Utilizați analiza de rigiditate din IDEA StatiCa Connection pentru a determina dacă îmbinările sunt articulate, semi-rigide sau rigide. Ca rezultat al analizei de rigiditate, veți obține diagrama moment-rotire și un tabel cu valorile importante. Pe baza curbei și a unui standard național selectat, îmbinarea este clasificată ca:
- articulată
- rigidă
- semi-rigidă
Definirea corectă a încărcării
Pentru a obține rezultate corecte din analiza de rigiditate, puteți fie să calculați rigiditatea pentru fiecare rotire separat, introducând un caz de încărcare separat pentru My, Mz (alternativ N și Mx).
Sau puteți aplica un set complet de forțe interioare care acționează asupra elementului analizat, întrucât toate celelalte forțe interioare influențează, de asemenea, rezultatele pentru fiecare componentă de rigiditate (rotire). Pentru o explicație detaliată, citiți articolul Influența forței de forfecare și a forței axiale asupra rigidității la rotire.
Forțele aplicate trebuie să fie mai mari de 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft
Informații necesare pentru clasificarea rigidității îmbinării
- lungimea teoretică a elementului
- faceți distincția între sistem structural contravântuit și necontravântuit (pentru abordarea EN)
Lungimea teoretică pentru My și Mz [m] este definită ca distanța de la nod la nod a elementului analizat și este utilizată doar pentru clasificare (nu pentru calcularea valorilor efective de rigiditate).
Opțiunea sistem contravântuit (cadru contravântuit) este disponibilă pentru proiecte în Eurocode conform EN 1993-1-8, întrucât există condiții de clasificare diferite pentru sistemele contravântuite și necontravântuite.
Rezultatele obținute în analiza de rigiditate
Sunt obținute două tipuri de rezultate: un tabel cu valori numerice și diagrama de rigiditate, care poate fi exportată în format CSV sau DXF.
Pentru fiecare componentă a forței interioare evaluată pentru rigiditatea la rotire, tabelul listează valorile numerice corespunzătoare fiecărei combinații de încărcare de calcul în rânduri individuale. În funcție de rândul selectat, diagrama de rigiditate va corespunde uneia sau alteia dintre componente.
- MEd: Momentul încovoietor de calcul introdus în combinația de încărcare, relevant doar pentru rigiditatea secantă
- Mj,Rd: Rezistența la moment încovoietor a îmbinării, în scopul plastificării îmbinării
- Sj,ini: Rigiditatea inițială la rotire, care descrie comportamentul liniar de rigiditate considerat până la valoarea de 2/3 Mj,Rd
- Sjs: Rigiditatea secantă la rotire, definită ca intersecția momentului încovoietor de calcul MEd cu curba de rigiditate a îmbinării Sj, relevantă atunci când MEd > 2/3 Mj,Rd
- : Deformația la rotire obținută pentru momentul încovoietor de calcul
- c: Capacitatea de rotire a îmbinării, limita este definită de cedarea șuruburilor, cedarea sudurilor sau o deformație plastică de 15% a plăcilor
- Sj,R: Valoarea de rigiditate pentru limita dintre Rigidă și Semi-rigidă
- Sj,P: Valoarea de rigiditate pentru limita dintre Semi-rigidă și Articulată
Notă: Dacă rigiditatea inițială Sj,ini și rigiditatea secantă Sj,s indică rigiditate infinită, aceasta înseamnă că curba de rigiditate este atât de abruptă încât este practic la 90° în diagramă, astfel încât tangenta rezultă infinit. Acest lucru înseamnă întotdeauna o îmbinare rigidă, aflată departe de limita clasei semi-rigide, deci valorile exacte sunt lipsite de relevanță. Cu alte cuvinte, îmbinarea este absolut rigidă.
Ce să utilizați în modelul global de structură din analiza cu elemente finite (FEA)?
Principala informație necesară pentru modelul global este clasificarea, pentru a stabili condiția de margine dintre elemente ca articulată (articulație ideală), rigidă (perfect rigidă) sau semi-rigidă (cu o anumită rigiditate).
Pentru clasa semi-rigidă, trebuie să găsiți valoarea care reprezintă rigiditatea la rotire a îmbinării dintre elemente. Aceasta este reprezentată de valoarea Sj,ini din fila cu rezultatele analizei de rigiditate.
Cu toate acestea, trebuie întotdeauna să folosiți raționamentul inginerești pentru a determina valoarea de rigiditate adecvată pentru modelul global de structură.
Sj,ini depinde de valoarea Mj,Rd a îmbinării și de forma curbei de rigiditate. De asemenea, modelul CBFEM pentru analiza de rigiditate diferă de cel utilizat în analiza EPS, ceea ce poate conduce la valori diferite ale Mj,Rd ale îmbinării și la ajustări suplimentare ale modelului de îmbinare pentru analiza de rigiditate.
Pentru mai multe detalii, citiți articolul Rigiditatea îmbinării și utilizarea ei în analiza globală.
