วัตถุประสงค์

วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือการตรวจสอบความถูกต้องของโมดูล LBA (การวิเคราะห์การโก่งเดาะแบบเชิงเส้น) ของแอปพลิเคชัน IDEA Member แรงวิกฤตที่ได้จาก IDEA Member จะถูกเปรียบเทียบกับแรงวิกฤตของออยเลอร์สำหรับเสาที่รับแรงอัด

คำอธิบายแบบจำลอง

มีการวิเคราะห์กรณีทั้งหมด 24 กรณีเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของโมดูล LBA ทุกกรณีใช้หน้าตัดเดียวกันคือ HEB 200 และเกรดเหล็กเดียวกันคือ S 355 มีการศึกษาเงื่อนไขขอบเขต 4 แบบที่แตกต่างกัน (FF; PP; FP; FF) โดยแต่ละแบบมีค่าความชะลูดสัมพัทธ์ของเสาที่แตกต่างกัน (0.5; 1.0; 1.5) และมีการตรวจสอบการโก่งเดาะในทิศทางของแกนหลักทั้งสองแกน

รูปที่ 1: เงื่อนไขขอบเขตต่างๆ ที่ใช้ในการตรวจสอบ

กรณีทั้งหมดถูกกำหนดชื่อในลักษณะดังต่อไปนี้: "FR_0.5_Y" โดยที่ "FR" ระบุเงื่อนไขขอบเขต "0.5" คือความชะลูดสัมพัทธ์ และ "Y" คือแกนการโก่งเดาะ

คำอธิบายหน้าตัด

มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างคุณสมบัติของหน้าตัด HEB 200 แบบรีดร้อนและการแทนค่าด้วย Shell ใน IDEA Member ซึ่งผลกระทบต่อแรงวิกฤตแสดงให้เห็นในภายหลังว่าอยู่ที่ต่ำกว่า 2 % สำหรับการโก่งเดาะตามแกนแข็ง และต่ำกว่า 1 % สำหรับการโก่งเดาะตามแกนอ่อน

รูปที่ 2: หน้าตัดแบบรีดร้อนและการแทนค่าด้วย Shell

ผลเฉลยเชิงวิเคราะห์

สูตรต่อไปนี้ใช้ในการคำนวณแรงวิกฤตของออยเลอร์สำหรับการโก่งเดาะตามแกนแข็งและแกนอ่อน:

\[ N_{cr,y(z)} = \frac{\pi^2EI_{y(z)}}{L_{cr,y(z)}^2} \]

ความยาวการโก่งเดาะสำหรับแต่ละกรณีเทียบกับความยาวของระบบคือ:

FR (ยึดแน่น – อิสระ)              \(L_{cr,y(z)} = 2.0 \cdot L \)
PP (แบบหมุนได้ – แบบหมุนได้)        \(L_{cr,y(z)} = 1.0 \cdot L \)
FP (ยึดแน่น – แบบหมุนได้)          \(L_{cr,y(z)} = 0.7 \cdot L \)
FF (ยึดแน่น – ยึดแน่น)           \(L_{cr,y(z)} = 0.5 \cdot L \)

รูปที่ 3: รูปแบบการโก่งเดาะตามแกนอ่อนสำหรับเงื่อนไขขอบเขต 4 แบบที่แตกต่างกัน

ผลลัพธ์

แรงวิกฤตจาก IDEA Member (M) ถูกเปรียบเทียบกับค่าเชิงวิเคราะห์สำหรับหน้าตัดแบบรีดร้อน (E) และสำหรับการแทนค่าโดยไม่มีรัศมีระหว่างเอวและปีก (Ew) ด้วยเช่นกัน

การโก่งเดาะตามแกนแข็ง

ผลลัพธ์สำหรับการโก่งเดาะตามแกนแข็งสรุปไว้ในตารางด้านล่าง

ตารางที่ 1: แรงวิกฤตที่ได้ – แกน y-y

ผลลัพธ์ของ LBA มีความอนุรักษ์เล็กน้อย (< 10 %) สำหรับเสาที่มีความชะลูดสัมพัทธ์ต่ำ สำหรับความชะลูดสัมพัทธ์ที่สูงขึ้น แรงวิกฤตมีความอนุรักษ์และใกล้เคียงกับค่าเชิงวิเคราะห์ที่คาดไว้มาก (< 4 %)

กราฟที่ 1: ค่าแรงวิกฤต – แกน y-y

กราฟที่ 2: การเปรียบเทียบแรงวิกฤต – แกน y-y

สังเกตความแตกต่างระหว่างแท่งสีน้ำเงินและสีเขียวในกราฟด้านบน นี่คือผลกระทบของรัศมีที่ขาดหายไป ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความแตกต่างต่ำกว่า 2 % สำหรับการโก่งเดาะตามแกนแข็ง

การโก่งเดาะตามแกนอ่อน

ผลลัพธ์สำหรับการโก่งเดาะตามแกนอ่อนสรุปไว้ในตารางด้านล่าง

ตารางที่ 2: แรงวิกฤตที่ได้ – แกน z-z

ผลลัพธ์ของ LBA มีความอนุรักษ์เล็กน้อย (< 3 %) สำหรับเสาที่มีความชะลูดสัมพัทธ์ต่ำ สำหรับความชะลูดสัมพัทธ์ที่สูงขึ้น แรงวิกฤตใกล้เคียงกับค่าเชิงวิเคราะห์ที่คาดไว้มาก

กราฟที่ 3: ค่าแรงวิกฤต – แกน z-z

กราฟที่ 4: การเปรียบเทียบแรงวิกฤต – แกน z-z

สังเกตว่าแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างแท่งสีน้ำเงินและสีเขียวในกราฟด้านบน ผลกระทบของรัศมีที่ขาดหายไปแสดงให้เห็นว่าไม่มีนัยสำคัญสำหรับการโก่งเดาะตามแกนอ่อน