Có nhiều dạng khác nhau của hiện tượng phức tạp này. Nói chung, chúng ta có thể phân biệt giữa Oằn toàn cục của cấu kiện kết cấu (cột mảnh chịu nén, oằn xoắn ngang của dầm chịu uốn) và Oằn cục bộ của bản (chịu nén hoặc chịu cắt). Khi đạt đến tải trọng tới hạn, cấu kiện thay đổi hình dạng sang một dạng mới, thuận lợi hơn về mặt năng lượng: nó bị oằn. Và điều này có thể xảy ra ngay cả khi ứng suất trong cấu kiện còn thấp hơn nhiều so với cường độ của vật liệu tạo nên nó. Việc tiếp tục gia tải có thể gây ra biến dạng đáng kể và khó dự đoán, dẫn đến khả năng mất hoàn toàn khả năng chịu tải của cấu kiện.
IDEA StatiCa ở đây để giúp các kỹ sư giải quyết vấn đề Oằn toàn cục và cục bộ của cấu kiện thép.
Oằn của liên kết
Oằn thường không phải là vấn đề quan trọng trong các nút liên kết, tuy nhiên, cần kiểm tra để đảm bảo không có vấn đề về Oằn và kết quả phân tích độ bền, chỉ sử dụng phân tích tuyến tính hình học, là chính xác. Tất nhiên, khi sử dụng một chi tiết không phù hợp, hiện tượng Oằn có thể dễ dàng xảy ra...
IDEA StatiCa Connection có khả năng thực hiện phân tích Oằn tuyến tính của mô hình nút liên kết. Kết quả được dự đoán theo các dạng Oằn. Tải trọng tới hạn, tại đó xảy ra hiện tượng Oằn của mô hình lý tưởng, được tính toán cho mỗi dạng Oằn. Tải trọng tới hạn được thể hiện bằng các hệ số nhân của tải trọng tác dụng lên nút liên kết. Dựa vào dạng Oằn và hệ số nhân tải trọng tới hạn, người dùng có thể xác định thiết kế an toàn chống Oằn. Thông tin tổng quát về phân tích Oằn trong IDEA StatiCa có thể tìm thấy trong Cơ sở lý thuyết của chúng tôi.
Bạn đang tìm phần phân tích Oằn trong ứng dụng? Chỉ cần theo hướng dẫn cho EN hoặc cho tiêu chuẩn AISC.
Không giống như các loại phân tích khác, phân tích Oằn không cung cấp câu trả lời đạt/không đạt rõ ràng. Thay vào đó, các hệ số tới hạn của tải trọng phải được diễn giải dựa trên tiêu chuẩn được áp dụng. Và cuối cùng, chính kỹ sư mới là người quyết định liệu kết quả phân tích có phù hợp hay không. Xem các phần tương ứng trong Cơ sở lý thuyết: Phân tích Oằn theo Eurocode và Phân tích Oằn theo AISC.
Giá trị giới hạn cũng có thể khác nhau đối với các dạng Oằn xảy ra trên cấu kiện kết cấu hoặc đối với các dạng khi một bản bổ sung trong liên kết bị oằn. Chủ đề này được trình bày trong bài viết sau: Oằn toàn cục so với Oằn cục bộ. Điều đó có nghĩa là gì?
Một ví dụ khác về phân tích Oằn được thực hiện trên liên kết của một thanh giằng cùng với việc diễn giải kết quả đã được trình bày trong một trong các buổi hội thảo trực tuyến Connection Wednesdays của chúng tôi.
Các so sánh kết quả của IDEA StatiCa Connection với các công cụ khác có thể được tìm thấy trong các ví dụ kiểm chứng.
Oằn của cấu kiện thành mỏng (tạo hình nguội)
Đối với các mặt cắt thành mỏng, tình huống còn phức tạp hơn nữa...
IDEA StatiCa Connection chủ yếu được dành để đánh giá liên kết của các cấu kiện cán nóng, những cấu kiện không bị ảnh hưởng đáng kể bởi hiện tượng Oằn. Phân tích tuyến tính về hình học và phi tuyến về vật liệu được thực hiện vì tính toán nhanh và ổn định của nó. Tuy nhiên, loại phân tích này không tính đến sự mất ổn định. Nếu bạn cần nghiên cứu hành vi ổn định, việc thực hiện phân tích Oằn tuyến tính có thể giúp bạn phát hiện các khu vực nguy hiểm và cung cấp một hệ số cho điểm phân nhánh Euler.
Bài viết Cấu kiện thành mỏng (tạo hình nguội) liệt kê các yếu tố quan trọng cần được xem xét khi phân tích các mặt cắt thành mỏng trong IDEA StatiCa. Ngoài ra, chủ đề này còn được thảo luận trong bản ghi hội thảo trực tuyến Thin-walled members – buckling issues.
- Thực hiện phân tích Oằn tuyến tính và đánh giá kỹ lưỡng từng dạng Oằn; 5 dạng Oằn đầu tiên được trình bày có thể chưa đủ.
