Flambajul necesită gândire critică!

Există diferite forme ale acestui fenomen complex. În general, putem distinge între flambajul global al elementelor structurale (stâlpi zvelți la compresiune, flambaj lateral-torsional al grinzilor încovoiate) și flambajul local al plăcilor (la compresiune sau forfecare). La atingerea încărcării critice, elementul își schimbă forma într-una nouă, mai convenabilă din punct de vedere energetic: flambează. Și acest lucru se poate întâmpla chiar dacă tensiunea din element este mult sub rezistența materialului din care este alcătuit. Încărcarea suplimentară poate provoca deformații semnificative și oarecum imprevizibile, putând duce la pierderea completă a capacității portante a elementului.

IDEA StatiCa este aici pentru a ajuta inginerii cu flambajul global și local al elementelor metalice. 

Flambajul îmbinării

Flambajul nu reprezintă de obicei o problemă importantă în noduri; cu toate acestea, trebuie verificat că nu există probleme de flambaj și că rezultatele analizei de rezistență, care utilizează doar analiza geometric liniară, sunt corecte. Desigur, atunci când se utilizează un detaliu necorespunzător, flambajul poate apărea cu ușurință...

IDEA StatiCa Connection este capabil să efectueze analiza liniară de flambaj a unui model de nod. Rezultatele sunt prezentate sub formă de moduri de flambaj. Încărcarea critică, la care apare flambajul modelului perfect, este calculată pentru fiecare mod de flambaj. Încărcarea critică este prezentată prin multiplicatori ai încărcării care acționează asupra nodului. Pe baza modului de flambaj și a multiplicatorului încărcării critice, utilizatorul poate determina un proiect sigur la flambaj. Informații generale despre analiza de flambaj în IDEA StatiCa pot fi găsite în Baza teoretică.

Căutați analiza de flambaj în aplicație? Urmați tutorialul pentru EN sau pentru standardul AISC.

Spre deosebire de celelalte tipuri de analize, analiza de flambaj nu oferă un răspuns clar de tip admis/respins. În schimb, factorii critici ai încărcării trebuie interpretați pe baza standardului aplicat. Și în final, inginerul este cel care decide dacă rezultatul analizei este satisfăcător sau nu. Consultați secțiunile corespunzătoare din Baza Teoretică: Analiza de flambaj conform Eurocode și Analiza de flambaj conform AISC.

Valoarea limită poate diferi, de asemenea, pentru formele de flambaj care apar pe elementul structural sau pentru formele în care o placă suplimentară din îmbinare flambează.  Acest subiect este prezentat în următorul articol: Flambaj global vs. flambaj local. Ce înseamnă?

Un alt exemplu de analiză de flambaj efectuată pe îmbinarea unei contravântuiri, împreună cu interpretarea rezultatelor, a fost prezentat într-unul dintre webinarele noastre Connection Wednesdays.

Comparațiile rezultatelor IDEA StatiCa Connection cu alte instrumente pot fi găsite în exemplele de verificare. 

Flambajul elementelor cu pereți subțiri (formate la rece)

Pentru secțiunile cu pereți subțiri, situația este și mai complicată...

IDEA StatiCa Connection este dedicat în principal evaluării îmbinărilor elementelor laminate la cald, care nu sunt afectate semnificativ de flambaj. Analiza geometric liniară și material neliniară este efectuată datorită calculului rapid și stabil. Cu toate acestea, acest tip de analiză nu ia în considerare pierderea stabilității. Dacă trebuie să investigați comportamentul la stabilitate, efectuarea unei analize liniare de flambaj vă poate ajuta să detectați zonele periculoase și să furnizați un factor pentru punctul de bifurcație Euler.

Articolul Elemente cu pereți subțiri (formate la rece) enumeră factorii importanți care trebuie luați în considerare la analiza secțiunilor cu pereți subțiri în IDEA StatiCa. De asemenea, subiectul este discutat în înregistrarea webinarului Elemente cu pereți subțiri – probleme de flambaj.

