14-dniowy okres próbny

Wyboczenie globalne a wyboczenie lokalne. Co to oznacza?

SteelConnection designMember designKnowledge baseConnection

Wyboczenie globalne a wyboczenie lokalne. Co to oznacza?

Ten artykuł jest również dostępny w

Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Wyjaśnijmy różnicę między wyboczeniem globalnym a lokalnym. Na czym ona polega? Jakie czynniki są decydujące? Jak unikać potencjalnie niebezpiecznych rozwiązań konstrukcyjnych wrażliwych na utratę stateczności?

Norma projektowa stanowi, że analizę pierwszego rzędu można zastosować dla konstrukcji, jeśli wzrost odpowiednich sił wewnętrznych lub momentów, bądź jakakolwiek inna zmiana zachowania konstrukcji spowodowana odkształceniami, może zostać pominięty.

IDEA StatiCa Member - Stateczność elementu

Wyboczenie lokalne dotyczy poszczególnych blach (usztywnień, środnika słupa), a odpowiadające im graniczne współczynniki wyboczeniowe są ustalane zgodnie z normami projektowymi i wynikami badań eksperymentalnych. Efekty wyboczenia lokalnego uznaje się za pomijalne, gdy współczynnik wyboczeniowy wynosi:

$\geq 2 - w przypadku blachy podpartej na 4 krawędziach$
$\geq 3 - w przypadku blachy podpartej na 3 krawędziach$
$\geq 4 - w przypadku blachy podpartej na 2 sąsiednich krawędziach$
$\geq 15 - w przypadku blachy podpartej na 2 przeciwległych krawędziach$

W filmie można zobaczyć różne rodzaje wyboczenia oraz sposoby postępowania z nimi, uwzględniając współczynniki wyboczeniowe i postacie wyboczenia.

Aby uzyskać bardziej wyczerpujące wyjaśnienie, jakich rodzajów wyboczenia możemy się spodziewać w analizowanym elemencie, zapoznaj się z naszym artykułem o liniowej analizie wyboczeniowej (LBA) .

Jak oceniać wyniki analizy wyboczeniowej w konkretnych przypadkach?

Przede wszystkim musimy wyznaczyć minimalny mnożnik siły potrzebny do osiągnięcia sprężystego wyboczenia krytycznego, α cr, za pomocą analizy wyboczeniowej. IDEA StatiCa podaje współczynniki wyboczeniowe w tabelach wyników, a postacie wyboczenia dla każdego współczynnika mogą zostać przedstawione w widoku 3D.

Wartość graniczną dla analizy globalnej można znaleźć w EN 1993-1-1:2005, punkt 5.2.1.

Przykład 1

W pierwszym przykładzie siła ściskająca jest przyłożona do belki połączonej za pomocą blachy łączącej.

Przedstawiono wyniki z obliczeń geometrycznie liniowych, a pierwszy współczynnik wynosi 8,76. Zgodnie z EN 1993-1-1:2005, punkt 5.2.1, wartość graniczna wynosi 15, ponieważ to złącze jest krytyczne dla stateczności samej belki, a wniosek jest taki, że połączenie nie przeszło analizy wyboczeniowej. Nie wspominając już o tym, że ta jednostronna blacha łącząca jest niebezpieczna w tym stężeniu przy konfiguracji ściskającej.

Przeczytaj więcej tutaj o tym, jak obliczyć nośność wyboczeniową blachy węzłowej.

Przykład 2

Z drugiej strony, w przypadku większości blach w połączeniach może wystąpić wyboczenie lokalne, a maksymalna wartość krytycznego współczynnika wyboczeniowego, α cr, wymagająca dokładnej analizy, jest zwykle mniejsza. Potwierdzono, że w przypadku usztywnień i panelu środnika słupa przy ścinaniu nie trzeba uwzględniać wyboczenia, jeśli krytyczny współczynnik wyboczeniowy jest wyższy niż 3.

Musimy wyznaczyć właściwą wartość graniczną dla każdego komponentu i podjąć decyzję. Ten przykład pokazuje, że pierwsza postać wyboczenia dotyczy usztywnienia ze współczynnikiem α cr = 8,76 >> 3. W tym przykładzie ta pierwsza postać wyboczenia nie jest niebezpieczna.

Podczas przeprowadzania analizy wyboczeniowej i interpretacji wyników konieczne jest zastosowanie inżynierskiej oceny. Pytanie brzmi, kiedy stosować globalne, a kiedy lokalne wartości graniczne krytycznego współczynnika wyboczeniowego, a dla udzielenia właściwej odpowiedzi kluczowa jest znajomość topologii i systemu konstrukcyjnego projektowanej konstrukcji. Chociaż IDEA StatiCa jest w stanie dostarczyć postacie wyboczenia i współczynnik krytyczny dla dowolnej części złącza, nie zapewnia sprawdzenia normowego wyboczenia zgodnie z normą.

Gdy wyniki postaci wyboczenia dają wartości ujemne, nie oznacza to, że obliczenia zakończyły się niepowodzeniem ani że wynik jest nieprawidłowy. Co dokładnie dzieje się w takich przypadkach, wyjaśniono w tym artykule bazy wiedzy .

Jeden praktyczny przykład oceny analizy wyboczeniowej elementu został przedstawiony w tym filmie webinarowym:

Podstawy teoretyczne

Aby lepiej zrozumieć temat wyboczenia oraz rozwiązanie IDEA StatiCa, zapoznaj się z podstawowymi informacjami na temat analizy wyboczeniowej w naszych artykułach dotyczących podstaw teoretycznych.

IDEA StatiCa Connection - Projektowanie konstrukcyjne połączeń stalowych

IDEA StatiCa Member - Stateczność elementu

Samouczki

Przygotowaliśmy samouczki krok po kroku, które pokazują, jak skonfigurować model i uruchomić analizę. Poniżej znajdziesz do nich odnośniki:

Projektowanie konstrukcyjne stalowej belki poprzecznej narażonej na zwichrzenie (EN)

Projektowanie konstrukcyjne i sprawdzenie normowe ramy stalowej (EN)

Analiza wyboczeniowa połączenia stalowego (EN)

Wypróbuj już dziś najnowszą wersję IDEA StatiCa

Uzyskaj pełny dostęp na 14 dni, całkowicie za darmo.

Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo