Назад к Базе знаний
Эта страница полезна? 1x
460x
001931
Диплом. инж. Сёрен Омиечински
2025-01-20

Устойчивость конструкции: Форма потери устойчивости консоли

Аддон '''Устойчивость конструкции''' - это полезный инструмент для расчёта конструктивных элементов, подверженных потере устойчивости. В работе также показано, как определить режим выхода из работы и критическую нагрузку для консольной конструкции с вутами.

В качестве примера мы создадим модель консоли (сталь S235, изотропная, линейно упругая) с Т-образным сечением и линейно переменной высотой сечения.

Геометрические данные компонента следующие:

Длина консоли l 2800 мм
Высота сечения h0 800 мм
Высота сечения hl 200 мм
Ширина полки b 200 мм
Толщина полки tf 20 мм
Толщина стенки tw 10 мм

Условия опирания и нагрузки приданы:

  • жесткое защемление полки и стенки (поступательное и поворотное) на защемленной стороне
  • Фиксация поперек продольной оси (поступательная в направлении Y) на свободном конце
  • Нагружение постоянной нагрузкой на линию 1,0 кН/м

#banner@tip#
Для упрощения мастер комбинаторики и мастер нагрузок деактивированы в Основных данных модели. Рассматривается только одно загружение, без учета собственного веса и коэффициентов надежности.

  1. /баннер#

Аддон Устойчивость конструкции активируется для данного загружения и устанавливается со следующими параметрами:

Тип расчёта на устойчивость Метод собственных чисел (линейный)
Кол-во наименьших собственных чисел 3
метод собственных чисел Ланцош

Для создания сетки модели, требуются следующие настройки сетки :

требуемая длина конечных элементов 40 мм
независимая сетка Да

Обзор граничных условий моделирования; Нажмите, пожалуйста, на изображения:

Форма потери устойчивости консоли с заданными данными геометрии, опоры и нагрузки
Дополнение РФЕМ Проверка устойчивости конструкций: Форма потери устойчивости консольной балки

После завершения расчета, выберем категорию 'Расчет на устойчивость' в навигаторе результатов или в таблицах. Для первого, наименьшего собственного значения, мы получим коэффициент критической нагрузки f, равный 41,427. Исходя из этого, рассчитаем критическую нагрузку :

qcr = 1,0 кН/м ⋅ f ≃ 41,4 кН/м

Соответствующий режим выхода из работы представлен следующим образом:

Форма потери устойчивости консоли как результат расчёта устойчивости
Модуль "Устойчивость конструкции" RFEM: Форма потери устойчивости консоли

#banner@info#
В {%://#Refer [1]]]] указан одинаковый режим выхода из работы при критической нагрузке qcr, равной 43,6 кН/м. Результаты показывают хорошее соответствие.

  1. /баннер#

Экскурс: Моделирование консоли как стержня

Почему мы моделируем консоль с помощью элементов поверхности; Не 'не проще ли учесть стержень?

Чтобы ответить на данный вопрос, мы создадим новую модель и смоделируем консоль как стержень с вышеприведенными граничными условиями; мы скорректируем только размер конечных элементов: По длине l = 2800 мм мы хотим создать 20 конечных элементов. Для этого изменим настройки сетки или зададим уплотнение сетки линий (требуемая длина КЭLFE = 140 мм).

Граничные условия в виде изображения:

Прозрачное моделирование консольной балки с заданными граничными условиями при изучении устойчивости конструкций
Расчёт устойчивости: Консольная балка

Результаты расчета на устойчивость говорят сами за себя: большой коэффициент критической нагрузки f ≃ 77323 и формы выхода из работы не передают реалистичное местное выпучивание консоли.

Анализ формы разрушения консоли, представленной как стержень для проверки устойчивости
Расчёт устойчивости: Консольная балка

Тем не менее, моделирование консоли в качестве стержня достаточно точно для расчета условий равновесия (расчёт конструкций): максимальное перемещение на свободном конце консоли составляет в обеих моделях 0,1 мм.

