Evenwicht en ondersteunende elementen

Beëindigd en doorlopend element

Elk element van het verbindingsmodel wordt in het veld Geometrisch type gedefinieerd als Doorlopend of Beëindigd.

Het doorlopende element wordt geacht door te lopen tot tegenoverliggende knopen aan beide zijden, er is geen "verbonden" einde bij het onderzochte knoop en beide uiteinden van het doorlopende element kunnen worden belast.

Het beëindigde type wordt geacht te eindigen op het onderzochte knooppunt: er is één verbonden uiteinde en het element kan alleen aan de tegenoverliggende zijde worden belast (het "vrije uiteinde" dat in feite verder doorloopt in het globale model).

Opmerking: Als u een element wilt definiëren dat aan beide uiteinden wordt doorgesneden en niet verder doorloopt tot de constructie, gebruik dan de Stiffening member operation (operatie Verstijvend element).

Dragende staaf/element

Eén element van de verbinding is altijd "dragend" (of ondersteunend) en alle andere zijn "verbonden". De dragende staaf is onderstreept in de lijst van elementen in de scène en rode vierkanten worden afgebeeld aan de "doorlopende" uiteinden van het element (als een symbool van ondersteuning). De ontwerper kan het dragende element kiezen indien nodig.

Voor andere symbolen van de randvoorwaarden zie het artikel over het Model type.

Evenwicht van de belasting

De interne krachten in elk knoop van het frame moeten in evenwicht zijn. Vooral in het geval van een doorlopend element, moeten we zorgvuldig de interne krachten in alle elementen invoeren, zodat het evenwicht in het knooppunt wordt gehandhaafd.

Bij de definitie van de belasting kunnen twee mogelijkheden worden gekozen met betrekking tot het evenwicht.

• Vereenvoudigd - voor deze modus wordt de dragende staaf ondersteund (doorlopend element aan beide uiteinden) en de belasting wordt niet gedefinieerd op de dragende staaf
• Geavanceerd (standaard) - de dragende staaf wordt slechts aan één uiteinde ondersteund, de belastingen worden op alle elementen uitgeoefend en het krachtenevenwicht moet worden gevonden

De modus kan worden omgeschakeld in de bovenste balk met de knop Belastingen in evenwicht (Loads in equilibrium).

Standaard staat de optie Belastingen in evenwicht aan (sinds versie 22.0 van IDEA StatiCa, zie de sectie van Release notes 22.0). In dit geval wordt de tabel met onevenwichtige krachten getoond en is de gebruiker verantwoordelijk voor het in evenwicht houden van de belastingen. Eventuele onevenwichtige krachten worden op de steunen uitgeoefend. 

Het is belangrijk te beseffen dat het verstoren van de evenwichtstoestand kan leiden tot valse en onveilige resultaten. Ook bij gebruik van de vereenvoudigde belastingsmethode (met Belasting in evenwicht uit) wordt niet het volledige beeld van de belasting van de verbinding in aanmerking genomen en kan dit tot onjuiste resultaten leiden.

Voorbeeld

Laten we het verschil demonstreren in het volgende voorbeeld: 

De verbinding van een belaste ligger (B1) met een doorlopende kolom (C) heeft de optie Belastingen in evenwicht gedeactiveerd.

Nadat we het project hebben berekend, worden de resultaten in de 3D scène getoond. Alle uitgevoerde controles zijn bevredigend.

Nu kopiëren we het project en activeren we Belastingen in evenwicht. De tabel met onevenwichtige krachten verschijnt. We kunnen interne krachten invoeren aan beide uiteinden van kolom C en het evenwicht van de ingevoerde knoopkrachten controleren.

Opnieuw berekenen we het CON2 project en we zien dat de lassen de code check niet hebben doorstaan. De reden is de correcte belasting die de spanningen in de kolomflens, die we deze keer in aanmerking namen, heeft verhoogd.

Vereenvoudigde methode

De evenwichtseis is correct, maar toch is het niet nodig om sommige eenvoudige verbindingen te ontwerpen. Indien slechts een deel van de verbinding wordt gecontroleerd ( eenvoudig, b.v. een ligger-kolomverbinding) en we niet geïnteresseerd zijn in de interactie met de belasting op de ondersteunde staven, is er een optie om de evenwichtsvoorwaarde uit te schakelen. Doe dit echter alleen na zorgvuldige overweging.

Webinar opname

Bekijk de opnames van onze webinars waar het thema van dragende elementen en het evenwicht live worden besproken.

Toegevoegde downloads

• Equilibrium and supporting member.ideaCon (IDEACON, 61 kB)