Návrhová norma uvádí, že pro konstrukci lze použít výpočet podle teorie prvního řádu, pokud lze zanedbat nárůst příslušných vnitřních sil nebo momentů, případně jakoukoli jinou změnu chování konstrukce způsobenou deformacemi.
K posouzení, zda lze tento nárůst zanedbat, lze použít kritický součinitel boulení αcr . Globální boulení prvků (včetně přípoje) můžeme zanedbat v případech, kdy je součinitel boulení vyšší než 15 (při plastickém návrhu) nebo vyšší než 10 (pokud je napětí v plechech v elastické větvi).
Lokální boulení se týká jednotlivých plechů (výztuh, stojiny sloupu) a příslušné mezní součinitele boulení jsou stanoveny podle návrhových norem a výzkumných experimentů. Účinky lokálního boulení lze považovat za zanedbatelné, pokud je součinitel boulení:
- ≥ 2 - v případě plechu podepřeného na 4 stranách
- ≥ 3 - v případě plechu podepřeného na 3 stranách
- ≥ 4 - v případě plechu podepřeného na 2 stranách (sousedních)
- ≥ 15 - v případě plechu podepřeného na 2 stranách (protilehlých)
Ve videu uvidíte různé typy boulení a způsob, jak s nimi naložit s ohledem na součinitele boulení a tvary boulení.
Podrobnější vysvětlení toho, jaké typy boulení můžeme u analyzovaného prvku očekávat, najdete v našem článku o lineární analýze boulení (LBA).
Jak vyhodnotit výsledky boulení ve specifických případech?
Nejprve musíme pomocí analýzy boulení určit minimální násobitel zatížení, při kterém dojde k elastickému kritickému boulení, αcr. IDEA StatiCa zobrazuje součinitele boulení ve výsledkových tabulkách a tvary boulení pro každý součinitel lze zobrazit ve 3D pohledu.
Mezní hodnotu pro globální analýzu najdete v EN 1993-1-1:2005, čl. 5.2.1.
Příklad 1
V prvním příkladu je tlaková síla vnášena do nosníku připojeného pomocí připojovacího plechu.
Jsou uvedeny výsledky geometricky lineárního výpočtu a první součinitel je 8,76. Podle EN 1993-1-1:2005, čl. 5.2.1 je mezní hodnota 15, protože tento styčník je rozhodující pro stabilitu samotného nosníku, a závěrem je, že přípoj analýzu boulení nesplnil. Nemluvě o tom, že tento jednostranný připojovací plech je v tomto ztužení při tlakovém namáhání nebezpečný.
Další informace o tom, jak vypočítat únosnost styčníkového plechu při boulení, najdete zde.
Příklad 2
Na druhou stranu u většiny plechů v přípojích může dojít k lokálnímu boulení a maximální hodnota kritického součinitele boulení αcr, která vyžaduje podrobnou analýzu, je obvykle menší. Bylo ověřeno, že u výztuh a smykového pole stojiny sloupu není nutné boulení uvažovat, pokud je kritický součinitel boulení vyšší než 3.
Pro každou součást musíme určit správnou mezní hodnotu a rozhodnout. Tento příklad ukazuje, že první tvar boulení odpovídá výztuze se součinitelem αcr = 8,76 >> 3. V tomto příkladu není tento první tvar boulení nebezpečný.
Při provádění analýzy boulení a vyhodnocování výsledků je nezbytný inženýrský úsudek. Otázkou je, kdy použít globální a kdy lokální limity kritického součinitele boulení, a pro správnou odpověď je rozhodující znalost topologie a konstrukčního systému navrhované konstrukce. IDEA StatiCa sice dokáže poskytnout tvary boulení a kritický součinitel pro jakoukoli část styčníku, ale neprovádí normové posouzení boulení podle normy.
Pokud jsou výsledné hodnoty tvarů boulení záporné, neznamená to, že výpočet selhal nebo že je výsledek nesprávný. Co přesně se v těchto případech děje, je vysvětleno v tomto článku z Knihovny článků.
Jeden praktický příklad vyhodnocení analýzy boulení prvku byl představen v tomto videu z webináře:
Teoretický základ
Pro hlubší pochopení problematiky boulení a řešení v IDEA StatiCa si přečtěte základní informace o analýze boulení v našich článcích Teoretický základ.
IDEA StatiCa Connection - Konstrukční návrh ocelových přípojů
IDEA StatiCa Member - Stabilita prvku
Tutoriály
Připravili jsme podrobné tutoriály krok za krokem, které popisují vytvoření modelu a spuštění analýzy. Odkazy na ně najdete níže:
Konstrukční návrh ocelového příčného nosníku ovlivněného klopením (EN)
Konstrukční návrh a normové posouzení ocelového rámu (EN)
Analýza boulení ocelového přípoje (EN)
Vyzkoušejte si ještě dnes nejnovější verzi IDEA StatiCa
Získejte 14 dní plného přístupu zcela zdarma.
Vyzkoušejte IDEA StatiCa zdarma
