Skorzystaj z analizy podatności w IDEA StatiCa Connection, aby określić, czy złącza są przegubowe, podatne czy sztywne. W wyniku analizy podatności otrzymasz diagram moment-obrót oraz tabelę z istotnymi wartościami. Na podstawie krzywej i wybranej normy krajowej złącze jest klasyfikowane jako:
- przegubowe
- sztywne
- podatne
Poprawna definicja obciążenia
Aby uzyskać właściwe wyniki z analizy podatności, możesz obliczyć podatność dla każdego obrotu odrębnie, wprowadzając osobny przypadek obciążenia dla My, Mz (lub N i Mx).
Możesz też zastosować cały zestaw sił wewnętrznych działających na analizowany element, ponieważ wszystkie inne siły wewnętrzne wpływają na wyniki każdej składowej podatności (obrotu) również. Aby uzyskać szczegółowe wyjaśnienie, przeczytaj artykuł Influence of shear force and normal force to rotational stiffness.
Przyłożone siły muszą być większe niż 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft
Informacje potrzebne do klasyfikacji podatności złącza
- długość teoretyczna elementu
- rozróżnienie między układem konstrukcyjnym stężonym (Braced) i niestężonym (Unbraced) (dla podejścia zgodnego z EN)
Długość teoretyczna dla My i Mz [m] jest zdefiniowana jako odległość między węzłami analizowanego elementu i jest wykorzystywana wyłącznie do klasyfikacji (nie do obliczania rzeczywistych wartości podatności).
Opcja układu stężonego (rama stężona) jest dostępna dla projektów zgodnych z Eurokodem według EN 1993-1-8, ponieważ istnieją różne warunki klasyfikacji dla układów stężonych i niestężonych.
Wyniki uzyskane w analizie podatności
Uzyskuje się dwa typy wyników: tabelę wartości liczbowych oraz diagram podatności, który można eksportować do CSV lub DXF.
Dla każdej składowej sił wewnętrznych ocenianej pod względem podatności na obrót tabela zawiera wartości liczbowe odpowiadające każdej obliczeniowej kombinacji obciążeń w poszczególnych wierszach. W zależności od wybranego wiersza diagram podatności będzie dotyczył jednej lub innej składowej.
- MEd: Obliczeniowy moment zginający wprowadzony w kombinacji obciążeń, istotny tylko dla podatności siecznej
- Mj,Rd: Moment zginający nośny połączenia, na potrzeby uplastycznienia połączenia
- Sj,ini: Początkowa podatność na obrót, opisująca liniowe zachowanie podatności, które jest uwzględniane do wartości 2/3 Mj,Rd
- Sjs: Sieczna podatność na obrót, zdefiniowana jako punkt przecięcia obliczeniowego momentu zginającego MEd i krzywej podatności połączenia Sj, istotna gdy MEd > 2/3 Mj,Rd
- : Odkształcenie obrotowe uzyskane dla obliczeniowego momentu zginającego
- c: Zdolność obrotowa połączenia, limit jest definiowany przez zniszczenie śrub, zniszczenie spoin lub 15% odkształcenie plastyczne blach
- Sj,R: Wartość podatności dla granicy między sztywnym a podatnym
- Sj,P: Wartość podatności dla granicy między podatnym a przegubowym
Uwaga: Jeśli początkowa podatność Sj,ini i podatność sieczna Sj,s wykazują nieskończoną podatność, oznacza to, że krzywa podatności jest tak stroma, że w diagramie odpowiada faktycznie kątowi 90°, przez co styczna daje w wyniku nieskończoność. Oznacza to zawsze połączenie sztywne, dalekie od granicy klasy podatnej, więc dokładne wartości są bezużyteczne. Innymi słowy, połączenie jest absolutnie sztywne.
Co zastosować w globalnym modelu konstrukcji w analizie MES?
Podstawową informacją potrzebną do globalnego modelu jest klasyfikacja, aby ustawić warunek brzegowy między elementami jako przegubowy (idealny przegub), sztywny (idealnie sztywny) lub podatny (pewna podatność).
Dla klasy podatnej należy znaleźć wartość reprezentującą podatność na obrót złącza między elementami. Jest ona reprezentowana przez wartość Sj,ini z zakładki wyników analizy podatności.
Jednakże zawsze należy stosować ocenę inżynierską, aby określić odpowiednią wartość podatności dla globalnego modelu konstrukcji.
Sj,ini zależy od wartości Mj,Rd złącza i kształtu krzywej podatności. Ponadto model CBFEM stosowany do analizy podatności różni się od modelu wykorzystywanego w analizie EPS, co może skutkować inną wartością Mj,Rd złącza i dalszym dostosowywaniem modelu połączenia do analizy podatności.
Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj artykuł Connection stiffness and its use in global analysis.
Gdzie znaleźć więcej informacji o analizie podatności
Istnieje kilka źródeł informacji na temat tego typu analizy. Zalecamy przeczytanie ogólnej części Theoretical Background, wpisu na blogu Why bother with connection stiffness i/lub obejrzenie jednego z naszych webinarów na ten temat (patrz poniżej).
