การวิเคราะห์การโก่งเดาะของการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก (EN)

1 โครงการใหม่

เปิด IDEA StatiCa (ดาวน์โหลดเวอร์ชันล่าสุด) และเลือก Connection application

สร้าง โครงการใหม่โดยเลือกแม่แบบเริ่มต้นที่ใกล้เคียงกับการออกแบบที่ต้องการมากที่สุด กรอกชื่อ เลือก เกรดเหล็ก S355, Code การออกแบบ Eurocode, และ Create project

เนื่องจากเราใช้ Code ของ EN ให้ตั้งค่าหน่วยเมตริก (ดู วิธีเปลี่ยนระบบหน่วย)

2 รูปทรงเรขาคณิต

เริ่มต้นด้วยการปรับเปลี่ยนหน้าตัดของชิ้นส่วนแนวนอน C ใช้การคลิกขวาที่ชิ้นส่วนในฉาก หรือปุ่มปากกาในคุณสมบัติ เพื่อเปลี่ยนหน้าตัดของรูปทรงเดียวกัน

เลือก IPE220 จาก Library

ตอนนี้ เปลี่ยนหน้าตัดของชิ้นส่วนแนวตั้ง B เป็นรูปทรงอื่น โดยใช้ปุ่มคลิกขวาที่ชิ้นส่วนในฉาก หรือปุ่มบวกในคุณสมบัติอีกครั้ง

เลือกกลุ่มหน้าตัดกลวงรูปสี่เหลี่ยม (rectangular hollow sections) และยืนยันหน้าตัดชนิด RHS120/80/8.0

ตอนนี้ คุณสามารถปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของชิ้นส่วน B ได้ ตั้งค่า Model type เป็น N-Vy-Vz และพารามิเตอร์ Forces in เป็น Bolts

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ Model type และ Forces in ได้ในบทความ วิธีการจำลองการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวเดี่ยว (Model type) และ วิธีกำหนดตำแหน่งของแรงที่ถูกต้อง (Forces in)

3 ผลของแรงกระทำ

มาต่อกันที่ Load effects ผลของแรงกระทำ LE1 ถูกเพิ่มเข้ามาโดยอัตโนมัติ กรอกแรงตามแนวแกน N [kN] เท่ากับ -40 kN สำหรับชิ้นส่วน B / End ในแท็บ และแรงเฉือน Vz [kN] เท่ากับ -20 kN สำหรับปลายทั้งสองด้านของชิ้นส่วน C (C / Begin, C / End)

4 การออกแบบ

ตอนนี้ให้กำหนดขั้นตอนการผลิต คลิกที่ไอคอน Operations ในแถบเครื่องมือ (หรือคลิกขวาที่ Operations ในโครงสร้างรายการ (tree) แล้วเลือก New operation)

เลือกขั้นตอนการผลิต Connecting plate จากรายการขั้นตอนการผลิตที่มีให้เลือก

ตอนนี้ ให้กำหนดคุณสมบัติของแผ่นเชื่อมต่อ CPL1 เปลี่ยนความหนาของแผ่น gusset และแผ่นเชื่อมต่อเป็น 6 มม. เปลี่ยนความกว้างของแผ่น gusset และแผ่นเชื่อมต่อเป็น 140 มม. เปลี่ยนชนิดของแผ่นเชื่อมต่อเป็น Notched member และเลือกสลักเกลียว M16 8.8

โมเดลพร้อมที่จะนำไปวิเคราะห์แล้ว

5 การคำนวณและการตรวจสอบ

ไปที่แท็บ Check ที่แถบเครื่องมือด้านบน และเริ่มการคำนวณทั้ง EPS (stress/strain) และ Analysis การโก่งเดาะ ภายใต้คำสั่ง Calculate และ Stress/strain - Buckling

เปิดการแสดงผล Buckling shape, Mesh และ Deformed แท็บของค่าตัวประกอบการโก่งเดาะวิกฤต (critical buckling factors) จะแสดงอยู่ในแท็บ Buckling

โดยการคลิกที่แต่ละแถวในแท็บของค่าตัวประกอบการโก่งเดาะวิกฤต คุณสามารถเลื่อนดูรูปทรงที่เปลี่ยนแปลงในหน้าต่าง 3D และวิเคราะห์ผลด้วยสายตาได้

เพื่อเข้าใจผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ โปรดอ่านเอกสารที่แนะนำ เช่น Theoretical Background หรือบทความ Global buckling vs. local buckling. What does it mean? หรือบล็อกโพสต์ Buckling needs critical thinking!

เนื่องจากนี่เป็นกรณีของการโก่งเดาะแบบ Global และตัวประกอบการโก่งเดาะมีค่าน้อยกว่า 15 คุณควรใช้หนึ่งในมาตรการเพิ่มเติมดังนี้:

• จำลองผลของ 2nd order effects - เพิ่มแรงเฉือนพิเศษในแนวตั้งฉากกับแผ่น gusset ในฐานะแรงที่ทำให้เสียเสถียรภาพ (destabilizing force) อันเกิดจากความเยื้องศูนย์ ด้วยขนาด V = N / 10 ที่ตำแหน่งศูนย์กลางของกลุ่มสลักเกลียว สามารถดูคำแนะนำสำหรับการเชื่อมต่อประเภทนี้ได้ในบทความ Gusset plate design in IDEA StatiCa Connection
• หรือเสริมความแข็งแรงให้กับการเชื่อมต่อและคำนวณ Analysis การโก่งเดาะใหม่ เพื่อให้แน่ใจว่าตัวประกอบการโก่งเดาะวิกฤตมีค่าสูงกว่า 15
• หรือใช้การวิเคราะห์หรือวิธีการอื่นเพื่อให้แน่ใจว่าการโก่งเดาะไม่เป็นอันตรายต่อการเชื่อมต่อที่ออกแบบไว้

เราจะใช้มาตรการแรก กลับไปที่ Design เปิดผลของแรงกระทำ LE1 และกรอกแรงเฉือน Vy เท่ากับ 4 kN ให้กับ B / End และแรงเฉือน Vy เท่ากับ -2 kN ให้กับ C / Begin และ C / End

คำนวณ Analysis ของ Stress/strain ใหม่ (ไม่จำเป็นต้องคำนวณ Analysis การโก่งเดาะอีก) ผลลัพธ์โดยรวมแสดงว่าการเชื่อมต่อผ่านการตรวจสอบตามมาตรฐานทั้งหมด

6 รายงาน

ขั้นตอนสุดท้าย ให้ไปที่แท็บ Report และ Generate รายงาน IDEA StatiCa มีรายงานที่สามารถปรับแต่งได้อย่างเต็มรูปแบบเพื่อพิมพ์ออกมาหรือบันทึกในรูปแบบที่แก้ไขได้

คุณได้ออกแบบและตรวจสอบตามมาตรฐานของจุดต่อโครงสร้างเหล็กตาม Eurocode (EN) เรียบร้อยแล้ว