Ennek az összetett jelenségnek különböző formái léteznek. Általánosságban megkülönböztetjük a szerkezeti elemek globális kihajlását (nyomott karcsú oszlopok, hajlított gerendák kifordulása) és a lemezek lokális kihajlását (nyomás vagy nyírás hatására). A kritikus teher elérésekor a szerkezeti elem alakja megváltozik egy energetikailag kedvezőbb új formára: kihajlik. Ez akkor is megtörténhet, ha a szerkezeti elemben lévő feszültség messze az alkotó anyag szilárdsága alatt van. A további terhelés jelentős és némileg megjósolhatatlan alakváltozásokat okozhat, ami akár a szerkezeti elem teherviselő képességének teljes elvesztéséhez is vezethet.
Az IDEA StatiCa segít a mérnököknek az acél szerkezeti elemek globális és lokális kihajlásának kezelésében.
Kapcsolat kihajlása
A kihajlás általában nem jelentős probléma a csomópontoknál, azonban ellenőrizni kell, hogy nincsenek kihajlási problémák, és hogy a szilárdsági analízis eredményei – amelyek csak geometriailag lineáris analízist alkalmaznak – helyesek. Természetesen, ha nem megfelelő kialakítást alkalmaznak, a kihajlás könnyen bekövetkezhet...
Az IDEA StatiCa Connection képes a csomópont modelljének lineáris kihajlási analízisét elvégezni. Az eredmények kihajlási alakok formájában jelennek meg. Minden kihajlási alakhoz kiszámítja azt a kritikus terhet, amelynél a tökéletes modell kihajlása bekövetkezik. A kritikus terhet a csomópontra ható teher szorzóival adjuk meg. A kihajlási alak és a kritikus teher szorzója alapján a felhasználó meghatározhatja a biztonságos kihajlási méretezést. Az IDEA StatiCa kihajlási analíziséről szóló általános információk megtalálhatók az Elméleti háttérben.
Az alkalmazásban keresi a kihajlási analízist? Egyszerűen kövesse az EN szabvány szerinti oktatóanyagot vagy az AISC szabvány szerintit.
Az egyéb analízistípusokkal ellentétben a kihajlási analízis nem ad egyértelmű megfelel/nem felel meg választ. Ehelyett a teher kritikus szorzóit a követett szabvány alapján kell értelmezni. Végső soron a mérnök dönti el, hogy az analízis eredménye megfelelő-e vagy nem. Lásd az Elméleti háttér megfelelő részeit: Kihajlási analízis az Eurocode szerint és Kihajlási analízis az AISC szerint.
A határérték eltérő lehet a szerkezeti elemen bekövetkező kihajlási alakok, illetve a kapcsolatban lévő kiegészítő lemez kihajlásakor létrejövő alakok esetén. Ezt a témát a következő cikk mutatja be: Globális kihajlás vs. lokális kihajlás. Mit jelent ez?
Egy másik példát egy megfogás kapcsolatán elvégzett kihajlási analízisre, az eredmények értelmezésével együtt, egyik Connection Wednesdays webináriumunkon mutattunk be.
Az IDEA StatiCa Connection eredményeinek más eszközökkel való összehasonlítása megtalálható a verifikációs példákban.
Vékonyfalú (hidegen hajlított) szerkezeti elemek kihajlása
Vékonyfalú szelvények esetén a helyzet még összetettebb...
Az IDEA StatiCa Connection elsősorban meleghengerelt szerkezeti elemek kapcsolatainak vizsgálatára szolgál, amelyeket a kihajlás nem érint jelentősen. A geometriailag lineáris és materiálisan nemlineáris analízist a gyors és stabil számítás miatt alkalmazzák. Ez az analízistípus azonban nem veszi figyelembe a stabilitásvesztést. Ha a stabilitási viselkedést kell megvizsgálni, egy lineáris kihajlási analízis elvégzése segíthet a veszélyes területek felderítésében, és megadja az Euler-féle bifurkációs pont szorzóját.
A Vékonyfalú (hidegen hajlított) szerkezeti elemek cikk felsorolja azokat a fontos tényezőket, amelyeket figyelembe kell venni a vékonyfalú szelvények IDEA StatiCa-ban történő elemzésekor. A témát a Vékonyfalú szerkezeti elemek – kihajlási problémák webinárium felvétele is tárgyalja.
- Végezze el a lineáris kihajlási analízist, és alaposan értékelje ki minden kihajlási alakot; az első 5 megjelenített kihajlási alak nem feltétlenül elegendő.
