Bevezetés
A Stability külön definiálja a globális imperfekciókat és a szerkezeti elemek imperfekcióit. A globális imperfekciókat vagy egyszerű X és Y irányú dőlésként, vagy az LBA-ból kapott, skálázott kihajlási alakként lehet megadni. A szerkezeti elemek imperfekciói csak az LBA-ból kapott, skálázott kihajlási alakként adhatók meg, kiegészítő peremfeltételekkel. Mindkettőt a GMNIA használja.
A tipikus munkafolyamat a következő:
- Futtassa le az MNA-t és az LBA-t. Az LBA eredményei nem szükségesek, ha csak az egyszerű dőlést használja.
- Tekintse át a kihajlási alakokat, és válassza ki az imperfekciók szempontjából releváns alakokat.
- Határozza meg az imperfekciók amplitúdóját a méretezési szabvány szerint.
- Adja meg az imperfekciókat a tulajdonságtábla LBA+IMP fülén, amely a CHECK fülön található.
- Futtassa le a GMNIA-t az imperfekciók mindkét előjelét figyelembe véve, és a legkedvezőtlenebb eredményt tekintse mértékadónak.
Az imperfekciók típusai és definiálásuk
A GMNIA-ban általában háromféle imperfekciót kell alkalmazni.
A. A szerkezet globális (kilengési) imperfekciói
A globális imperfekció azt a tényt fejezi ki, hogy a szerkezet egésze soha nem teljesen függőleges. Az oszlopok kissé függőlegestől eltérően épülnek meg, a megtámasztások pedig nem teljesen vízszintesek, így a teljes vizsgált rész eleve kissé megdőlt. Ez az imperfekció főként a kilengésre érzékeny szerkezeteknél lényeges, ahol a teljes szerkezet vízszintes elmozdulása növeli a belső erőket. Kétféleképpen definiálható:
A globális imperfekciók definiálása – "Simple inclination" módszer
Az egyszerű dőlés a globális kilengési imperfekciót a teljes szerkezet kezdeti megdőléseként veszi figyelembe, LBA eredmények vagy kihajlási alakok nélkül. Az LBA+IMP fülön a Global imperfection of the structure részben a Dx és Dy dőlésekkel adható meg mm/m egységben, vagyis a globális X és Y irányú vízszintes eltolódással méterenként a magasság mentén. Minden csomópont a Zero level [m] feletti magasságával lineárisan arányosan tolódik el. A nullszint jellemzően az alapozás felső síkja vagy az oszlopláb szintje, ahol az eltolódás nulla.
A globális imperfekciók definiálása – "Buckling shape" módszer
A kihajlási alak módszer a globális imperfekciót az LBA-ból kapott kihajlási alakok skálázott kombinációjaként veszi figyelembe. Az LBA-t a MODEL fülön definiált peremfeltételekkel kell számítani. Az LBA+IMP fülön a Global imperfection of the structure részben adható meg, a Method beállítása Buckling shape, valamint a Buckling shape imperfection amplitude [mm] megadásával, amely az imperfekt geometria maximális eltérése.
A táblázat minden teherkombinációhoz felsorolja az alakokat a következő adatokkal:
- A Factor a kritikus teherszorzó αcr , amellyel a méretezési teherkombinációt növelni kellene ahhoz, hogy a szerkezet az adott kihajlási alakban rugalmas kihajlást szenvedjen.
- A Relevance [%] azt mutatja meg, hogy a szerkezet mennyire könnyen deformálódik az adott kihajlási alakban. Összehasonlítja a szerkezet deformálódó részének méretét a deformációhoz szükséges rugalmas energiával. Az az alak, amelyben a szerkezet nagy része kis energiával deformálódik, magas relevanciaértéket kap. Az az alak viszont, amely a szerkezetnek csak kis részét deformálja, vagy sok energiát igényel, alacsony értéket kap.
- A Weight [-1, 1] az a tényező, amely az adott kihajlási alakot bevonja az imperfekcióba, és meghatározza az irányát. Bármely −1 és 1 közötti nem nulla érték aktiválja az alakot, az érték előjele pedig meghatározza a deformáció irányát. A súlytényező megszorozza a megadott Buckling shape imperfection amplitude [mm] értéket, így az alak súlytényező × amplitúdó nagysággal kerül alkalmazásra. Az üres vagy nulla érték azt jelenti, hogy az alakot nem veszi figyelembe a program.
Válassza ki azokat az alakokat, amelyekben a teljes szerkezet kileng. Ezek jellemzően a legalacsonyabb teherszorzójú és magas relevanciájú alakok. A GMNIA-t a súlytényezők mindkét előjelét figyelembe véve futtassa le.
B. A szerkezeti elemek imperfekciói
A szerkezeti elem imperfekciója az egyes szerkezeti elemek kezdeti ívelődését vagy elcsavarodását fejezi ki, a hengerlésből vagy hegesztésből származó maradó feszültségek hatásával együtt. Az LBA-ból származó, releváns kihajlási módus alakjában kerül alkalmazásra (hajlító, csavaró, csavaró-hajlító vagy kifordulás). A kilengésre érzékeny szerkezeteknél a szerkezeti elemek imperfekcióit a globális imperfekcióval együtt kell alkalmazni, nem helyette.
