinację, współczynnik wykorzystania został jednak ponownie zmniejszony z 76% i 77% do 53%.

Podsumowanie

Nawet jeżeli rozwinięcie się stosunku między przypadkami może być przedstawione jako ujęcie migawkowe w tym szczególnym przypadku, należy jednak zaznaczyć, że pręt jako całość musi zostać prawidłowo uwzględniony w obliczeniach. Oznacza to, że długości efektywne są sprawdzane, a wewnętrzny układ konstrukcyjny jest odpowiednio podparty. W omawianym przykładzie opisano szczegółowo tylko efektywną długość wokół osi z oraz podpórę za pomocą bocznych utwierdzeń bocznych. Jeżeli w punktach końcowych podstawowa konstrukcja nie jest prętem jednoprzęsłowym z utwierdzeniem poprzecznym i skrętnym, należy tutaj szczegółowo zdefiniować warunki podparcia. Więcej informacji na ten temat można znaleźć w instrukcji obsługi lub w powiązanych artykułach poniżej.