Projektowanie konstrukcyjne i sprawdzenie normowe ramy stalowej (EN)

SteelMember designTutorialsMemberEN (Eurocode)

Projektowanie konstrukcyjne i sprawdzenie normowe ramy stalowej (EN)

Ten artykuł jest również dostępny w

Przetłumaczono przez AI z języka angielskiego

Postępując zgodnie z tym samouczkiem krok po kroku, dowiesz się, jak wykonać projekt konstrukcyjny ramy stalowej za pomocą IDEA StatiCa Member. Przykładem jest rama zakotwiona ze słupem pochyłym.

1 Nowy projekt

Następnie skonfiguruj parametry zgodnie z poniższym rysunkiem, a następnie zamknij i zapisz CON1.

Utwórz nowy projekt, wpisz jego nazwę i wybierz folder, w którym zostanie zapisany. Następnie wybierz normę projektową, początkowe właściwości materiałowe oraz typ topologii. Dodaj współrzędne węzłów detalu konstrukcyjnego i dodaj elementy w obrębie tych węzłów. Na koniec kliknij Create Project i rozpocznij modelowanie detalu konstrukcyjnego.

2 Analizowane elementy

Tutaj możesz zobaczyć i zmienić parametry dodanych elementów przeznaczonych do analizy. Zmień przekrój słupa AM1 na HEB260 .

3 Elementy powiązane

Aby dodać elementy powiązane, które pełnią funkcję podpór i elementów przenoszących obciążenia dla detalu konstrukcyjnego, kliknij na sześcian węzła w widoku 3D lub wybierz CON# na liście drzewa. Tutaj możesz dodać elementy powiązane zakończone lub ciągłe, klikając kierunki osi X, Y, Z zgodnie z globalnym układem współrzędnych. Dodaj 2 elementy zakończone w kierunku Y .

Zdefiniuj Stiffeners .

W rezultacie Twoje połączenie powinno wyglądać jak na poniższym rysunku.

4 Obciążenia

W menu Obciążenia możesz dodawać i modyfikować efekty obciążenia. Efekt obciążenia oznacza grupę, do której można dodać jedno lub więcej obciążeń rozłożonych na dowolnym elemencie analizowanym lub powiązanym. Alternatywnie, w ramach efektu obciążenia, możesz wprowadzić siły wewnętrzne węzłowe na końcach elementów.

Jeden efekt obciążenia zawierający zestaw obciążeń liniowych został wygenerowany automatycznie dla wszystkich elementów. Usuń 2 z nich, klikając lewym przyciskiem myszy na każdy wiersz w zakładce i wybierając Delete lub klikając ikonę na wstążce.

Następnie przypisz jedno obciążenie rozłożone do elementu AM2 i zmodyfikuj jego wartość na -300 kN/m oraz szerokość na 300mm, aby dopasować ją do belki.

5 Połączenia

Następnie możesz zaprojektować złącza. Wybierz sześcian węzła w widoku 3D lub wybierz CON# na liście drzewa i kliknij Edit connection .

Zacznij od złącza CON1 przy podstawie lewego słupa. Otworzy się moduł aplikacji IDEA StatiCa Connection, w którym możesz zaprojektować złącze, wybierając jeden z predefiniowanych szablonów.

W tym przypadku kliknij przycisk Propose na wstążce i wybierz pierwszy szablon parametryczny.

Następnie skonfiguruj parametry zgodnie z poniższym rysunkiem, a następnie zamknij i zapisz CON1.

Następnie wybierz złącze CON2 i kliknij ' Edit Connection' w module IDEA StatiCa Connection.

Na podstawie poniższych zrzutów ekranu zdefiniuj połączenie. Najpierw dodaj operację Cut .

Następnie wybierz End plate .

Zdefiniuj Cleats .

Dodaj Widener.

Zdefiniuj Stiffeners .

W rezultacie Twoje połączenie powinno wyglądać jak na poniższym rysunku.

Możesz przeglądać wizualizację innych postaci wyboczenia, wybierając je w zakładce, np. postać wyboczenia 6 .

Ponieważ co najmniej jeden ze współczynników postaci wyboczenia jest mniejszy niż 15, przełącz się na GMNIA, aby wykonać analizę nieliniową stateczności konstrukcji. Zgodnie z EN 1993-1-1, wybierz najbardziej krytyczną postać wyboczenia lub kombinację postaci wyboczenia i wprowadź imperfekcję początkową krytycznej belki. W tym przypadku wybierz pierwszą postać wyboczenia 1 jako najbardziej krytyczną. Przełącz się na zakładkę GMNIA w prawym panelu i określ imperfekcję równą 9 mm (0,5xL/300 = 0,5*5400/300 = 9 mm), którą wpisujesz jako Amplitude w kolumnie 1 .

