Złącza elementów o przekrojach zamkniętych mogą ulegać poważnym odkształceniom, zachowując jednocześnie zdolność do przenoszenia wyższych obciążeń. Z drugiej strony, blachy mogą wyboczać w zakresie niesprężystym, dlatego zaimplementowano geometrycznie i materiałowo nieliniową analizę.
Odkształcenie z płaszczyzny
Jednym z kryteriów stanu granicznego nośności złączy elementów o przekrojach zamkniętych jest odkształcenie z płaszczyzny przekroju poprzecznego. Sprawdzenie jest dostępne w oprogramowaniu (w ustawieniach normy jako sprawdzenie lokalnych odkształceń, domyślnie włączone dla nośnych elementów o przekrojach zamkniętych). Jest ono uznawane przez przewodniki projektowe CIDECT. Granice wynoszą 3% mniejszego wymiaru przekroju (0,03 d0 dla CHS i 0,03 b0 dla RHS) dla stanu granicznego nośności oraz 1% dla stanu granicznego użytkowalności.
Definicja wymiarów przekroju poprzecznego dla okrągłego przekroju zamkniętego (CHS) i prostokątnego przekroju zamkniętego (RHS)
Typowe wykresy obciążenie-odkształcenie dla złączy elementów o przekrojach zamkniętych; krzywa czerwona dotyczy cienkościennego elementu obciążonego ściskaniem, krzywa zielona – elementów regularnych obciążonych ściskaniem, krzywa niebieska – np. złącza X obciążonego rozciąganiem
Geometrycznie i materiałowo nieliniowa analiza (GMNA)
W przypadku niektórych złączy elementów o przekrojach zamkniętych, zwłaszcza o dużym stosunku średnicy do grubości, geometrycznie liniowa analiza może nie odwzorować zachowania złącza z wystarczającą dokładnością, a jego nośność może być niedoszacowana lub przeszacowana. Zaleca się stosowanie bardziej zaawansowanej geometrycznie i materiałowo nieliniowej analizy dla złączy elementów o przekrojach zamkniętych, mimo że czas obliczeń jest nieco dłuższy. Jeśli w ustawieniach normy wybrano analizę GMNA dla przekrojów zamkniętych, zamiast geometrycznie liniowej i materiałowo nieliniowej analizy (MNA, stosowanej standardowo w IDEA Statica Connection) używana jest analiza GMNA dla modeli z elementem o przekroju zamkniętym jako elementem nośnym.
Uwaga: Jeśli element nośny nie jest elementem o przekroju zamkniętym, solver GMNA jest wyłączony dla analizy całego modelu połączenia, niezależnie od ustawień w konfiguracji normy (GMNA włączone lub wyłączone).
Odkształcenie przekroju na końcu modelu powłokowego
Przekrój poprzeczny może odkształcać się na końcach modelu złożonego z elementów powłokowych. Złącza elementów o przekrojach zamkniętych wymagają stosunkowo długich elementów – do 10-krotności średnicy przekroju. Za częścią modelu złożoną z elementów powłokowych umieszczony jest skondensowany superelement. Pozwala to na szybsze obliczenia przy tej samej dokładności co pełny model złożony z elementów powłokowych. Skondensowany superelement posiada wyłącznie sprężyste właściwości materiałowe, co oznacza, że odkształcenia plastyczne wynikające z badanego trybu zniszczenia nie powinny sięgać końca modelu elementów powłokowych. Z tego powodu model powłokowy obejmuje domyślnie 1,25-krotność wysokości przekroju (edytowalne w ustawieniach normy) za ostatnią operacją technologiczną.
Zredukowana nośność na zginanie powłoki dla przekrojów zamkniętych (imperfekcje)
Nośności złączy elementów o przekrojach zamkniętych według norm wyznaczane są metodą trybów zniszczenia, która wykorzystuje modele dopasowania krzywych określone na podstawie badań i zaawansowanych modeli numerycznych. Rzeczywista konstrukcja zawiera początkowe imperfekcje i naprężenia resztkowe, które nie są uwzględniane przez modele powłokowe w IDEA StatiCa Connection. Aby uzyskać lepszą zgodność z wynikami norm, wpływ naprężeń resztkowych i początkowych imperfekcji jest symulowany przez redukcję nośności na zginanie powłok elementów o przekrojach zamkniętych o dużym stosunku D/(2t).