- Ne hagyatkozzon a vékonyfalú szerkezeti elemek plaszticitására, helyette korlátozza a von Mises feszültséget a folyáshatárra vagy annál alacsonyabb értékre.
- Vegye figyelembe, hogy a figyelembe nem vett lokális kihajlás eltérően oszthatja el a belső erőket a komponensek között.
- Vegye figyelembe, hogy a komponensek merevsége a különböző tönkremeneteli módok vagy azok kombinációja miatt eltérő lehet.
- Vegye figyelembe, hogy a komponensek (pl. csavarok, hegesztések) bemutatott ellenőrzései és részletei a szabványos szerkezeti elemekre vonatkozó útmutatókat követik. A vékonyfalú szerkezeti elemek szabványellenőrzései eltérhetnek, és ekkor a megadott tesztek nem helyesek.
Általánosságban az IDEA StatiCa Connection használható vékonyfalú (hidegen hajlított) kapcsolat viselkedésének modellezésére, de a teljes szabványellenőrzéshez más eszközöket kell alkalmazni, és a végső döntést több alkalmazott módszer és eljárás eredményének összegzéseként kell meghozni.
Szerkezeti elem kihajlása
Két évvel ezelőtt az IDEA StatiCa bevezetett egy új alkalmazást, amely a teljes szerkezeti elemek kihajlási viselkedésének értékelésére szolgál. A Connection alkalmazásból ismert, kiforrott és elismert CBFEM modellt implementálták az IDEA StatiCa Member alkalmazásba a különböző szintű analízisek elvégzéséhez. Ezzel az eszközzel elvégezhető a geometriailag és materiálisan nemlineáris analízis, akár a geometriai imperfekciók figyelembevételével is.
A Member analízismodellje 3 típusú analízist biztosít:
- MNA – Materiálisan Nemlineáris Analízis, a feszültség/alakváltozás ellenőrzéséhez a szerkezeti elem menti szelvényekben.
- LBA – Lineáris Kihajlási Analízis (stabilitás), amely kiértékeli a lineáris sajátértékeket és sajátalakokat (kritikus szorzók és kihajlási alakok). Ezen értékek alapján a mérnök kiválasztja, melyiket vegye figyelembe a GMNIA nemlineáris analízisnél, és megadja a geometriai imperfekciók értékeit.
- GMNIA – Geometriailag és Materiálisan Nemlineáris Analízis Imperfekciókkal, amely kiértékeli a feszültséget/alakváltozást a szerkezeti elem mentén materiálisan és geometriailag (imperfekciókat is figyelembe véve) nemlineáris analízisben. Az 5%-os plasztikus alakváltozás van beállítva a szabványellenőrzés korlátjaként.
Az IDEA StatiCa Member alapjainak megismeréséhez javasoljuk az IDEA StatiCa Member Elméleti hátterének elolvasását, hogy jobban megértse a képességeit. Természetesen több videó is bemutatja az eszköz erejét. Kezdheti a bevezető webináriummal: IDEA StatiCa Member – Megoldás a kihajlásra.
A gyakorlati IDEA StatiCa Member oktatóanyagok segítenek elkezdeni az alkalmazás használatát, akár a nulláról, akár egy BIM munkafolyamatban. Néhány fontos szempontot tárgyal a Mit kell tudni, mielőtt elkezdi használni az IDEA StatiCa Member alkalmazást? webinárium felvétele, valamint ezek a két cikk: A peremfeltételek hatása és Imperfekciók.
Az új alkalmazás verifikációs folyamata befejeződött, és a tanulmányokat egyetemi csoportokkal együtt publikálták. Több verifikációs példát is végignézhet.
Összefoglalva
Egy építőmérnöki szerkezet kihajlási problémáinak vizsgálatakor mindig szükség van a mérnöki érzék és megítélés alkalmazására. Ennek ellenére az IDEA StatiCa segíthet ebben.
- Az acél kapcsolatok ellenőrzésére szolgál az IDEA StatiCa Connection, amely nem csak a feszültséget/alakváltozást, hanem a legkritikusabb kihajlási alakokat és a hozzájuk tartozó kritikus terhet is ellenőrzi.
- A globális stabilitás az IDEA StatiCa Member alkalmazásban vizsgálható, amely lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy geometriailag és materiálisan nemlineáris analízist futtassanak imperfekciókkal, hogy megtalálják a szerkezeti elem kihajlási alakjait és szorzóit.
Mindkét alkalmazás elérhető 14 napos ingyenes próbaverzióban kipróbálásra.
