Member designSteelVerificationsMemberAISC (USA)

การโก่งเดาะด้านข้างและบิดของคานที่มีแผ่นเสริมความแข็งตามขวาง

บทความนี้มีให้บริการใน

แปลโดย AI จากภาษาอังกฤษ

คานหน้าตัด I ที่เสริมความแข็งด้วยแผ่นเสริมความแข็งตามขวางแบบเอียง รับแรงกระทำตามขวางเป็นแรงจุดที่กึ่งกลางช่วง ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้น (LBA) และการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุพร้อมความไม่สมบูรณ์ (GMNIA) ได้รับการเปรียบเทียบกัน

การศึกษาการตรวจสอบนี้ดำเนินการสำหรับ IDEA StatiCa Member application เป้าหมายคือเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ของ LBA และ GMNIA ถูกต้อง และ shell elements และ finite elements ของส่วนประกอบทั้งหมดทำงานได้อย่างถูกต้อง รูปทรงเรขาคณิตของแบบจำลองอ้างอิงจากการทดลองที่ดำเนินการที่ AdMaS Center มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Brno

แบบจำลองเชิงตัวเลขถูกสร้างขึ้นใน ANSYS ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์อเนกประสงค์สำหรับการวิเคราะห์วิธี Finite Element ใช้คาน IPE 180 ความยาว 3.3 ม. จากเหล็กเกรด S235 โดยตรวจสอบเงื่อนไขขอบเขตสองแบบ:

แบบยึดแน่น – Node ทั้งหมดที่ปลายด้านหนึ่งถูกยึดแน่น (อิสระทุกทิศทางถูกจำกัด) ปลายอีกด้านเหมือนกันยกเว้นอนุญาตให้เคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวยาวของคาน
แบบหมุนได้ – เฉพาะ Node ของแผ่นเอวคานเท่านั้นที่ถูกจำกัด (อนุญาตให้หมุนด้านข้างได้ ที่ปลายด้านหนึ่งการเคลื่อนที่ทุกทิศทางถูกยึดแน่น และที่ปลายอีกด้านอนุญาตให้เคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวยาวของคาน)

แผ่นเสริมความแข็งเอียงทำมุม 60 องศาจากแกนดิ่ง แผ่นเสริมความแข็งสองแผ่นถูกวางอย่างสมมาตรโดยมีระยะห่างระหว่างกันที่แตกต่างกัน ไม่มีการจำลองรอยเชื่อม Node ของตาข่ายที่อยู่ติดกันถูกรวมเข้าด้วยกันโดยตรง

ใน ANSYS ได้ดำเนินการวิเคราะห์สถิตเชิงเส้น การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้น และการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุพร้อมความไม่สมบูรณ์ ความไม่สมบูรณ์มีค่าเท่ากับ L/300 โดยที่ L คือความยาวชิ้นส่วน (3.3 ม.)

ความเครียดพลาสติกสามารถเห็นได้ในภาพต่อไปนี้:

แบบจำลองที่สอดคล้องกันถูกสร้างขึ้นใน IDEA StatiCa Member หน้าตัดของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องถูกเลือกให้มีขนาดใหญ่มากและสั้นเมื่อเทียบกับคานที่วิเคราะห์ เพื่อไม่ให้มีผลต่อผลลัพธ์

การเปรียบเทียบผลลัพธ์แสดงในตารางด้านล่าง F_Rd คือความต้านทานการโก่งเดาะด้านข้างและบิดที่กำหนดโดย GMNIA, w_y คือการโก่งตัวด้านข้างที่กึ่งกลางช่วงคานที่แรงสูงสุดที่ทำได้ และ F_cr คือแรงโก่งเดาะวิกฤตที่กำหนดโดย LBA ตำแหน่งแผ่นเสริมความแข็งระบุตำแหน่ง X ของแผ่นเสริมความแข็งจาก Node ซ้ายใน IDEA StatiCa Member

			GMNIA			LBA
		FRd [kN]	FRd [kN]	wy [mm]	wy [mm]	Fcr [kN]	Fcr [kN]
เงื่อนไขขอบเขต	ตำแหน่งแผ่นเสริมความแข็ง	ANSYS	MEMBER	ANSYS	MEMBER	ANSYS	MEMBER
แบบยึดแน่น	1550,2050	56.79	56.97	22.07	23.30		104.4
	1250,2350	61.56	63.27	21.36	21.40		121.5
	550,3050	60.21	60.84	18.46	19.70		122.4
แบบหมุนได้	1550,2050	38.39	40.77	33.69	36.10	57.0	55.8
	1250,2350	41.52	43.92	32.60	30.40	64.8	63.9
	550,3050	44.01	47.07	22.40	23.60	82.6	81

ผลลัพธ์ของซอฟต์แวร์ทั้งสองมีความสอดคล้องกันอย่างใกล้ชิด IDEA Member ให้แรงโก่งเดาะวิกฤตที่ต่ำกว่าเล็กน้อย และความต้านทานการโก่งเดาะด้านข้างและบิดที่สูงกว่าเล็กน้อย

ความแตกต่างเกิดจากการจำลองแผ่นเสริมความแข็งเป็นหลัก ใน ANSYS Node จะถูกรวมที่แนวกึ่งกลางของแผ่น แต่ใน Member แผ่นเสริมความแข็งจะสั้นกว่า โดยสิ้นสุดที่ผิวของแผ่นและช่องว่างถูกเติมด้วยรอยเชื่อม ผลลัพธ์คือแผ่นที่สั้นกว่าใน IDEA Member มีความแข็งมากกว่าแผ่นที่ยาวกว่าใน ANSYS เล็กน้อย

ดาวน์โหลด