Na końcu edytuj złącze CON4 . Mimo że oprogramowanie umożliwia po prostu powielenie tego samego projektu co dla CON1, zmodyfikujemy połączenie, aby utworzyć inne.

Dodaj operację Base plate i zmodyfikuj parametry zgodnie z poniższym obrazem.

Dodaj Wideners do wszystkich części.

6 Sprawdzenie

Przejdźmy do zakładki Check i wykonajmy analizę. Analiza w IDEA StatiCa Member jest obliczana w trzech krokach z wykorzystaniem technologii CBFEM . Najpierw przeanalizuj MNA (analiza materiałowo nieliniowa), aby sprawdzić nośność konstrukcji, następnie oblicz LBA (liniowa analiza bifurkacyjna), aby zbadać stateczność konstrukcji, a na koniec wprowadź imperfekcje początkowe do odpowiednich postaci wyboczenia i oblicz GMNIA (analiza geometrycznie i materiałowo nieliniowa).

Po pierwsze, dla tego konkretnego złożonego projektu należy zwiększyć Number of analysis iterations do 40 oraz Divergent iterations count do 10 w Code setup, aby zapewnić wystarczającą wydajność obliczeniową.

Następnie wybierz analizę MNA i naciśnij Calculate .

Wyświetlane są wyniki analizy MNA i można sprawdzić status każdej części konstrukcyjnej, a także wyniki w oknie 3D, np. rozkład odkształceń w analizowanej części konstrukcji.

Następnie przełącz się na analizę LBA i powtórz Calculation .

W zakładce możesz odczytać współczynniki postaci wyboczenia i zobaczyć pierwszą postać wyboczenia 1.

Możesz przeglądać wizualizację innych postaci wyboczenia, wybierając je w zakładce, np. postać wyboczenia 6 .

Ponieważ co najmniej jeden ze współczynników postaci wyboczenia jest mniejszy niż 15, przełącz się na GMNIA, aby wykonać analizę nieliniową stateczności konstrukcji. Zgodnie z EN 1993-1-1, wybierz najbardziej krytyczną postać wyboczenia lub kombinację postaci wyboczenia i wprowadź imperfekcję początkową krytycznej belki. W tym przypadku wybierz pierwszą postać wyboczenia 1 jako najbardziej krytyczną. Przełącz się na zakładkę GMNIA w prawym panelu i określ imperfekcję równą 9 mm (0,5xL/300 = 0,5*5400/300 = 9 mm), którą wpisujesz jako Amplitude w kolumnie 1 .

Następnie ponownie kliknij przycisk Calculate . W tym przypadku analiza może zająć kilka minut.

Przeglądając wyniki, można zauważyć, że obciążenia przyłożone w analizie GMNIA nie osiągnęły 100%, co oznacza, że przy danych obciążeniach konstrukcja traci stateczność. Aby przejść pozytywnie sprawdzenia stateczności, należy wzmocnić ramę.

7 Operacje

Wróć do zakładki Design i w menu drzewa przejdź do Operations, kliknij prawym przyciskiem myszy na AM2, i dodaj usztywnienia Transversal, aby wzmocnić najbardziej obciążony narożnik ramy i zmniejszyć efekty wyboczenia .

W operacji STIFF T1, ustaw grubość na 20mm oraz pozycję X na 5200 mm zgodnie z poniższym rysunkiem.

Następnie zmodyfikuj parametry usztywnienia i dodaj kolejne usztywnienie poprzeczne do tej samej belki AM2 oraz kolejne do słupa AM3, a następnie ustaw je we właściwej pozycji.

Skopiuj operację STIFF T1 i ustaw nowe właściwości zgodnie z poniższym obrazem.

Utwórz nową operację usztywnienia dla AM3 i ustaw właściwości zgodnie z poniższym rysunkiem.

Teraz wróć do zakładki Check i powtórz obliczenia w trzech krokach - MNA, LBA, GMNIA . Zaprojektowana rama przeszła sprawdzenia normowe stateczności z zastosowanymi początkowymi imperfekcjami, a wyniki, takie jak rozkład odkształceń i wykres sił wewnętrznych, można przeglądać.

8 Raport

Na koniec przejdź do zakładki Report . IDEA StatiCa oferuje w pełni konfigurowalny raport do wydruku lub zapisu w edytowalnym formacie.

Zaprojektowałeś, zoptymalizowałeś i wykonałeś sprawdzenie normowe ramy stalowej jako detalu konstrukcyjnego zgodnie z Eurokodem (EN).

Chcesz podnieść swoje umiejętności? Odwiedź nasz Campus

Naucz się efektywnie korzystać z IDEA StatiCa dzięki naszym kursom e-learningowym w trybie samodzielnym

Rozpocznij naukę