Analiza flambajului îmbinării metalice

Flambajul nu este de obicei o problemă importantă în îmbinări. 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.

IDEA StatiCa Connection poate efectua analiza liniară de flambaj a unui model de îmbinare. Rezultatele sunt prezentate sub formă de moduri de flambaj. Pentru fiecare mod de flambaj se calculează sarcina critică la care apare flambajul modelului perfect. Sarcina critică este prezentată prin multiplicatori ai sarcinii care acționează asupra îmbinării. Pe baza modului de flambaj și a multiplicatorului sarcinii critice, utilizatorul poate determina un proiect sigur la flambaj.

Unele coduri, de exemplu Eurocodul (EN 1993-1-1, Capitolul 5.2.1), recomandă un multiplicator al sarcinii critice mai mare de 15 pentru modelele cu bare ale structurilor. Dacă multiplicatorul sarcinii critice este mai mare de 15, codul nu impune verificarea la flambaj a elementelor.

Pentru îmbinări, situația este diferită, iar codul nu oferă nicio recomandare specifică. Proiectarea la flambaj local trebuie abordată într-un alt mod. În general, flambajul local poate fi împărțit în trei grupe:

1. Plăci care conectează elemente individuale
2. Plăci de rigidizare în îmbinare – elemente de rigidizare, nervuri, vute scurte
3. Secțiuni închise și secțiuni cu pereți subțiri

Flambajul plăcilor din grupa 1 influențează forma de flambaj a întregului element. Prin urmare, se recomandă aplicarea acelorași reguli ca pentru aceste elemente și pentru aceste plăci, adică să se considere un multiplicator sigur al sarcinii critice de 15 sau mai mare. Inginerul trebuie să verifice că execuția reală a îmbinării corespunde condițiilor la limită ale modelului utilizat pentru analiza de flambaj a întregii structuri.

Plăcile din grupa 2 influențează flambajul local al îmbinării. Pentru astfel de plăci, limita sigură a multiplicatorului sarcinii critice de 15 este conservatoare, dar codurile nu oferă îndrumări specifice. Îndrumările sunt furnizate de lucrări de cercetare care recomandă o limită sigură a multiplicatorului sarcinii critice egală cu 3.

Flambajul plăcilor și elementelor din grupa 3 este foarte problematic, iar evaluarea individuală a fiecărui caz particular este necesară.

Pentru plăcile cu un multiplicator al sarcinii critice mai mic decât valorile sugerate (15 pentru grupa 1, 3 pentru grupa 2), proiectarea plastică nu poate fi utilizată. În acest caz, sunt necesare alte metode pentru proiectarea îmbinării:

• Verificarea conform codului de proiectare relevant, de exemplu Eurocodul sau Specificația AISC ori Manualul de Proiectare
• Metoda generală din EN 1993-1-5 Anexa B – Elemente neuniforme, unde rezultatele MNA și LBA sunt utilizate pentru a determina rezistența la flambaj a plăcilor zvelte
• Analiza geometric și material neliniară cu imperfecțiuni, disponibilă în aplicația IDEA StatiCa Member

Rezultatul analizei liniare de flambaj în IDEA StatiCa Connection nu reprezintă o verificare definitivă. Codurile nu oferă îndrumări suficiente. Evaluarea necesită raționamentul inginerului, iar IDEA StatiCa oferă instrumente unice, indisponibile în software-ul standard de proiectare.

Placă de nod ca prelungire a unui grind cu zăbrele – exemplu de placă din grupa 1 pentru care flambajul poate fi neglijat dacă factorul critic de flambaj este mai mare de 15

Exemple de forme de flambaj ale plăcilor din grupa 2, unde flambajul poate fi neglijat dacă factorul critic de flambaj este mai mare de 3

Modelul utilizat pentru analiza de flambaj este rezemat pe reazeme diferite față de cele setate de utilizator în tipul de analiză efort-deformație (EPS). Elementul de reazem rămâne complet rezemat. Tipul de model al unei grinzi setat ca N-Vy-Vz-Mx-My-Mz (liber să se deplaseze în tipul de analiză efort-deformație) este complet rezemat în analiza de flambaj. Toate celelalte tipuri de analiză a grinzilor au momentele încovoietoare și forța normală blocate, dar sunt libere să se deplaseze lateral.

• Tip model N-Vy-Vz-Mx-My-Mz: reazeme în modelul de flambaj: N-Vy-Vz-Mx-My-Mz
• Tip model N-Vy-Vz: reazeme în modelul de flambaj: N-Mx-My-Mz
• Tip model N-Vz-My: reazeme în modelul de flambaj: N-Mx-My-Mz
• Tip model N-Vy-Mz: reazeme în modelul de flambaj: N-Mx-My-Mz

Se presupune că, în cazul unei îmbinări rigide, utilizatorul setează momentul încovoietor și flambajul segmentului scurt de grindă nu este relevant. Pe de altă parte, în cazul îmbinării articulate, utilizatorul setează doar forța normală și forța tăietoare, fără moment încovoietor, dar flambajul elementului articulat este relevant, deci contribuie la factorul de flambaj. A se vedea figura de mai jos. „Model" prezintă modelul în tipul de analiză efort-deformație, iar „Buckling" prezintă modelul în analiza de flambaj.