Burkulma eleştirel düşünce gerektirir!

Bu karmaşık fenomenin farklı biçimleri vardır. Genel olarak, yapısal elemanların global burkulması (basınç altındaki narin kolonlar, eğilmeye maruz kirişlerin yanal-burulmalı burkulması) ile plakaların lokal burkulması (basınç veya kesme altında) arasında ayrım yapabiliriz. Kritik yüke ulaşıldığında, bileşen şeklini enerjik açıdan daha uygun olan yeni bir şekle dönüştürür: burkulur. Bu durum, bileşendeki gerilme, oluşturulduğu malzemenin dayanımının çok altında olsa bile meydana gelebilir. Daha fazla yükleme, önemli ve bir ölçüde öngörülemeyen deformasyonlara yol açabilir ve bu durum elemanın taşıma kapasitesinin tamamen kaybedilmesine neden olabilir.

IDEA StatiCa, mühendislere çelik elemanların global ve lokal burkulması konusunda yardımcı olmak için burada. 

Birleşimin burkulması

Burkulma genellikle birleşimlerde önemli bir sorun değildir; ancak burkulma sorunlarının olmadığı ve yalnızca geometrik olarak doğrusal analiz kullanan dayanım analizinin sonuçlarının doğru olduğu kontrol edilmelidir. Elbette, uygunsuz bir detay kullanıldığında burkulma kolaylıkla meydana gelebilir...

IDEA StatiCa Connection, bir birleşim modelinin doğrusal burkulma analizini gerçekleştirebilir. Sonuçlar burkulma modları şeklinde tahmin edilir. Mükemmel modelin burkulmasının meydana geldiği kritik yük, her burkulma modu için hesaplanır. Kritik yük, birleşime etkiyen yükün katları olarak sunulur. Burkulma moduna ve kritik yük çarpanına göre kullanıcı, güvenli burkulma tasarımını belirleyebilir. IDEA StatiCa'daki burkulma analizi hakkında genel bilgiler Teorik Arka Plan bölümümüzde bulunabilir.

Uygulamada burkulma analizini mi arıyorsunuz? EN için öğreticiyi veya AISC standardı için öğreticiyi takip edin.

Diğer analiz türlerinin aksine, burkulma analizi net bir geçer/kalır yanıtı vermez. Bunun yerine, yükün kritik faktörleri takip edilen standarda göre yorumlanmalıdır. Sonuçta, analiz sonucunun uygun olup olmadığına karar veren mühendistir. Teorik Arka Plan'ın ilgili bölümlerine bakın: Eurocode'a göre burkulma analizi ve AISC'e göre burkulma analizi.

Sınır değer, yapısal elemanda meydana gelen burkulma şekilleri için veya birleşimdeki ek bir plakanın burkulduğu şekiller için de farklılık gösterebilir.  Bu konu aşağıdaki makalede ele alınmaktadır: Global burkulma ile lokal burkulma. Bu ne anlama gelir?

Bir çapraz bağlantının birleşimi üzerinde gerçekleştirilen burkulma analizinin bir diğer örneği, sonuç yorumuyla birlikte Connection Wednesdays web seminerlerimizden birinde sunulmuştur.

IDEA StatiCa Connection sonuçlarının diğer araçlarla karşılaştırmaları doğrulama örneklerinde bulunabilir. 

İnce cidarlı (soğuk şekillendirilmiş) elemanların burkulması

İnce cidarlı kesitler için durum daha da karmaşıktır...

IDEA StatiCa Connection, öncelikle burkulmanın önemli ölçüde etkisinde kalmayan sıcak haddelenmiş elemanların birleşimlerinin değerlendirilmesine yönelik tasarlanmıştır. Hızlı ve kararlı hesaplama nedeniyle geometrik olarak doğrusal ve malzeme açısından doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilir. Ancak bu analiz türü, kararlılık kaybını dikkate almaz. Kararlılık davranışını incelemeniz gerekiyorsa, doğrusal burkulma analizi yapılması tehlikeli bölgeleri tespit etmenize ve Euler'in çatallanma noktası için bir faktör sağlamanıza yardımcı olabilir.

İnce cidarlı (soğuk şekillendirilmiş) elemanlar makalesi, IDEA StatiCa'da ince cidarlı kesitleri analiz ederken dikkate alınması gereken önemli faktörleri listelemektedir. Ayrıca konu, İnce cidarlı elemanlar – burkulma sorunları web semineri kaydında da ele alınmaktadır.

