การวิเคราะห์การโก่งเดาะของจุดต่อโครงสร้างเหล็ก
โดยทั่วไปการโก่งเดาะมักไม่ใช่ปัญหาสำคัญในจุดต่อ อย่างไรก็ตาม ควรตรวจสอบว่าไม่มีปัญหาการโก่งเดาะ และผลลัพธ์จากการวิเคราะห์กำลัง ซึ่งใช้การวิเคราะห์เชิงเรขาคณิตเชิงเส้นเท่านั้น มีความถูกต้อง
IDEA StatiCa Connection สามารถทำการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นของแบบจำลองจุดต่อได้ ผลลัพธ์จะแสดงในรูปแบบของโหมดการโก่งเดาะ โดยจะคำนวณแรงกระทำวิกฤตที่ทำให้เกิดการโก่งเดาะของแบบจำลองสมบูรณ์แบบสำหรับแต่ละโหมดการโก่งเดาะ แรงกระทำวิกฤตจะแสดงในรูปของตัวคูณของแรงกระทำที่กระทำต่อจุดต่อ ผู้ใช้สามารถกำหนดการออกแบบการโก่งเดาะที่ปลอดภัยได้จากโหมดการโก่งเดาะและตัวคูณแรงกระทำวิกฤต
มาตรฐานบางฉบับ เช่น Eurocode (EN 1993-1-1, บทที่ 5.2.1) แนะนำให้ใช้ตัวคูณแรงกระทำวิกฤตมากกว่า 15 สำหรับแบบจำลองแท่งของโครงสร้าง หากตัวคูณแรงกระทำวิกฤตมากกว่า 15 มาตรฐานไม่กำหนดให้ต้องตรวจสอบการโก่งเดาะของชิ้นส่วน
สำหรับจุดต่อ สถานการณ์จะแตกต่างออกไป และมาตรฐานไม่ได้ให้คำแนะนำเฉพาะเจาะจง การออกแบบการโก่งเดาะเฉพาะที่ต้องได้รับการแก้ไขด้วยวิธีอื่น โดยทั่วไปการโก่งเดาะเฉพาะที่สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:
- แผ่นเหล็กที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนแต่ละชิ้น
- แผ่นเสริมความแข็งในจุดต่อ ได้แก่ แผ่นเสริมความแข็ง ซี่เสริม และส่วนเสริมคานสั้น
- หน้าตัดปิดและหน้าตัดผนังบาง
การโก่งเดาะของแผ่นเหล็กในกลุ่ม 1 ส่งผลต่อรูปแบบการโก่งเดาะของชิ้นส่วนทั้งหมด ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้กฎเดียวกันกับที่ใช้กับชิ้นส่วนเหล่านั้นกับแผ่นเหล็กเหล่านี้ด้วย กล่าวคือ พิจารณาตัวคูณแรงกระทำวิกฤตที่ปลอดภัยที่ 15 หรือมากกว่า วิศวกรควรตรวจสอบว่าการก่อสร้างจริงของจุดต่อสอดคล้องกับเงื่อนไขขอบเขตของแบบจำลองที่ใช้ในการวิเคราะห์การโก่งเดาะของโครงสร้างทั้งหมด
แผ่นเหล็กในกลุ่ม 2 ส่งผลต่อการโก่งเดาะเฉพาะที่ของจุดต่อ สำหรับแผ่นเหล็กดังกล่าว ขอบเขตปลอดภัยของตัวคูณแรงกระทำวิกฤตที่ 15 นั้นอนุรักษ์นิยมเกินไป แต่มาตรฐานยังขาดคำแนะนำเฉพาะเจาะจง คำแนะนำมาจาก บทความวิจัย ที่แนะนำขอบเขตปลอดภัยของตัวคูณแรงกระทำวิกฤตเท่ากับ 3
การโก่งเดาะของแผ่นเหล็กและชิ้นส่วนในกลุ่ม 3 มีความซับซ้อนมาก และจำเป็นต้องประเมินแต่ละกรณีเป็นรายบุคคล
สำหรับแผ่นเหล็กที่มีตัวคูณแรงกระทำวิกฤตน้อยกว่าค่าที่แนะนำ (15 สำหรับกลุ่ม 1, 3 สำหรับกลุ่ม 2) ไม่สามารถใช้การออกแบบแบบพลาสติกได้ ในกรณีดังกล่าว จำเป็นต้องใช้วิธีอื่นในการออกแบบการเชื่อมต่อ:
- การตรวจสอบตามมาตรฐานในมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง เช่น Eurocode หรือ AISC Specification หรือ Design Manual
- วิธีทั่วไป ใน EN 1993-1-5 ภาคผนวก B – ชิ้นส่วนที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งใช้ผลลัพธ์จาก MNA และ LBA เพื่อกำหนดความต้านทานการโก่งเดาะของแผ่นเหล็กบาง
- การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุพร้อมความไม่สมบูรณ์แบบ ซึ่งมีให้ใช้งานใน IDEA StatiCa Member application
ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นใน IDEA StatiCa Connection ไม่ใช่การตรวจสอบที่ชี้ขาด มาตรฐานไม่ได้ให้คำแนะนำที่เพียงพอ การประเมินต้องอาศัยวิจารณญาณทางวิศวกรรม และ IDEA StatiCa มีเครื่องมือเฉพาะที่ไม่มีในซอฟต์แวร์ออกแบบมาตรฐาน
แผ่น Gusset ในฐานะส่วนต่อขยายของโครงถัก – ตัวอย่างของแผ่นเหล็กจากกลุ่ม 1 ที่สามารถละเลยการโก่งเดาะได้หากตัวคูณการโก่งเดาะวิกฤตมากกว่า 15
ตัวอย่างรูปแบบการโก่งเดาะของแผ่นเหล็กจากกลุ่ม 2 ที่สามารถละเลยการโก่งเดาะได้หากตัวคูณการโก่งเดาะวิกฤตมากกว่า 3
แบบจำลองที่ใช้ในการวิเคราะห์การโก่งเดาะได้รับการรองรับด้วยจุดรองรับที่แตกต่างจากที่ผู้ใช้กำหนดในประเภทการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียด (EPS) ชิ้นส่วนรับแรงหลักจะได้รับการรองรับอย่างสมบูรณ์ ประเภทแบบจำลองของคานที่กำหนดเป็น N-Vy-Vz-Mx-My-Mz (เคลื่อนที่ได้อิสระในประเภทการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียด) จะได้รับการรองรับอย่างสมบูรณ์ในการวิเคราะห์การโก่งเดาะ ประเภทการวิเคราะห์คานอื่นๆ ทั้งหมดมีโมเมนต์ดัดและแรงตามแนวแกนถูกจำกัด แต่สามารถเคลื่อนที่ด้านข้างได้อิสระ
- ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz: จุดรองรับในแบบจำลองการโก่งเดาะ: N-Vy-Vz-Mx-My-Mz
- ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz: จุดรองรับในแบบจำลองการโก่งเดาะ: N-Mx-My-Mz
- ประเภทแบบจำลอง N-Vz-My: จุดรองรับในแบบจำลองการโก่งเดาะ: N-Mx-My-Mz
- ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Mz: จุดรองรับในแบบจำลองการโก่งเดาะ: N-Mx-My-Mz
สันนิษฐานว่าในกรณีของจุดต่อแบบแข็ง ผู้ใช้กำหนดโมเมนต์ดัด และการโก่งเดาะของส่วนคานสั้นไม่มีนัยสำคัญ ในทางกลับกัน ในกรณีของจุดต่อแบบหมุนได้ ผู้ใช้กำหนดเฉพาะแรงตามแนวแกนและแรงเฉือนโดยไม่มีโมเมนต์ดัด แต่การโก่งเดาะของชิ้นส่วนแบบหมุนได้มีความสำคัญ จึงมีส่วนร่วมต่อตัวคูณการโก่งเดาะ ดูรูปด้านล่าง "Model" แสดงแบบจำลองในประเภทการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียด และ "Buckling" แสดงแบบจำลองในการวิเคราะห์การโก่งเดาะ
