Baza wiedzy

Analiza sztywności

Steel

Connection

EN (Eurocode)

Rotational stiffness

Stiffness

AISC (USA)

Ten artykuł jest również dostępny w:

Przetłumaczone przez AI z języka angielskiego

W każdej konstrukcji rozkład sił wewnętrznych zależy od sztywności jej elementów. IDEA StatiCa może pomóc w wyznaczeniu sztywności złącza, a tym samym w weryfikacji modelu globalnego. Poniższy artykuł zawiera najważniejsze informacje dotyczące analizy sztywności.

Użyj analizy sztywności w IDEA StatiCa Connection, aby określić, czy złącza są przegubowe, podatne czy sztywne. Klasyfikacja połączenia odbywa się zgodnie z wybraną normą krajową.

W wyniku analizy sztywności otrzymasz wykres moment-obrót oraz tabelę z kilkoma wartościami. Na podstawie krzywej i wybranej normy złącze jest klasyfikowane jako:

przegubowe
sztywne
podatne

Aby prawidłowo przeanalizować sztywność, należy ustawić dodatkowe parametry

długość teoretyczna elementu
odpowiednie obciążenie – N, My, Mz lub kombinacje (przyłożone siły muszą być większe niż 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft)
parametr układu stężonego

Długość teoretyczna dla My i Mz [m] jest zdefiniowana jako odległość węzeł-węzeł analizowanego elementu i jest używana wyłącznie do klasyfikacji (nie do obliczania rzeczywistych wartości sztywności).

Opcja układu stężonego (ramy stężonej) jest dostępna dla projektów w Eurokodzie zgodnie z EN 1993-1-8.

Istnieje kilka źródeł informacji na temat tego rodzaju analizy. Zalecamy zapoznanie się z ogólną częścią Podstaw Teoretycznych, wpisem na blogu Dlaczego warto zajmować się sztywnością połączenia i/lub obejrzenie jednego z naszych webinarów na ten temat (patrz poniżej).

Aby połączyć wyniki sztywności z globalnym modelem MES, zapoznaj się z artykułem Sztywność połączenia i jej zastosowanie w analizie globalnej i/lub obejrzyj film Jak wprowadzić sztywność obrotową do modelu MES.

Na końcu artykułu znajdziesz kilka samouczków krok po kroku.

Model do oceny sztywności

Aby ocenić sztywność obrotową k_joint samego połączenia oraz odpowiadający jej obrót θ₂, odejmujemy część sztywności przypisaną do odkształcenia elementów θ₁ od całkowitego odkształcenia θ_tot.

Obrót elementów θ₁ jest wyznaczany na modelu z idealnie sztywnymi połączeniami między wszystkimi elementami. Całkowity obrót θ_tot jest wyznaczany na modelu z rzeczywistymi operacjami produkcyjnymi.

Wyniki uzyskane z analizy sztywności odpowiadają wartościom k_joint i θ₂.

Nieskończona lub bardzo wysoka wartość S_j,ini

Jeśli S_j,ini i S_j,s wykazują nieskończoną sztywność, oznacza to, że krzywa sztywności jest tak stroma, że w rzeczywistości wynosi 90° na wykresie, przez co styczna daje wynik nieskończoności. Oznacza to zawsze sztywne połączenie daleko od granicy klasy podatnej, więc dokładne wartości nie są istotne. Innymi słowy, połączenie jest absolutnie sztywne.

Podstawy Teoretyczne

Zapoznaj się z najważniejszymi informacjami dotyczącymi analizy sztywności w naszych Podstawach Teoretycznych. Wyżej wymienione ustawienia są opisane w ich ogólnej części.

Ogólna część Podstaw Teoretycznych dotycząca analizy sztywności i jej wyników:

Analiza sztywności i zdolność do odkształceń złączy stalowych

Szczegółowe części Podstaw Teoretycznych dla każdej z obsługiwanych norm krajowych:

Inne artykuły dotyczące sztywności połączeń i weryfikacji

Bardziej szczegółowe informacje oraz studia weryfikacyjne można znaleźć 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.

Webinary i filmy

W przeszłości przeprowadziliśmy kilka webinarów na temat sztywności połączeń. Ponadto inne filmy opisują sposób pracy w aplikacji. Można znaleźć inspirację z rzeczywistych projektów, a także wskazówki dotyczące prawidłowego konfigurowania modeli obliczeniowych.

Connection Wednesdays - Stiffness classification

W tym webinarze krótko omawiamy wymagania normowe dotyczące klasyfikacji sztywności. Następnie podejmujemy próbę zaprojektowania połączeń rzeczywistej ramy, która początkowo zostanie zaprojektowana jako momentowa. Stosujemy konfigurację podatną i następnie przenosimy przewidywane zachowanie do globalnej analizy konstrukcji. W trakcie tego procesu analizujemy typowe pytania i oceniamy ich wpływ na projekt.

Connection Wednesdays - Game-changing joint stiffness analysis

Podczas webinaru zobaczysz cały przepływ pracy związany z modelowaniem, obciążaniem i sprawdzeniem normowym jednego interesującego złącza stalowego.

Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok joint

Złącza platformowe powinny być zazwyczaj przegubowe, ale co jeśli rzeczywistość nie jest taka prosta? Jak prawidłowo wprowadzić analizę sztywności złącza? Zobacz analizę sztywności złącza ramowego i konsekwencje sztywności dla modelu MES.

Jak wprowadzić sztywność obrotową do modelu MES

Sztywność złącza jest istotnym i niezbędnym czynnikiem w projektowaniu globalnej konstrukcji dla połączeń podatnych. Pytanie brzmi: gdzie mogę obliczyć sztywność złącza i jaką sztywność należy zastosować w moim projekcie?

Projekt i sprawdzenie normowe złącza z welodrumu w Dżakarcie

Poniższe nagranie webinaru wyjaśnia, jak konstruowany jest wykres analizy sztywności, jakie są ustawienia oraz jakie wyniki można uzyskać.

Aktualizacje w wersjach

Poniższe funkcje są częścią informacji o wydaniach IDEA StatiCa i mogą być związane z analizą sztywności. Więcej informacji o funkcjach można znaleźć w dedykowanych artykułach pod linkiem.

Zdolność obrotowa ograniczona przez zniszczenie śruby i spoiny (analiza sztywności) (wersja 21.0)