Globale knik vs. lokale knik. Wat betekent het?

De ontwerpcode zegt dat een eerste-orde-analyse mag worden gebruikt voor de constructie als de toename van de relevante interne krachten of momenten of enige andere verandering in het gedrag van de constructie veroorzaakt door vervormingen kan worden verwaarloosd.

Om te evalueren of deze toename al dan niet kan worden verwaarloosd, kan de kritische knikfactor a_cr worden gebruikt. We kunnen de globale knik voor staven (inclusief de verbinding) verwaarlozen als de knikfactor hoger is dan 15 (in het geval van een plastisch ontwerp) of hoger dan 10 (in het geval dat de spanning op platen elastisch is).

Lokale knik is van toepassing op individuele platen (verstijvers, kolomlijf) en de overeenkomstige beperkende knikfactoren worden vastgesteld volgens ontwerpcodes en onderzoeksexperimenten. De effecten van lokale knik worden verwaarloosbaar geacht als de knikfactor gelijk is aan:

• ≥ 2 - in het geval van een 4-zijdig ondersteunde plaat
• ≥ 3 - in het geval van een 3-zijdig ondersteunde plaat
• ≥ 4 - in het geval van een 2-zijdig (naburig) ondersteunde plaat
• ≥ 15 - in het geval van een 2-zijdige (tegenoverliggende) ondersteunde plaat

In de video zie je verschillende soorten knikken en hoe je ermee om moet gaan, rekening houdend met de knikfactoren en knikvormen.

Voor een uitgebreidere uitleg over welke kniktypes we kunnen verwachten in het geanalyseerde element, bekijk ons artikel over lineaire knikanalyse (LBA).

Hoe evalueren we de knikresultaten in specifieke gevallen?

Eerst en vooral moeten we de minimale krachtversterker bepalen om de elastische kritische knik, a_cr, te bereiken met behulp van knikanalyse. IDEA StatiCa geeft de knikfactoren in resultatentabellen en de knikvormen voor elke factor kunnen in een 3D-weergave worden gegeven.

De grenswaarde voor globale analyse kan worden gevonden in EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.

Voorbeeld 1

In het eerste voorbeeld wordt de drukkracht uitgeoefend op de balk die verbonden is met een verbindingsplaat.

De resultaten van de geometrisch lineaire berekening worden gegeven en de eerste factor is 8,76. Volgens EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1 is de grenswaarde 15 omdat deze verbinding kritisch is voor de stabiliteit van de ligger zelf en de conclusie is dat de verbinding de knikanalyse niet heeft doorstaan. Niet te vergeten dat deze eenzijdige verbindingsplaat gevaarlijk is in deze ondersteuning in de drukconfiguratie.

Lees hier verder hoe je de knikweerstand van een hoekplaat berekent.

Voorbeeld 2

Anderzijds kan bij de meeste platen in verbindingen lokale knik optreden en is de maximale waarde van de kritische knikfactor, a_cr, die een grondige analyse vereist, meestal kleiner. Het is aangetoond dat het voor verstijvers en kolompanelen in afschuiving niet nodig is om rekening te houden met knik als de kritische knikfactor hoger is dan 3.

We moeten de juiste grenswaarde voor elk onderdeel bepalen en beslissen. Dit voorbeeld laat zien dat de eerste knikmodus die van een verstijver is met factor a_cr = 8,76 >> 3. In dit voorbeeld is deze eerste knikmodus niet gevaarlijk.

Tijdens het uitvoeren van de knikanalyse en het behandelen van de resultaten moet er een ingenieursoordeel plaatsvinden. De vraag is wanneer globale of lokale grenzen van de kritische knikfactor te gebruiken en voor het juiste antwoord is de kennis van de topologie en het constructiesysteem van de ontworpen constructie cruciaal. Hoewel IDEA StatiCa de mogelijkheid heeft om knikvormen en de kritische factor van elk deel van de verbinding te leveren, biedt het niet de knikcodecontrole zoals voorgeschreven in de code.

Wanneer de resultaten van knikvormen negatieve waarden geven, betekent dit niet dat de berekening niet succesvol was of dat het resultaat onjuist is. Wat er in deze gevallen precies gebeurt, wordt uitgelegd in dit kennisbankartikel.

In deze webinarvideo wordt een praktisch voorbeeld gegeven van de evaluatie van de knikberekening van elementen:

Theoretische achtergrond

Lees voor een beter begrip van het onderwerp knik en de IDEA StatiCa oplossing de essentiële informatie over knikanalyse in onze artikelen over Theoretische achtergrond.

IDEA StatiCa Connection - Constructief ontwerp van stalen verbindingen

IDEA StatiCa Lid - Lidstabiliteit

Handleidingen

We hebben stap-voor-stap tutorials gemaakt om het model op te zetten en de analyse uit te voeren. U vindt de links hieronder:

Constructief ontwerp van een stalen dwarsbalk beïnvloed door zijdelingse torsiebuiging (EN)

Constructief ontwerp en normcontrole van een stalen frame (EN)

Knikanalyse van een stalen verbinding (EN)