• Doğrusal burkulma analizi yapın ve her burkulma şeklini dikkatli bir şekilde değerlendirin; sunulan ilk 5 burkulma şekli yeterli olmayabilir.
• İnce cidarlı elemanların plastisitesine güvenmeyin; bunun yerine von Mises gerilmesini akma dayanımıyla veya daha düşük bir değerle sınırlayın.
• Dikkate alınmayan lokal burkulmanın, bileşenlerdeki iç kuvvetleri farklı şekilde yeniden dağıtabileceğinin farkında olun.
• Farklı hasar modları veya bunların kombinasyonu nedeniyle bileşenlerin rijitliğinin farklı olabileceğinin farkında olun.
• Sunulan kontrollerin ve bileşen detaylandırmasının (örn. cıvatalar, kaynaklar) standart elemanlar için kılavuzları takip ettiğinin farkında olun. İnce cidarlı elemanların kod kontrolleri farklılık gösterebilir ve bu durumda sağlanan testler doğru olmayabilir.

Genel olarak IDEA StatiCa Connection, ince cidarlı (soğuk şekillendirilmiş) birleşim davranışının modellenmesi için kullanılabilir; ancak tam kod kontrolü için diğer araçların kullanılması gerekmekte olup nihai karar, kullanılan birkaç yöntem ve prosedürün sonucu olarak verilmelidir.

Eleman burkulması

İki yıl önce IDEA StatiCa, tüm yapısal elemanların burkulma davranışını değerlendirmeye yönelik yeni bir uygulama tanıttı. Connection uygulamasından bilinen gelişmiş ve köklü CBFEM modeli, farklı düzeylerde analizler gerçekleştirmek üzere IDEA StatiCa Member uygulamasına entegre edildi. Bu araçla, geometrik kusurlar da dahil olmak üzere geometrik ve malzeme açısından doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilebilir.

Member analiz modeli 3 tür analiz sunar:

• MNA – Malzeme Açısından Doğrusal Olmayan Analiz; eleman boyunca kesitlerdeki gerilme/şekil değiştirmeyi kontrol eder.
• LBA – Doğrusal Burkulma Analizi (kararlılık); doğrusal özdeğerleri ve öz modları (kritik faktörler ve burkulma şekilleri) değerlendirir. Bu değerlere dayanarak mühendis, GMNIA doğrusal olmayan analiz için hangisinin dikkate alınacağını seçer ve geometrik kusurların değerlerini girer. 
• GMNIA – Kusurlarla Geometrik ve Malzeme Açısından Doğrusal Olmayan Analiz; malzeme ve geometrik (kusurlar dahil) açıdan doğrusal olmayan analizde eleman boyunca gerilme/şekil değiştirmeyi değerlendirir. Kod kontrolü için %5 plastik şekil değiştirme sınır olarak belirlenmiştir.

IDEA StatiCa Member'ın temellerine aşina olmak için, yeteneklerini daha iyi anlamak amacıyla IDEA StatiCa Member Teorik Arka Plan belgesini okumanızı öneririz. Elbette, aracın gücünü sunan çeşitli videolar da mevcuttur. Giriş niteliğindeki web semineriyle başlayabilirsiniz: IDEA StatiCa Member – Burkulma için çözüm. 

IDEA StatiCa Member üzerine pratik öğreticiler, uygulamayı sıfırdan veya BIM iş akışında kullanmaya başlamanıza yardımcı olacaktır. Bazı önemli hususlar, IDEA StatiCa Member uygulamasını kullanmaya başlamadan önce bilinmesi gerekenler web semineri kaydında ve şu iki makalede ele alınmaktadır: Sınır koşullarının etkisi ve Kusurlar.

Yeni uygulamanın doğrulama süreci tamamlandı ve çalışmalar üniversite ekipleriyle birlikte yayımlandı. Çeşitli doğrulama örneklerini inceleyebilirsiniz.

Özetle

Bir inşaat mühendisliği yapısının burkulma sorunlarını araştırırken mühendislik sezginizi ve yargınızı kullanmanız her zaman gereklidir. Bununla birlikte, IDEA StatiCa bu konuda size yardımcı olabilir. 

• Çelik birleşimlerin kontrolü için, yalnızca gerilme/şekil değiştirmeyi değil, aynı zamanda en kritik burkulma şekillerini ve buna karşılık gelen kritik yükü de kontrol edebilen IDEA StatiCa Connection mevcuttur. 
• Global kararlılık, mühendislerin yapısal elemanın burkulma şekillerini ve faktörlerini bulmak amacıyla kusurlarla birlikte geometrik ve malzeme açısından doğrusal olmayan analiz çalıştırmasına olanak tanıyan IDEA StatiCa Member ile analiz edilebilir.

Her iki uygulama da test edilmek üzere 14 günlük ücretsiz deneme sürümüyle sunulmaktadır.