Globální boulení vs. lokální boulení. Co je co?
Norma uvádí, že analýzu prvního řádu lze pro konstrukci použít, pokud lze zanedbat nárůst příslušných vnitřních sil nebo momentů, nebo jakoukoli jinou změnu chování konstrukce způsobenou deformacemi.
K vyhodnocení, zda toto zvýšení lze či nelze zanedbat, lze použít součinitel kritického vzpěru αcr. Globální vzpěr prutů (včetně přípoje) můžeme zanedbat v případech, kdy je součinitel vzpěru vyšší než 15 (v případě plastického posouzení) nebo vyšší než 10 (v případě, že napětí na pleších je na elastické větvi).
Lokální vzpěr se týká jednotlivých desek (výztuh, pásnic sloupů) a příslušné mezní součinitele vzpěru jsou stanoveny podle konstrukčních předpisů a laboratorních experimentů. Účinky lokálního vzpěru se považují za zanedbatelné, pokud je součinitel vzpěru:
- ≥ 2 - v případě čtyřstranně podepřené desky
- ≥ 3 - v případě třístranně podepřené desky
- ≥ 4 - v případě dvoustranně (sousedně) podepřené desky
- ≥ 15 - v případě dvoustranně (protilehle) podepřené desky
V tomto videu uvidíte různé typy vzpěru a způsoby jejich řešení s ohledem na vzpěrné součinitele a tvary.
Podrobnější vysvětlení toho, jaké typy vzpěru můžeme u analyzovaného prutu očekávat, najdete v našem článku o Lineární vzpěrné analýze (LBA).
Jak vyhodnotit výsledky vzpěru v konkrétních případech?
Zevšeho nejdříve musíme za pomoci vzpěrné analýzy stanovit minimální násobek síly k dosažení pružného kritického vpěru, αcr . IDEA StatiCa poskytuje součinitele vzpěru v tabulkách výsledků a tvary vzpěru pro každý součinitel lze vidět ve 3D scéně.
Mezní hodnotu pro globální analýzu lze nalézt v normě EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1.
Příklad 1
V prvním příkladu působí tlaková síla na prut připojený styčníkovou deskou.
Jsou uvedeny výsledky geometricky lineárního výpočtu a první vlastní součinitel je 8,76. Podle normy EN 1993-1-1:2005 Cl. 5.2.1 je mezní hodnota 15, protože tento přípoj je kritický pro stabilitu samotného nosníku, a závěr je, že přípoj nevyhověl analýze na vzpěr. Nemluvě o tom, že tato jednostranná styčníková deska je v tomto vyztužení v tlakové konfiguraci nebezpečná.
Příklad 2
Na druhou stranu u většiny plechů v přípojích může dojít k lokálnímu boulení a maximální hodnota součinitele kritického vzpěru αcr, která vyžaduje důkladnou analýzu, je obvykle menší. Bylo ověřeno, že v případě výztuh a plechů sloupů ve smyku není nutné vzpěr zohledňovat, pokud je kritický součinitel vzpěru vyšší než 3 (3-stranné podepření).
Pro každou komponentu musíme určit správnou mezní hodnotu a rozhodnout se. Z tohoto příkladu vyplývá, že kritickým je vyboulení výztuhy se součinitelem αcr = 8,76 >> 3. V tomto příkladu není tento první mód vyboulení nebezpečný.
Při provádění analýzy boulení a zpracování výsledků je třeba provést inženýrský úsudek. Otázkou je, kdy použít globální nebo lokální limity součinitele kritického boulení, a pro správnou odpověď je rozhodující znalost topologie a konstrukčního systému navrhované konstrukce. IDEA StatiCa je sice schopna poskytnout tvary boulení a kritický součinitel jakékoliv části přípoje, neposkytuje však kontrolu boulení podle normy.
Pokud nám výsledky tvarů boulení dávají záporné hodnoty, neznamená to, že výpočet nebyl úspěšný nebo že je výsledek nesprávný. Co přesně se v těchto případech děje, je vysvětleno v tomto článku centra podpory.
Jeden praktický příklad vyhodnocení analýzy vzpěru prutu byl představen v tomto videu z webináře:
Teoretické základy
Pro hlubší pochopení tématu vzpěru a řešení IDEA StatiCa si přečtěte základní informace o analýze vzpěru v našich článcích Teoretické pozadí.
IDEA StatiCa Connection - Structural design of steel connections
IDEA StatiCa Member - Member stability
Návody
Vytvořili jsme návody krok za krokem, jak nastavit model a spustit analýzu. Odkazy na ně najdete níže: