Weryfikacje

Zwichrzenie przekrojów otwartych z podporami bocznymi i skrętowymi

Steel

Member

EN (Eurocode)

Buckling

Ten artykuł jest również dostępny w:

Przetłumaczone przez AI z języka angielskiego

Nośność na zwichrzenie (LBA) często decyduje o wymiarowaniu belek o przekrojach otwartych. Można ją znacznie zwiększyć, uwzględniając podpory zapewniane przez strop lub dach, zazwyczaj panel warstwowy. Nośność na zwichrzenie jest porównywana dla przekroju IPE oraz zimnogiętego przekroju C.

Betonowy strop, jeśli jest połączony z belkami za pomocą śrub z łbem, skutecznie ogranicza zwichrzenie tych belek. Trapezowe poszycie blachą lub panele warstwowe, zazwyczaj mocowane wkrętami samowiercącymi, nie mają wystarczającej nośności i sztywności, aby całkowicie ograniczyć zwichrzenie. Mogą jednak częściowo spełniać tę funkcję. Sposób zastosowania tego rodzaju podparcia bocznego opisano w tym artykule.

W niniejszym szczegółowym opracowaniu autorów z ETH w Zurychu porównano wyniki liniowej analizy wyboczeniowej (LBA) uzyskane za pomocą trzech programów: LTBeam, Abaqus oraz IDEA StatiCa Member. Różnice zostały omówione i wyjaśnione. Ponadto porównano wyniki geometrycznie i materiałowo nieliniowej analizy z imperfekcjami (GMNIA) dla dwóch programów: Abaqus i IDEA StatiCa Member. LTBeam nie posiada tej funkcjonalności.

Analizowano dwa przekroje:

IPE 240
CFC265x65

Badano trzy rodzaje podparć górnej półki:

Podparcie boczne (ścinające)
Podparcie skrętowe
Kombinacja podparcia bocznego i skrętowego

Rozważano dwa rodzaje obciążeń:

Obciążenie równomiernie rozłożone
Siła skupiona w połowie rozpiętości

Dwa rodzaje warunków brzegowych:

Utwierdzenie
Przegubowe

Wnioski

Symulacje liniowej analizy wyboczeniowej (LBA) wykazują dobrą zgodność dla niskich wartości podparć we wszystkich trzech programach; jednak przy wyższych wartościach podparć LTBeam odbiega od pozostałych. Wynika to z istotnego uproszczenia: przekrój w LTBeam, który wykorzystuje element 1D, nie może się deformować. IDEA StatiCa Member i Abaqus wykazują dobrą zgodność w zakresie krytycznego współczynnika wyboczenia.
Geometrycznie i materiałowo nieliniowa analiza z imperfekcjami (GMNIA) ponownie wykazuje dobrą zgodność między IDEA StatiCa Member a Abaqus (maksymalna różnica 5%).

Pełny raport jest załączony.

Autor: Andreas Müller M.Sc.

Odpowiedzialny badacz: Prof. Dr. techn. Andreas Taras

ETH Zurich, Institute of Structural Engineering (IBK)