Тонкостенные элементы

Статья доступна на других языках:

Программное обеспечение IDEA StatiCa Connection предназначено для анализа узлов из прокатных профилей, которые не сильно подвержены потере устойчивости. В программе реализован геометрически линейный и физически нелинейный расчёт в силу его быстроты и стабильности. Однако, этого расчёта может быть недостаточно в тех случаях, когда элементы узла теряют устойчивость. Когда потеря устойчивости оказывается серьёзной проблемой, расчёт устойчивости в линейной постановке как раз помогает выявить наиболее опасные области и получить коэффициенты запаса по Эйлеру (точки бифуркации). Но этого всё равно оказывается недостаточно при расчёте тонкостенных стержней. Их расчёт следует выполнять в геометрически нелинейной постановке с учётом начальных несовершенств.

Если вы всё-таки решили использовать IDEA StatiCa для расчёта соединений из тонкостенных профилей, вам следует:

  • Выполнить линейный расчёт на устойчивость и досконально проанализировать каждую форму потери устойчивости, первых пяти форм может быть недостаточно.
  • Не руководствуйтесь пластикой, возникающей в пластинах, скорее, наоборот, ограничьте напряжения по фон-Мизесу пределом текучести или даже меньшим значением.
  • Помните, что местная потеря устойчивости, которая не учитывается, может привести к различному распределению внутренних усилий в компонентах.
  • Не забывайте, что жёсткость компонентов может быть различной при различных формах потери устойчивости или их комбинациях.
  • Помните, что отображаемые коэффициенты использования и результаты конструктивных проверок компонентов (болтов, сварных швов) вычисляются аналогично стандартным элементам. Эти же проверки для тонкостенных элементов могут отличаться, поэтому их результаты могут быть некорректными. 

Расчёт и проектирование соединений из тонкостенных элементов очень сложный вопрос, для которого нет общего подхода. Использовать IDEA StatiCa Connection в этой области не предполагалось.

Проверка компонентов – EN

В EN 1993-1-1 тонкостенные элементы определены следующим образом: «Класс 4 - сечения, в которых потеря местной устойчивости наступает до достижения предела текучести в одной или более зонах поперечного сечения». Основной раздел Еврокода для стальных конструкций ограничивает толщину элементов величиной t≥3мм, а глава 4 – использование сварных соединений – они применимы только к элементам с толщиной t≥4мм. Поэтому проверки компонентов, предоставляемые программой, не подходят для ЛСТК. Об этом нужно помнить и обязательно не забывать проверять такие элементы вручную по формулам из EN 1993-1-3.

Расчёту узлов из полых профилей также следует уделять пристальное внимание, особенно если они не описаны в таблице 7.1 EN 1993-1-8. Для этих случаев нет особых указаний, и тестирование IDEA StatiCa в этой области не выполнялось.

Проверка компонентов – AISC

В разделе А из AISC 360-16 имеется следующее примечание: «При расчёте и проектировании конструкций из ЛСТК (холодногнутых профилей) следует руководствоваться положениями документа AISI North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (AISI S100), за исключением сечений из ЛСТК (HSS), которые были запроектированы в соответствии с данным документом». А в документах AISI S100 и AS/NZS 4600 приводятся формулы для проверки прочности на срез и растяжение наиболее часто используемых типов крепежа вместе с областями их применения.

Проверка компонентов – CISC

В Главе 1 CSA S16-14 говорится: “Требования к стальным конструкциям, таким как мосты, антенные мачты, морские сооружения и конструкции из холодногнутых профилей приводятся в других документах CSA Group Standards (Стандартах группы CSA)”.

Оставьте свой отзыв. Статья была полезной?

Станьте сертифицированным специалистом по расчёту узлов

Готовы к изучению принципов расчёта, конструирования и проверки по нормам различных стальных узлов? Наши онлайн-курсы помогут вам

Попробуйте IDEA StatiCa бесплатно

Получите бесплатную пробную версию IDEA StatiCa