- Không nên phụ thuộc vào tính dẻo của cấu kiện thành mỏng mà nên giới hạn ứng suất von Mises ở giới hạn chảy hoặc thậm chí thấp hơn.
- Cần lưu ý rằng hiện tượng Oằn cục bộ không được tính đến có thể phân bố lại nội lực trong các thành phần theo cách khác nhau.
- Cần lưu ý rằng độ cứng của các thành phần có thể khác nhau do các dạng phá hoại khác nhau hoặc sự kết hợp của chúng.
- Cần lưu ý rằng các kiểm tra và chi tiết cấu tạo của các thành phần (ví dụ: bu lông, đường hàn) được trình bày đang tuân theo các hướng dẫn dành cho cấu kiện tiêu chuẩn. Việc Kiểm tra tiêu chuẩn của cấu kiện thành mỏng có thể khác nhau, và khi đó các thử nghiệm được cung cấp sẽ không chính xác.
Nói chung, IDEA StatiCa Connection có thể được sử dụng để mô hình hóa hành vi của liên kết thành mỏng (tạo hình nguội) nhưng đối với toàn bộ việc Kiểm tra tiêu chuẩn thì phải sử dụng các công cụ khác, và quyết định cuối cùng phải được đưa ra dựa trên kết luận của nhiều phương pháp và quy trình đã sử dụng.
Oằn của cấu kiện
Hai năm trước, IDEA StatiCa đã giới thiệu một ứng dụng mới chuyên dùng để đánh giá hành vi Oằn của toàn bộ cấu kiện kết cấu. Mô hình CBFEM tiên tiến và đã được thiết lập vững chắc, được biết đến từ ứng dụng Connection, đã được triển khai vào IDEA StatiCa Member để thực hiện các mức độ phân tích khác nhau. Với công cụ này, có thể thực hiện phân tích phi tuyến về hình học và vật liệu, kể cả xem xét các khiếm khuyết hình học.
Mô hình phân tích của Member cung cấp 3 loại phân tích:
- MNA – Phân tích Phi tuyến Vật liệu, để kiểm tra ứng suất/biến dạng trong các mặt cắt dọc theo cấu kiện.
- LBA – Phân tích Oằn Tuyến tính (ổn định), đánh giá các giá trị riêng và dạng riêng tuyến tính (hệ số tới hạn và dạng Oằn). Dựa trên các giá trị này, kỹ sư chọn giá trị nào để xem xét cho phân tích phi tuyến GMNIA và nhập giá trị của các khiếm khuyết hình học.
- GMNIA – Phân tích Phi tuyến về Hình học và Vật liệu có Khiếm khuyết, đánh giá ứng suất/biến dạng dọc theo cấu kiện trong phân tích phi tuyến về vật liệu và hình học (bao gồm cả khiếm khuyết). Biến dạng dẻo 5% được đặt là giới hạn cho việc Kiểm tra tiêu chuẩn.
Để làm quen với các nguyên lý cơ bản của IDEA StatiCa Member, chúng tôi khuyên bạn nên đọc Cơ sở lý thuyết của IDEA StatiCa Member để hiểu rõ hơn về khả năng của nó. Tất nhiên, có một số video trình bày sức mạnh của công cụ này. Bạn có thể bắt đầu với hội thảo trực tuyến giới thiệu: IDEA StatiCa Member – Giải pháp cho vấn đề Oằn.
Các hướng dẫn thực hành về IDEA StatiCa Member sẽ giúp bạn bắt đầu sử dụng ứng dụng, cả từ đầu hoặc trong quy trình làm việc BIM. Một số điều quan trọng cần xem xét được thảo luận trong bản ghi hội thảo trực tuyến Cần biết gì trước khi bắt đầu sử dụng ứng dụng IDEA StatiCa Member? và trong hai bài viết sau: Ảnh hưởng của điều kiện biên và Khiếm khuyết.
Quá trình kiểm chứng của ứng dụng mới đã hoàn tất và các nghiên cứu đã được công bố cùng với các nhóm nghiên cứu của trường đại học. Bạn có thể xem qua một số ví dụ kiểm chứng.
Tổng kết
Luôn cần vận dụng cảm quan và sự đánh giá kỹ thuật của kỹ sư khi nghiên cứu các vấn đề về Oằn của một công trình xây dựng. Tuy nhiên, IDEA StatiCa có thể giúp bạn thực hiện điều đó.
- Để kiểm tra liên kết thép, có IDEA StatiCa Connection có thể kiểm tra không chỉ ứng suất/biến dạng mà còn cả các dạng Oằn nguy hiểm nhất và tải trọng tới hạn tương ứng.
- Sự ổn định toàn cục có thể được phân tích trong IDEA StatiCa Member, cho phép các kỹ sư thực hiện phân tích phi tuyến về hình học và vật liệu có kể đến khiếm khuyết để tìm ra các dạng Oằn và hệ số của cấu kiện kết cấu.
Cả hai ứng dụng đều có phiên bản dùng thử miễn phí 14 ngày để bạn kiểm tra.
