Konzollemezek stabilitása helyi kihajlás-elemzéssel és anyagi nemlineáris elemzéssel (AISC)

Az AISC 360 szerinti kapcsolattervezés során a J.4. fejezet képleteket állapít meg a kapcsolatoknál lévő szerkezeti elemek és összekötő elemek, például lemezek, csomólemezek, szögvasak és konzolok számára. A hagyományos tervezési módszer matematikai egyenleteket alkalmaz a szerkezeti elemek szilárdságának kiszámításához.

Bár a legtöbb általános feltételre pontos egyenleteket dolgoztak ki, egyes kapcsolati elemekre csak empirikus vagy félempirikusi egyenletek állnak rendelkezésre. Megfelelő modellezési technikákkal azonban a kapcsolatok végeselem-modellek segítségével is megtervezhetők, figyelembe véve a következőket:

• Anyagi nemlineáris elemzés (MNA) a szilárdság pontos előrejelzéséhez.
• Lineáris kihajlás-elemzés (LBA) információt nyújthat a kapcsolatok ideális rugalmas kihajlási viselkedéséről.
• Geometriai nemlinearitások (GMNIA) a másodrendű hatások, az inelasztikus anyagviselkedés, a geometriai tökéletlenségek és a maradó feszültségek figyelembevételéhez az LBA-ban.

 A kutatás 86 kísérleti mintadarab kísérleti adatait, a 15^th AISC kézikönyv tervezési módszerét alkalmazó kézi számításokat és a végeselem-módszert foglalja magában.

Következtetések:

• A 86 mintadarab esetében a 15. kiadású AISC kézikönyv tervezési módszere konzervatívnak bizonyult.
• Az eredmények azt mutatták, hogy az MNA és az LBA kombinálásával pontos eredmények érhetők el a végeselem-módszerrel.
• A kihajlás elkerülése érdekében az LBA alapján meghatározott kritikus terhelésnek, Pel-nek, egyenlőnek kell lennie vagy nagyobbnak kell lennie 4Pr-nél LRFD tervezés esetén és 6Pr-nél ASD tervezés esetén.
• Egy konzol kapcsolat tervezési példája kerül bemutatásra kézi számítások és végeselem-elemzés segítségével.

Töltse le a teljes dokumentumot

Szerző: Bo Doswell, PE, Ph.D.

Cég: ARC International, LLC

Dátum: 2022. augusztus 26.

A szerzőről:

Bo Dowswell 1985-ben kezdett dolgozni az acéliparban rajzolóként. Azóta B.S., M.S. és Ph.D. fokozatokat szerzett az Auburn University-n és a Birminghami Alabamai Egyetemen. Okleveles mérnökként tervezési tevékenysége acélszerkezetekre összpontosít. Jelenleg mindkét vállalat – az SDS Consulting tervezőiroda és az ARC International, amely kutatásra és tanácsadásra specializálódott – igazgatója. Bo Dowswell emellett adjunktus professzor a Birminghami Alabamai Egyetemen, ahol kutatása és oktatása az acél kapcsolattervezésre összpontosul. Emellett tanácsadói szolgáltatásokat nyújt az AISC Steel Solutions Center számára.

Bo Dowswell az AISC Design Guide 33, Curved Member Design szerzője, és rendszeresen publikál műszaki cikkeket acéltervezési témában. Elnyerte a 2020-as AISC T. R. Higgins Lectureship Award díjat a csomólemezekkel kapcsolatos kutatásaiért és publikációiért. Több AISC bizottság tagja, köztük a Szabványügyi Bizottságnak, a Kézikönyv Bizottságnak, a Kutatási Bizottságnak, valamint az Ipari Épületek és Nem Épület Jellegű Szerkezetek Munkacsoportjának. Bo Dowswell tagja a Structural Stability Research Council szervezetnek is, ahol tevékenysége elsősorban a kapcsolati elemek és a gerenda stabilitásához kapcsolódik.