Aby połączyć wyniki podatności z globalnym modelem MES, obejrzyj film How to put rotational stiffness into your FEA model.
Na końcu artykułu znajdziesz kilka tutoriali krok po kroku.
Model do oceny podatności
Aby ocenić podatność na obrót kjoint samego połączenia oraz odpowiadający jej obrót θ2, odejmujemy część podatności przypisaną odkształceniu elementów θ1 od całkowitego odkształcenia θtot.
Obrót elementów θ1 jest oceniany na modelu z idealnie sztywnymi połączeniami między wszystkimi elementami. Całkowity obrót θtot jest oceniany na modelu z rzeczywistymi operacjami wytwórczymi.
Wyniki uzyskane z analizy podatności odpowiadają kjoint i θ2.
Theoretical Background
Przeczytaj podstawowe informacje o analizie podatności w naszym Theoretical Background. Wyżej wymienione ustawienia są opisane w jego ogólnej części.
Ogólna część Theoretical Background dotycząca analizy podatności i jej wyników:
Stiffness analysis and deformation capacity of steel joints
Szczegółowe części Theoretical Background dla każdej z obsługiwanych norm krajowych:
Inne artykuły o podatności połączeń i weryfikacjach
Więcej szczegółowych informacji i niektóre studia weryfikacyjne znajdziesz w poniższych artykułach. Niektóre z nich są częścią książki „Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections” napisanej przez prof. Walda i jego zespół.
- Why bother with connection stiffness (wpis na blogu)
Webinary i filmy
W przeszłości przeprowadziliśmy kilka webinarów na temat podatności połączenia. Ponadto niektóre inne filmy opisują, jak pracować w aplikacji. Znajdziesz tam inspiracje z rzeczywistych projektów, a także wskazówki dotyczące prawidłowego konfigurowania modeli obliczeniowych.
Connection Wednesdays - Stiffness classification
W tym webinarze krótko przeglądamy wymagania normowe związane z klasyfikacją podatności. Następnie podejmujemy się zaprojektowania połączeń rzeczywistej ramy, która początkowo zostanie zaprojektowana jako połączenie sztywne (momentowe). Stosujemy konfigurację podatną, a następnie przenosimy przewidywane zachowanie do globalnego modelu analizy konstrukcji. Podczas tego procesu badamy typowe pytania i oceniamy ich wpływ na projekt.
Connection Wednesdays - Game-changing joint stiffness analysis
Podczas webinaru zobaczysz cały proces modelowania, obciążania i sprawdzenia normowego jednego interesującego złącza stalowego.
Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok joint
Złącza platformowe powinny być zazwyczaj przegubowe, ale co jeśli rzeczywistość nie jest tak prosta? Jak prawidłowo wprowadzić analizę podatności złącza? Zobacz analizę podatności złącza ramowego oraz konsekwencje podatności dla modelu MES.
How to put rotational stiffness into your FEA model
Podatność złącza jest istotnym i niezbędnym czynnikiem w projektowaniu globalnej konstrukcji dla połączeń podatnych. Pytanie brzmi: gdzie mogę obliczyć podatność złącza i jaką wartość podatności należy zastosować w moim projekcie?
Design and code check of joint from Jakarta velodrome
Poniższe nagranie webinaru wyjaśnia, jak konstruowany jest diagram analizy podatności, jakie są ustawienia i jakie wyniki uzyskasz.
Aktualizacje w wersjach
Poniższe funkcje są częścią naszych informacji o wersji IDEA StatiCa i mogą być związane z analizą podatności. Więcej informacji o tych funkcjach znajdziesz w dedykowanych artykułach pod linkiem.
Rotational capacity limited by bolt and weld failure (Stiffness analysis) (wersja 21.0)
Export of moment-rotation curve to CSV and DXF (wersja 22.0)
Tutoriale
Przygotowaliśmy tutoriale krok po kroku, aby skonfigurować model i przeprowadzić analizę. Poniżej znajdziesz do nich linki:
Stiffness analysis of a steel connection (EN)
Stiffness analysis of a steel connection (AISC)
Rotational stiffness of a haunched beam
Wypróbuj już dziś najnowszą wersję IDEA StatiCa
Uzyskaj pełny dostęp na 14 dni, całkowicie za darmo.
Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo
- Stal
- Stiffness
- Connection
Wpis na blogu
Dlaczego warto zajmować się sztywnością połączenia
Czytaj więcej
- Stal
- EN (Eurocode)
- Moment Connection
- Rotational stiffness
- Connection
Knowledge base
Sztywność połączenia i jej zastosowanie w analizie globalnej
Czytaj więcej
- Stal
- Connection
- EN (Eurocode)
- AISC (USA)
- AS (Australia)
- CSA (Canada)
- IS (India)
- GB (China)
- HKG (Hong Kong)
- SP 16 (Russia)
- CBFEM
Theoretical background