Автор

Г-н Омечински создает и ведет техническую документацию

Ссылки
  1. Manfred Fischer and M. Smida. Dimensionierung und Nachweis von gevouteten Kragträgern mit T-förmigem Querschnitt. Ernst & Sohn, Berlin, 70, 2001.
  • Mia: ИИ помощник
  • Актуальная База знаний
События
Видеоролики
Модели для скачивания
Статьи из базы знаний
Инженерная модель анализа гибкого прогиба в строительном программном обеспечении.
В этой статье мы рассмотрим различные типы нарушений устойчивости, углубимся в их основные характеристики, причины и то, как они проявляются в различных конструктивных системах.
Стальное здание
В этой статье показано, как использовать аддон Депланация при кручении (7 СтСв) в сочетании с аддоном Устойчивость конструкции, чтобы учесть депланацию сечения как дополнительную степень свободы при выполнении расчёта на устойчивость.
Стальное здание
Эта статья на практическом примере покажет вам как определить коэффициенты критической нагрузки и соответствующие формы колебаний в RFEM 6.
КБ 001851 | Двухшарнирная рама с маятниковой одиночной колонной в плоскости
Коэффициент модальной релевантности является результатом линейного анализа устойчивости и качественно описывает степень участия отдельных стержней в конкретной собственной моде.
Скриншоты
Функции продуктов
Учитывать расчёт на устойчивость

По сравнению с дополнительными модулями RF-STABILITY (RFEM 5) и RSBUCK (RSTAB 8) в аддон Устойчивость конструкции для RFEM 6 / RSTAB 9 добавлены следующие новые функции:

  • Активация как свойство загружения или сочетания нагрузок
  • Автоматическая активация расчёта на устойчивость с помощью мастеров комбинаторики для нескольких ситуаций нагрузок за один шаг
  • Постепенное увеличение нагрузки с пользовательскими критериями завершения
  • Изменение нормализации собственных форм без пересчёта
  • Таблицы результатов с возможностью фильтрации
Характеристика 002720 | Коэффициент соответствия для анализа устойчивости

Модальный коэффициент релевантности (MКР) может помочь вам оценить, в какой степени отдельные элементы участвуют в определённой собственной форме. Расчёт основан на относительной энергии упругой деформации каждого отдельного стержня.

МКР можно использовать для различения местных и общих форм колебаний. Если несколько отдельных стержней показывают значительный MRF (например,> 20%), то весьма вероятна потеря устойчивости всей конструкции или части конструкции. С другой стороны, если сумма всех МКР для собственной формы составляет около 100%, можно ожидать появления феномена местной устойчивости (например, потери устойчивости одного стержня).

Кроме того, МКР можно использовать для определения критических нагрузок и расчётных длин потери устойчивости определённых стержней (например, для расчёта на устойчивость). Формы колебаний, для которых конкретный стержень имеет небольшие значения МКР (например, < 20%), в этом контексте можно игнорировать.

МКР изображается по формам колебаний в таблице результатов в разделе Расчёт на устойчивость → Результаты по стержням → Расчётные длины и критические нагрузки.

Устойчивость конструкции
  • Расчет моделей, состоящих из стержней, оболочек и тел
  • Инкрементальный расчёт на устойчивость
  • Дополнительный учет осевых сил от начального предварительного напряжения
  • Множество решателей уравнений для эффективного расчета различных конструктивных моделей
  • Optionale Berücksichtigung der Steifigkeitsänderungen über Einstellungen zur Strukturmodifikation
  • Определение устойчивых форм, превышающих пользовательский коэффициент приращения нагрузки (метод сдвига)
  • Дополнительное определение собственных форм у неустойчивых моделей (для определения причины неустойчивости)
  • Визуализация устойчивых форм
  • Основа для определения несовершенства
Stabilitätsnachweis inkl. Wölbkrafttorsion in RF-/STAHL AISC

Благодаря расширению RF-/STEEL Warping Torsion можно в модуле RF-/STEEL AISC проводить также расчеты в соответствии с Расчетным руководством № 9.

Сам расчет выполняется с 7 степенями свободы согласно теории кручения с депланацией, что позволяет провести реалистичный расчет на устойчивость, включая учет кручения.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что такое коэффициент критической нагрузки и как его определить?
Как можно выполнить у стержня с вутами расчет на устойчивость?

Можно ли учитывать сдвиговые панели и опоры на кручение в глобальных расчётах?
В аддоне Расчёт стальных конструкций я установил граничные условия так, чтобы полка двутавровой балки была закреплена от горизонтального перемещения. Затем я рассчитал коэффициенты критической нагрузки с помощью аддона Устойчивость конструкции, но это не повлияло на значение коэффициента критической нагрузки. В чём причина?
Могу ли я постепенно увеличивать нагрузку в RFEM 6 или RSTAB 9?

Моя модель нестабильна. В чём может быть причина?
Проекты заказчиков
Рекомендуемые продукты
Изобразить семейство продуктов