A szerkezeti elemek imperfekcióinak definiálása
A szerkezeti elemek imperfekciói az LBA-ból kapott kihajlási alakok skálázott kombinációjaként kerülnek alkalmazásra, kiegészítő peremfeltételekkel. Ezek X és Y irányú megtámasztások a CBFEM szerkezeti elemekhez csatlakozó, 1D gerendaelemekkel modellezett összes kapcsolódó szerkezeti elem végein. Ezek a megtámasztások megakadályozzák a globális kihajlási alakok kialakulását, így a kihajlási alakok az egyes szerkezeti elemek csatlakozási pontjaik közötti kihajlását reprezentálják. Az LBA+IMP fülön a Member imperfection részben a Buckling shape imperfection amplitude [mm] értékkel definiálhatók.
A Member imperfection részben található táblázat ugyanúgy működik, mint a fent leírt, globális imperfekciókhoz tartozó táblázat. Az egyetlen különbség, hogy a kihajlási alakok a kiegészítő peremfeltételekkel végzett LBA-ból származnak. Minden teherkombinációhoz (Loads) felsorolja a kihajlási alakokat (Shape) a kritikus teherszorzójukkal (Factor, αcr) és a Relevance [%] értékkel. A −1 és 1 közötti Weight bevonja az alakot az imperfekcióba, és megszorozza a Buckling shape imperfection amplitude [mm] értéket, előjele pedig az irányt határozza meg.
Válassza ki azokat az alakokat, amelyek a vizsgált szerkezeti elemek hajlító, csavaró, csavaró-hajlító kihajlását vagy kifordulását mutatják, és a GMNIA-t a súlytényezők mindkét előjelét figyelembe véve futtassa le.
C. Lemezimperfekciók
A lemezimperfekció az egyes lemezek, például gerincek, övek vagy merevítők kezdeti síktól való eltérését fejezi ki. Az LBA-ból származó, releváns lokális kihajlási módus alakjában kerül alkalmazásra.
A lemezimperfekciók definiálása
A lemezimperfekciók ugyanabban a táblázatban definiálhatók, mint a Member imperfection, külön bevitel nincs hozzájuk. Ha a táblázat az övek vagy gerincek lokális lemezkihajlását reprezentáló kihajlási alakokat tartalmaz, ezeket a Weight nem nulla értékre állításával vonhatja be az imperfekcióba.
Az imperfekciók megjelenítése
A CHECK fülön az Imperfection csoport három módot kínál az imperfekciók megjelenítésére a 3D nézetben:
- Az LB shape azt a kihajlási alakot jeleníti meg, amely a jelenleg fókuszban lévő táblázatban és sorban szerepel.
- A Partial annak a típusnak az imperfekcióját jeleníti meg, amelynek táblázata jelenleg fókuszban van: globális vagy szerkezeti elem.
- A Total az összes imperfekció összegét jeleníti meg, a fókusztól függetlenül. Ez az imperfekt geometria, amely belép a GMNIA-ba.
Az imperfekciók amplitúdói a méretezési szabványok alapján
Minden szabvány tartalmaz útmutatást az imperfekciók meghatározására, amelyeket a Stabilityben a GMNIA analízishez kell megadni. Az alábbiakban az Eurocode-ban leírt definíciók szerepelnek.
Globális (kilengési) imperfekciók
A szerkezet globális imperfekcióit az EN 1993-1-1, 5.3.2 (3) pontja írja le. A szerkezetet a következő ábra szerinti egyenértékű kilengési imperfekció formájában kell megdönteni.
Egyenértékű kilengési imperfekció (az EN 1993-1-1 5.2 ábrája alapján)
Az imperfekció szöge:
ahol:
- ϕ0 = 1/200 – az imperfekció alapértéke
- – az oszlopokra vonatkozó, a h magasságtól függő csökkentő tényező
- h – a szerkezet magassága méterben
- – az egy sorban lévő oszlopok számától függő csökkentő tényező
- m – az egy sorban lévő oszlopok száma, figyelembe véve csak azokat az oszlopokat, amelyek NEd függőleges terhet viselnek, és ez nem kisebb, mint az oszlop átlagos értékének 50 %-a a vizsgált függőleges síkban
A szerkezeti elemek imperfekciói
A szerkezeti elemek lokális imperfekcióit az EN 1993-1-1, 5.3.2 (3) pontja írja le. Az e0 imperfekció-amplitúdót az 5.1 táblázat alapján kell meghatározni, ahol képlékeny analízist kell alkalmazni.
A lapon a kihajlási görbe meghatározásához a Memberben végzett LBA analízisben megjelenő kihajlási alak alapján el kell dönteni, hogy:
- a szerkezeti elem túlnyomórészt nyomott, ahol hajlító, csavaró vagy csavaró-hajlító kihajlás várható, és a 6.2 táblázatot kell alkalmazni,
- vagy a szerkezeti elem túlnyomórészt hajlított és a mértékadó tönkremeneteli mód a kifordulás, és a 6.4 táblázatot kell alkalmazni.
Lokális lemezimperfekciók
Az amplitúdók az EN 1993-1-5 C.5 pontját követik. Karcsú lemezek esetén a lokális imperfekció a lemezmező rövidebb támaszközének 1/200-a. Karcsú (4. osztályú) keresztmetszeteknél legalább két kihajlási módust kell kombinálni, hogy a lokális és a szerkezeti elem kihajlása kölcsönhatásba léphessen.
Az imperfekciók iránya
Minden imperfekciót pozitív és negatív irányban is alkalmazni kell, és a kedvezőtlenebb eredmény a mértékadó. Több imperfekció kombinálása esetén az irányaik összes kombinációját ki kell számítani.