Projektowanie i sprawdzenie normowe smukłych słupów
Co mówi norma o smukłym słupie poddanym ściskaniu i zginaniu w obu kierunkach? Jak inżynierowie powinni bezpiecznie projektować i sprawdzać taki słup? Można stosować metody uproszczone, które mogą prowadzić do konserwatywnego projektu ze względu na uwzględnienie większych efektów drugiego rzędu. Można też sięgnąć po dokładniejsze podejście – metodę ogólną opartą na analizie nieliniowej. Jednak procedury dla metody ogólnej nie są opisane w normie. Norma oczekuje, że inżynierowie poradzą sobie sami.
Można teraz analizować smukłe słupy za pomocą bardziej zaawansowanej metody, wykorzystującej zarówno geometryczną, jak i materiałową analizę nieliniową w IDEA StatiCa. Nowy typ analizy umożliwia projektowanie i sprawdzenie normowe elementów poddanych sile normalnej i momentom gnącym dla stanów granicznych nośności i użytkowalności. Sprawdzenia są przeprowadzane poprzez porównanie naprężeń i odkształceń z wartościami granicznymi określonymi przez normę EN 1992-1-1.
Postępuj zgodnie z prostym czterostopniowym procesem, aby projektowanie i sprawdzenie normowe smukłych słupów było bardziej zrozumiałe i przejrzyste:
- Utwórz geometrię konstrukcji, w tym warunki brzegowe i zbrojenie
- Przyłóż efekty obciążeń do analizowanych i powiązanych elementów
- Analiza nieliniowa i ocena wyników
- Raport ze wszystkimi istotnymi rysunkami, wynikami i sprawdzeniami
czterostopniowy przepływ pracy-GMNA
Typy analiz
Geometria konstrukcji składa się z elementów, warunków brzegowych i wyników. Można je utworzyć w Member application lub zaimportować z oprogramowania firm trzecich (takich jak Robot Structural Analysis, SAP2000, RFEM itp.). Następnie dodaje się zbrojenie do elementu i rozpoczyna analizę z wykorzystaniem wyników uzyskanych z analizy konstrukcji. W przypadku smukłych słupów, gdzie analiza liniowa jest niewystarczająca, należy zastosować analizę nieliniową dostępną pod przyciskiem GMNA.
Sam GMNA składa się z trzech typów analiz:
- Materiałowo nieliniowa analiza (MNA)
- Liniowa analiza wyboczeniowa (LBA)
- Geometrycznie i materiałowo nieliniowa analiza z imperfekcjami (GMNIA)
Do czego służą wszystkie te analizy? Co inżynier powinien z nimi zrobić?
Materiałowo nieliniowa analiza (MNA)
Można postępować zgodnie z kolejnością przycisków na wstążce. Najpierw wykonywana jest materiałowo nieliniowa analiza (MNA). Analizowany element jest automatycznie dzielony na kilka przekrojów, w których naprężenia i odkształcenia są wyznaczane dla każdego włókna betonowego i pręta zbrojeniowego. Następnie uzyskane wartości są porównywane z wartościami granicznymi określonymi przez normę.
Liniowa analiza wyboczeniowa (LBA)
Jeśli uwzględnienie jedynie nieliniowości materiałowej jest niewystarczające i konieczne jest również uwzględnienie nieliniowości geometrycznej, należy zastosować liniową analizę wyboczeniową (LBA), której wynikami są postacie własne i obciążenia krytyczne analizowanego elementu. Analiza ta pomaga inżynierowi określić teoretyczną utratę stateczności konstrukcji poddanej działającym obciążeniom. Uwzględnienie jedynie teoretycznej postaci wyboczenia konstrukcji byłoby niewystarczające, ponieważ istnieją imperfekcje początkowe. Dlatego tabela wyników umożliwia zdefiniowanie amplitudy imperfekcji dla każdej postaci własnej. Imperfekcja powinna być zdefiniowana przez inżyniera na podstawie doświadczenia lub zaleceń normowych.
Geometrycznie i materiałowo nieliniowa analiza z imperfekcjami (GMNIA)
Po zdefiniowaniu imperfekcji jest ona automatycznie proporcjonalnie przykładana do elementu, a następnie można wykonać ostatni typ analizy – geometrycznie i materiałowo nieliniową analizę z imperfekcjami (GMNIA). Podobnie jak w przypadku pierwszej analizy (MNA), element jest dzielony na przekroje, w których wyznaczane są naprężenia i odkształcenia dla każdego włókna betonowego i pręta zbrojeniowego, z uwzględnieniem nieliniowości materiałowej i geometrycznej wynikającej z postaci wyboczenia z imperfekcjami.
Wskazówki dotyczące interfejsu użytkownika Member application
Wszystkie wyniki analiz są dostępne w zakładce Sprawdzenie, gdzie wstążka została zreorganizowana i rozszerzona o kilka nowych przycisków. Graficzna interpretacja wyników jest wyświetlana w głównym widoku 3D. Jednocześnie obliczone wartości i sprawdzenia są wymienione w tabelach wyników wraz z odpowiednimi szczegółowymi lub przekrojowymi wynikami w widoku 2D.
Użytkownicy mogą wyświetlać wyniki ogólne lub szczegółowe (przekrojowe). Ogólne sprawdzenie normowe pokazuje podsumowanie wszystkich wyników dostępnych w projekcie. Użytkownik może natychmiast sprawdzić, czy konstrukcja spełnia poszczególne sprawdzenia normowe.
Jeśli użytkownik wybierze określony przekrój w widoku 3D, odpowiadające mu wyniki są podświetlane w tabeli wyników, a szczegółowy widok wybranego przekroju jest wyświetlany w widoku 2D. Obliczone naprężenia, odkształcenia i sprawdzenia są dostępne dla każdego przekroju dla betonu i zbrojenia w poszczególnych zakładkach.
Projektowanie i sprawdzenie normowe smukłych słupów w Member dla betonu jest dostępne w edycjach Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert i Prestressing Enhanced IDEA StatiCa.