• Efectuați analiza liniară de flambaj și evaluați cu atenție fiecare formă de flambaj; primele 5 forme de flambaj prezentate pot să nu fie suficiente.
• Nu vă bazați pe plasticitatea elementelor cu pereți subțiri și, în schimb, limitați tensiunea von Mises la limita de curgere sau chiar mai jos.
• Fiți conștienți că flambajul local, care nu este luat în considerare, poate redistribui diferit forțele interioare în componente.
• Fiți conștienți că rigiditatea componentelor poate fi diferită din cauza modurilor de cedare diferite sau a combinației acestora.
• Fiți conștienți că verificările și detaliile prezentate ale componentelor (de ex. șuruburi, suduri) urmează ghidurile pentru elementele standard. Verificările conform codului pentru elementele cu pereți subțiri pot varia, iar testele furnizate pot să nu fie corecte.

În general, IDEA StatiCa Connection poate fi utilizat pentru modelarea comportamentului îmbinărilor cu pereți subțiri (formate la rece), însă pentru verificarea completă conform codului trebuie utilizate alte instrumente, iar decizia finală trebuie luată ca o concluzie a mai multor metode și proceduri utilizate.

Flambajul elementelor

Acum doi ani, IDEA StatiCa a introdus o nouă aplicație dedicată evaluării comportamentului la flambaj al elementelor structurale întregi. Modelul avansat și bine consacrat CBFEM, cunoscut din aplicația Connection, a fost implementat în IDEA StatiCa Member pentru a efectua diferite niveluri de analize. Cu acest instrument, poate fi efectuată analiza geometric și material neliniară, luând în considerare chiar și imperfecțiunile geometrice.

Modelul de analiză din Member oferă 3 tipuri de analiză:

• MNA – Analiză Material Neliniară, pentru verificarea tensiunii/deformației în secțiunile de-a lungul elementului.
• LBA – Analiză Liniară de Flambaj (stabilitate), evaluează valorile proprii liniare și modurile proprii (factori critici și forme de flambaj). Pe baza acestor valori, inginerul alege care să fie considerat pentru analiza neliniară GMNIA și introduce valorile imperfecțiunilor geometrice. 
• GMNIA – Analiză Geometric și Material Neliniară cu Imperfecțiuni, evaluează tensiunea/deformația de-a lungul elementului în analiza material și geometric (inclusiv imperfecțiuni) neliniară. O deformație plastică de 5% este stabilită ca limită pentru verificarea conform codului.

Pentru a vă familiariza cu fundamentele IDEA StatiCa Member, recomandăm citirea Bazei teoretice IDEA StatiCa Member pentru o mai bună înțelegere a capabilităților sale. Desigur,  există mai multe videoclipuri care prezintă puterea instrumentului. Puteți începe cu webinarul introductiv: IDEA StatiCa Member – Soluție pentru flambaj. 

Tutorialele practice pentru IDEA StatiCa Member vă vor ajuta să începeți să utilizați aplicația, fie de la zero, fie într-un flux de lucru BIM. Câteva considerații importante sunt discutate în înregistrarea webinarului Ce trebuie să știți înainte de a începe să utilizați aplicația IDEA StatiCa Member? și în aceste două articole: Impactul condițiilor la limită și Imperfecțiuni.

Procesul de verificare al noii aplicații s-a încheiat, iar studiile au fost publicate împreună cu echipe universitare. Puteți parcurge mai multe exemple de verificare.

Rezumat

Este întotdeauna necesar să vă folosiți simțul și judecata inginerească atunci când investigați problemele de flambaj ale unei structuri de inginerie civilă. Cu toate acestea, IDEA StatiCa vă poate ajuta în acest sens. 

• Pentru verificarea îmbinărilor metalice, există IDEA StatiCa Connection, care poate verifica nu doar tensiunea/deformația, ci și cele mai critice forme de flambaj și încărcarea critică corespunzătoare. 
• Stabilitatea globală poate fi analizată în IDEA StatiCa Member, care permite inginerilor să efectueze analiza geometric și material neliniară cu imperfecțiuni pentru a determina formele de flambaj și factorii elementului structural.

Ambele aplicații sunt disponibile într-o perioadă de probă gratuită de 14 zile pentru testare.