Unde puteți găsi mai multe informații despre analiza de rigiditate
Există mai multe surse de informații pe această temă. Vă recomandăm să citiți partea generală din Fundamentarea Teoretică, articolul de blog De ce să vă preocupați de rigiditatea îmbinării și/sau să urmăriți unul dintre webinariile noastre pe acest subiect (vezi mai jos).
Pentru a combina rezultatele de rigiditate cu modelul dvs. global de analiză cu elemente finite (FEA), vizionați videoclipul Cum să introduceți rigiditatea la rotire în modelul dvs. FEA.
La finalul articolului, puteți găsi mai multe tutoriale pas cu pas.
Model pentru evaluarea rigidității
Pentru a evalua rigiditatea la rotire kjoint a îmbinării propriu-zise și rotirea corespunzătoare θ2, scădem partea de rigiditate atribuită deformației elementelor θ1 din deformația totală θtot.
Rotirea elementelor θ1 este evaluată pe modelul cu îmbinări perfect rigide între toate elementele. Rotirea totală θtot este evaluată pe modelul cu operații reale de fabricație.
Rezultatele obținute din analiza de rigiditate corespund valorilor kjoint și θ2.
Fundamentarea Teoretică
Citiți informațiile esențiale despre analiza de rigiditate în Fundamentarea noastră Teoretică. Setările menționate mai sus sunt descrise în partea generală a acesteia.
Partea generală a Fundamentării Teoretice despre analiza de rigiditate și rezultatele acesteia:
Analiza de rigiditate și capacitatea de deformare a îmbinărilor metalice
Părți specifice ale Fundamentării Teoretice pentru fiecare dintre standardele naționale suportate:
Alte articole despre rigiditatea îmbinării și verificări
Puteți găsi informații mai detaliate și câteva studii de verificare în articolele următoare. Unele dintre ele fac parte din cartea "Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections", scrisă de prof. Wald și echipa sa.
- De ce să vă preocupați de rigiditatea îmbinării (articol de blog)
Webinarii și videoclipuri
În trecut, am organizat mai multe webinarii pe tema rigidității îmbinării. De asemenea, unele alte videoclipuri descriu modul de lucru în aplicație. Puteți găsi inspirație din proiecte reale, precum și indicații pentru configurarea corectă a modelelor dvs. de calcul.
Connection Wednesdays - Clasificarea rigidității
În acest webinar, trecem în revistă în mod succint cerințele codului referitoare la clasificarea rigidității. Ulterior, ne propunem să proiectăm îmbinările unui cadru real care va fi inițial proiectat ca rezistent la moment. Utilizăm o configurație semi-rigidă și aplicăm apoi comportamentul prognozat structurii de analiză globală. De-a lungul acestui proces, explorăm întrebări frecvente și evaluăm impactul lor asupra proiectării.
Connection Wednesdays - Analiza revoluționară a rigidității îmbinării
În timpul webinarului, veți vedea întregul flux de lucru al modelării, încărcării și verificării conform codului a unei îmbinări metalice interesante.
Connection Wednesdays - Îmbinarea din Reședința din Ružomberok
Îmbinările de platformă ar trebui în general să fie articulate, dar ce se întâmplă dacă realitatea nu este atât de simplă? Cum se introduce corect analiza de rigiditate a îmbinării? Vedeți analiza de rigiditate a îmbinării cadrului și consecințele rigidității asupra modelului FEM.
Cum să introduceți rigiditatea la rotire în modelul dvs. FEA
Rigiditatea îmbinării este un factor semnificativ și indispensabil în proiectarea structurii globale pentru îmbinările semi-rigide. Întrebarea este: unde pot calcula rigiditatea îmbinării și ce valoare de rigiditate trebuie utilizată pentru proiectarea mea?
Proiectarea și verificarea conform codului a îmbinării de la velodromul din Jakarta
Următoarea înregistrare de webinar explică modul în care este construită diagrama analizei de rigiditate, care sunt setările și ce rezultate veți obține.
Actualizări în versiuni
Următoarele funcționalități fac parte din notele de lansare ale IDEA StatiCa și pot fi legate de analiza de rigiditate. Citiți mai multe despre aceste funcționalități în articolele dedicate, accesând linkul.
Capacitate de rotire limitată de cedarea șuruburilor și sudurilor (Analiza de rigiditate) (versiunea 21.0)
Exportul curbei moment-rotire în format CSV și DXF (versiunea 22.0)
Tutoriale
Am creat tutoriale pas cu pas pentru configurarea modelului și rularea analizei. Găsiți linkurile către acestea mai jos:
Analiza de rigiditate a unei îmbinări din oțel (EN)
Analiza de rigiditate a unei îmbinări din oțel (AISC)
Rigiditatea la rotire a unei grinzi cu vută
Testați astăzi cea mai recentă versiune a IDEA StatiCa
Beneficiați de 14 zile de acces complet, în mod gratuit.
Testați gratuit IDEA StatiCa
- Steel
- Connection design
- Member design
- Postare pe blog
De ce să ne preocupăm de rigiditatea îmbinării
Citește mai mult
- Steel
- Connection design
- Knowledge base
Rigiditatea îmbinării și utilizarea acesteia în analiza globală
Citește mai mult
- Steel
- Connection design
- Member design
- Theoretical background