Mi a kifordulás, és mi okozza?
A kifordulás (LTB) egy alátámasztás nélküli gerenda elmozdulása a ráható terhek hatására a hossztengelyétől eltávolodva – ez magában foglalja mind az oldalirányú elmozdulást, mind az elcsavarodást.
Az alátámasztás nélküli acélgerendák olyan gerendák, amelyek nyomott öve szabadon el tud mozdulni (vagy elmozdulhat) oldalirányban, és el is tud fordulni. Ha ezt az elméletet egy egyszerűen alátámasztott gerendára alkalmazzuk, akkor a nyomott öv a felső öv. Ahogy ez az öv oldalirányban kihajlik, a húzott öv megpróbálja egyenesen tartani a gerendát, és a gerenda oldalirányú hajlítása miatt „visszaállító” erők keletkeznek. Ezek az erők azonban önmagukban nem tudják egyenesen tartani a gerendát. A gerenda kifordulással szembeni ellenállását a visszaállító erők és a húzott övben ébredő húzóerők oldalirányú komponense határozza meg.
A nyomott és húzott öv kölcsönhatása arra kényszeríti az alátámasztás nélküli gerendát, hogy elcsavarodjon. Az ezzel szembeni ellenállás a gerenda keresztmetszetének torziós ellenállásától függ. A nagyobb övvastagságú gerendáknak például nagyobb a torziós ellenállásuk, mint a kisebb övvastagságúaknak, adott magasság mellett. Vannak más keresztmetszetek is, amelyek nagyobb ellenállást biztosítanak (RHS/SHS), és ezeket gyakran olyan helyzetekben alkalmazzák, ahol viszonylag nagy fesztávolságokra van szükség a függőleges teher hordásához (pl. összecsukható ajtókat tartalmazó nyílásoknál), amelyek hajlamosak a síkon kívüli erőhatásokra.
Ahhoz, hogy lássa, hogyan terjed a kifordulási tönkremenetel, nézze meg ezt a videót.
Milyen tényezők befolyásolják a kifordulást?
Három fő tényező van:
- A ráható teher elhelyezkedése
- A nyomatéki eloszlás
- A végtámaszok kialakítása
A ráható terhek elhelyezkedése
A kifordulás hatását a ráható teher helye és a gerenda keresztmetszetének nyírási középpontja közötti távolság határozza meg. A keresztmetszet hajlamosabb a kifordulásra, ha a teher a nyírási középpont felett hat. A hatás kisebb, ha a teher a nyírási középpont mentén hat, és ha alatta hat, akkor a gerendának alig van esélye a kifordulásra.
[Megjegyzés] A nyírási középpont a gerenda keresztmetszetének azon pontja, ahol a ráható terhek nem okoznak elcsavarodást. Ez a keresztmetszettől függ. A nyírási középpont és a súlypont egy szimmetrikus keresztmetszet esetén megegyezik. Nem szimmetrikus keresztmetszet esetén ezek eltérhetnek egymástól. A nyírási középpont kiszámítása bármely adott keresztmetszet esetén némi matematikai számítást igényel, de szerencsére a mérnökök szoftvereket használnak, és rendelkezésre álló táblázatokra hivatkozhatnak!
A nyomatéki eloszlás
Az a keresztmetszet, amelynek hossza mentén egyenletes a nyomaték, kisebb kihajlási ellenállással rendelkezik egy eltérő nyomatéki eloszláshoz képest.
A végtámaszok kialakítása
A gerenda keresztmetszetének kifordulással szembeni ellenállása növekszik, ahogy a végtámaszok egyre jobban be vannak fogva. Vegyünk egy alátéttömbön nyugvó gerendát, összehasonlítva egy betonfalba befogott gerendával. Az utóbbinak nagyobb a befogása a végein, mint az előbbinek. Az egyik szabadon el tud fordulni, a másik nem.
Tervezési szempontok
A hatékony oldalirányú megtámasztás biztosítása jelentősen befolyásolhatja a gerenda méretét. A megtámasztás teljes mértékben megvalósítható egy betonfödém együttdolgozó hatásával. Részleges megtámasztás közbenső gerendákkal érhető el. Megfelelő méretű és elhelyezésű merevítés is alkalmazható.
Ez mind rendben van a szerkezeti elem tervezésénél, de mi történik a kapcsolat tervezésénél?
A tényleges reakcióerők ugyanazok maradnak, függetlenül a kifordulás elleni megtámasztástól, de a szerkezeti elemnek ennek a megtámasztásnak köszönhetően nagyobb a befogottsága. Ha ezt figyelmen kívül hagynánk, akkor a kapcsolat tervezése túlbecsült lenne.
Az IDEA StatiCa (22.0-s verzió) új verziójában egy új műveletet vezettünk be – Kifordulás elleni megtámasztás –, hogy felhasználóink figyelembe vehessék ezt, ha úgy kívánják.
További információt talál a Kifordulás elleni megtámasztás funkcióról. Ez a művelet elkerüli a szerkezeti elem elcsavarodását a kapcsolatban, és gazdaságosabb tervezést tesz lehetővé a szükséges biztonság megtartása mellett.
Próbálja ki ingyenesen az IDEA StatiCa szoftvert
Kezdje el próbaidőszakát még ma, és élvezze 14 napig a teljes hozzáférést és szolgáltatásokat díjmentesen.
INGYENES PRÓBAVERZIÓ INDÍTÁSA