Temat:
Analiza stalowej ramy uwzględniająca sztywność połączeń
Uwagi:
W poniższym artykule, na przykładzie dwukondygnacyjnej stalowej ramy, przeanalizowano wymiarowanie połączeń oraz wpływ sztywności tych połączeń na wartości sił wewnętrznych w elementach konstrukcji.
Opis:
Model tego artykułu technicznego jest oparty na Przykładzie 5.5.3 w literaturze technicznej [1]. Wyjaśniono wpływ sztywności połączenia na określanie sił wewnętrznych oraz wymiarowanie połączeń na przykładzie dwukondygnacyjnej, dwuprzęsłowej ramy stalowej.
obciążenie konstrukcji
Obciążenia wynikające z szerokości posuwu czterech metrów są przykładane zgodnie z [1]. Pominięte zostaje jedynie przemieszczenie przegubów prętowych o 0,1 m od osi słupów. Globalne przechyły początkowe są obliczane według równania 5.5 w [2]:
Gdzie TOGeometria połączeń i charakterystyki momentu obrotowego
Połączenia belek w stropie pośrednim oraz w dachu są utworzone za pomocą wydłużonych blach czołowych bez elementów usztywniających w słupach. W obecnym przypadku taka konstrukcja prowadzi do korzyści ekonomicznych.
Zgodnie z [1], zazwyczaj należy uwzględnić wpływ charakterystyki momentu obrotowego połączeń na rozkład sił wewnętrznych w konstrukcji w przypadku połączeń odkształcalnych. Za pomocą metody składowych określonej w normie EN 1993-1-8 można obliczyć początkową sztywność sprężystą Sj,ini dla połączeń. Wykorzystano tu moduł dodatkowy RF-/JOINTS Steel Rigid.
Zastosowanie sztywności skrętnej w modelu zostało uproszczone zgodnie z normą EN 1993-1-8, sekcja 5.1.2 (4) i zdefiniowano w celu szybkiego dostosowania w układzie w przypadku zmian poprzez parametryzację.
IPE 240: Sj,Model = Sj-,ini/η = 26 372/2 = 13 186 kNm/rad
IPE 300: Sj,Model = Sj-,ini/η = 26 372/2 = 13 186 kNm/rad
Siły wewnętrzne i projektowanie połączeń
Określenie pierwszej postaci drgań w płaszczyźnie ramy za pomocą modułu dodatkowego RSBUCK lub RF-STABILITY powoduje, że współczynnik obciążenia krytycznego a-cr wynosi 12,6. Dzięki temu możliwe jest obliczenie sił wewnętrznych zgodnie z równaniem 5.1 w [2] zgodnie z liniową analizą statyczną.
W wyniku obliczeń przypadku obciążenia ze sztywno zamodelowanymi przegubami prętowymi, siły wewnętrzne są następujące.
Na podstawie tych sił wewnętrznych połączenie jest obliczane zgodnie z EN 1993-1-8 w module dodatkowym RF-/JOINTS Steel Rigid.
W wyniku obliczenia przypadku obciążenia z przegubami na końcach pręta sztywnego, siły wewnętrzne są podane poniżej.
Ze względu na większe siły wewnętrzne na połączeniach między belką a słupem nie jest już możliwe obliczanie połączeń.
Wniosek
Uwzględnienie sztywności połączenia w analizie statyczno-wytrzymałościowej pozwala na projektowanie połączeń niezbrojonych, a także na bardziej jednolite wykorzystanie belek w dwukondygnacyjnej, dwuprzęsłowej stalowej ramie szkieletowej.
Więcej filmów:
► KB 001626 | Stalowa rama z uwzględnieniem sztywności połączenia https://www.youtube.com/watch?v=amzG-QMGxFo