Тема:
Стальная рама с учетом жесткости соединения
Примечания:
В данной технической статье будет на примере двухэтажной, двухпролетной стальной рамы проанализировано влияние величины жесткости соединения на определение значений внутренних сил и на общий расчет соединений.
Легенда:
Модель данной статьи основана на примере 5.5.3 из технической литературы [1]. В нем поясняется влияние жесткости соединения на определение значений внутренних сил, а также на расчет соединений на примере двухэтажной, двухпролетной стальной рамы.
Нагрузки
Нагрузки, возникающие при нагружаемой ширине четыре метра, применены согласно [1]. При этом не учитывается только смещение стержневых шарниров на 0,1 м от оси колонн. Глобальный исходный перекос рассчитывается по уравнению 5.5 в [2]:
где доГеометрия соединений и характеристики моментов и вращения
Соединения поперечных балок в промежуточном перекрытии, а также в кровле, моделируются с помощью удлиненных лобовых плит без элементов жесткости в колоннах. Данная конструкция в этом случае дает экономические преимущества.
Согласно [1], для деформируемых соединений, как правило, необходимо учитывать влияние моментно-вращательных характеристик соединений на распределение внутренних сил в конструкции. С помощью метода компонент, указанного в норме EN 1993-1-8, можно рассчитать упругую начальную жесткость Sj,ini соединений. Для этого применяется дополнительный модуль RF-/JOINTS Steel Rigid.
Применение жесткости пружины при кручении в модели рассматривается упрощенно по норме EN 1993-1-8, раздел 5.1.2 (4), для быстрой настройки системы в случае внесения изменений посредством параметризации.
IPE 240: Sj,модель = Sj-,ini/η = 26 372/2 = 13 186 кНм/рад
IPE 300: Sj,модель = Sj-,ini/η = 26 372/2 = 13 186 кНм/рад
Внутренние силы и расчет соединений
Результатом определения значений первой собственной формы в плоскости рамы с помощью дополнительных модулей RSBUCK или RF-STABILITY является коэффициент критической нагрузки a-cr, равный 12,6. Таким образом, мы можем рассчитать внутренние силы с помощью уравнения 5.1 в [2] по теории первого порядка.
Расчет нагружения с упруго смоделированными стержневыми шарнирами приводит к следующим результатам у внутренних сил.
На основе полученных значений внутренних сил соединение рассчитывается по норме EN 1993-1-8 в дополнительном модуле RF-/JOINTS Steel Rigid.
Расчет нагружения с жесткими стержневыми шарнирами приводит к следующим результатам у внутренних сил.
С такими высокими значениями внутренних сил в соединении между балкой и колонной, мы больше не можем рассчитать соединения.
Заключение
Учет жесткости соединений в расчете конструкции позволяет применить неусиленное выполнение соединений, а также более однородное использование балок в данной двухэтажной, двухпролетной раме стального каркаса.
Другие видео:
► КБ 001626 | Стальная рама с учетом жесткости соединения https://www.youtube.com/watch?v=amzG-QMGxFo