Начальная жёсткость представляет собой наклон кривой нагрузки-смещения для соединения, показывающий способность соединения противостоять деформации при незначительных нагрузках. Данный параметр необходим для понимания распределения сил в конструкции, ее поведения при эксплуатационных нагрузках, а также для устойчивости всей системы. Таким образом, расчет начальной жесткости стальных соединений является одной из решающих тем в проектировании конструкций, прежде всего для понимания работы соединений под нагрузкой.
Многие нормативы, в том числе Еврокод 3 (EN 1993-1-8) и AISC, содержат рекомендации по расчету начальной жесткости стальных соединений. Инструменты для расчета конструкций часто включают в себя функции для моделирования жесткости соединения. Программы Dlubal RFEM и RSTAB являются одними из ведущих решений, предлагающих комплексные функции для расчёта жёсткости соединений, что позволяет пользователям моделировать соединения и задавать свойства соединений, которые легко интегрируются с МКЭ. Эта функция поддерживает точную оценку жесткости и повышает реалистичность конструктивных моделей.
В связи с этим в следующей статье будет объяснено, каким образом можно выполнить начальный расчет жесткости в аддоне Стальные соединения от Dlubal на примере соединения колонны с балкой с лобовой плитой (как показано на рисунке 1). Основное внимание уделим расчету вращательной жесткости для моментов вокруг оси y. В статье показано, как инициировать и выполнить расчет в программе, а затем кратко обсуждаться основные концепции.
Расчёт начальной жёсткости в аддоне Стальные соединения
Расчет жёсткости предлагается в качестве дополнительной функции в аддоне Стальные соединения. Здесь можно задать конфигурацию расчёта или, если конфигурация была ранее создана, то её можно выбрать в раскрывающемся меню (рисунок 2). Обратите внимание, что на данном этапе можно изменить также существующие конфигурации. Доступные расчётные параметры для конфигурации показаны на рисунке 3.
Для выбранных стержней можно выполнить начальный расчёт жёсткости по отношению к внутренним силам N , My и Mz. На вкладке «Стержни» диалога ввода аддона, вы можете выбрать необходимые внутренние силы с помощью флажков или несколько сил одновременно (рисунок 4). Для этих внутренних сил затем можно выполнить расчет жесткости как с положительными, так и с отрицательными значениями.
Концепция
Аддон Стальные соединения, как описано выше, позволяет выполнить начальный расчёт жёсткости всего за несколько простых шагов, предоставляя эффективные и быстрые результаты. Для тех, кто интересуется методологией, описанной в данном подходе, основное внимание уделяется анализу деформации выбранной балки в стыке при жестком опирании других балок. Следует отметить, что кроме плоскостной модели в программе используется также соответствующая стержневая модель (рисунок 5). В обеих моделях полностью оперты концы стержней; однако в стержневой модели используются те же стержни, что и в поверхностной подмодели, но между ними имеются жесткие соединения. Данная конструкция позволяет компенсировать эффекты деформаций и учесть собственный прогиб балки в узле.
