Doğru yük konumu nasıl tanımlanır (Kuvvetler)

Gerçek mafsal ile teorik mafsal

Hesap modelinin bağlantının gerçek şekli ve statik davranışıyla tutarlı olmasını sağlamak için, bağlantıdaki eğilme momenti diyagramını ve kesme kuvvetinin konumunu göz önünde bulundurmamız gerekir. Moment ve mafsallı bağlantıların modellenmesindeki farklılıkları göstermek için, bir kolona bağlı yatay bir kirişin basit örneğini kullanacağız.

Moment bağlantısı

Bu, moment bağlantısının şematik "gerçek" şekli (solda) ve analiz için kullanılan yapısal modelidir (sağda).

IDEA StatiCa Connection uygulamasındaki Yük Etkileri sekmesinde, bağlantının her elemanının düğüm noktasına (genellikle bağlantının merkezi, eleman eksenlerinin kesişim noktası) uyguladığı kuvvetleri tanımlarız. Yukarıdaki şekildeki tablo, yatay B elemanının kolona uyguladığı kuvvetleri de göstermektedir.  Yatay elemandaki iç kuvvetlerin diyagramları aşağıdaki gibidir.

IDEA StatiCa Connection uygulamasında elemanlar boyunca eğilme momentleri doğrusal olarak basitleştirilmiştir. Bağlanan elemanın başlangıcında belirtilen eğilme momenti uygulanır ve moment, belirtilen kesme kuvveti tarafından tanımlanan eğimle doğrusal bir fonksiyon olarak düğüm noktasından uzaklaşarak ilerler.

Eğilme momenti dağılımını ve diğer önemli bilgileri ele alan videoyu izleyin.

Mafsallı bağlantı

Mafsallı bağlantı durumunda, bağlantıdaki eğilme momenti sıfırdır. Mafsallı bağlı yatay elemandaki eğilme momenti ve kesme kuvveti diyagramları aşağıdaki şekilde sunulmaktadır. Connection uygulamasında karşılık gelen iç kuvvetleri oluşturmak için V_z= -40 kN kesme kuvveti ve sıfır eğilme momenti M_y belirtilmelidir. Bu durumda, kesme kuvvetinin konumunun (dolayısıyla sıfır eğilme momentinin konumunun) düğüm noktasında (bağlantının merkezinde) olduğunu söyleriz.

Yukarıdaki şekil, birleşim yerinin doğrudan düğüm noktasında (bağlantının merkezinde) bulunduğu teorik duruma karşılık gelmektedir. Mafsallı bağlantı, global analiz modelinde normalde bu şekilde modellenir. Ancak gerçek bir yapıda, dönme noktası (mafsal) birleşim merkezinden (düğüm noktasından) kaymıştır. Örneğin, düşey bir levha ile cıvatalı kiriş-kolon kesme bağlantısında, birleşimin cıvata grubunun ağırlık merkezinde olduğu kabul edilebilir.

Aşağıdaki şekilden de görülebileceği gibi, birleşimin gerçek konumu modelde dikkate alınmazsa, gerçek mafsalın konumunda sıfır olmayan bir eğilme momenti oluşur (şekilde solda). Bu açık bir hatadır. Bundan kaçınmanın yolu, bağlı elemandaki kesme kuvvetinin konumunu (ve dolayısıyla sıfır eğilme momenti konumunu) ayarlamaktır (sağda).

Kuvvetlerin konumunun ayarlanması

Uygulamada, kesme kuvvetinin konumu ilgili Elemanın Model bölümünde tanımlanabilir. Bu iki durum arasındaki fark burada gösterilmektedir: 

Sol: Düğüm Noktasındaki Kuvvetler   Sağ: Cıvatalardaki Kuvvetler

Soldaki durumda, mafsalın noktasında elemanın yukarı doğru dönmesine neden olan bir eğilme momenti vardır. Bu moment (düğüm noktasından doğrusal olarak büyüyen kesme kuvvetinden kaynaklanır) yatay elemanın yanlış davranışına yol açar. 

Kesme kuvvetini mafsalın konumunda etki edecek şekilde taşıyarak ayarı kolayca düzeltebiliriz. Bu durumda (sağdaki şekil), yatay kiriş beklendiği gibi sehim yapar.

Üçüncü seçenek Konumdaki Kuvvetler'dir. Bazı işlemlerde, özellikle bir bağlantı daha temel işlemlerin bir derlemesi olarak oluşturulduğunda (örn. takviye levhası, kesim, cıvata grubu), Cıvatalardaki Kuvvetler işlevi herhangi bir etkiye sahip olmaz ve sıfır eğilme momentinin varsayılan mafsala kaydırılması gerçekleşmez.

Bu nedenle, Konumdaki Kuvvetler yöntemi seçilmeli ve uygun X mesafesi girilmelidir.

23.1 sürümünden itibaren, eleman yüzeyindeki bir konum için kesme kuvvetini tanımlama seçeneği ekledik. Kesme kuvveti konumu girişi ve görselleştirmesi hakkında bilgi edinmek için ilgili makaleyi okuyun.

Mafsallı bağlantılar çoğunlukla kesme bağlantıları olarak adlandırılır. Kesme kuvvetinin konumunun bir kesme bağlantısı türünden diğerine farklılık gösterebileceğini ve sıfır eğilme momentinin cıvata grubunun ağırlık merkezinde olduğunun evrensel olarak varsayılamayacağını vurgulamak gerekir. Kesme bağlantısının eğilme momentini ilettiği durumlar başlıklı makale, bireysel kesme bağlantısı türleri arasındaki farklılıkları daha ayrıntılı ele almaktadır.

Web semineri kaydı

Kesme kuvvetinin konumunun ele alındığı geçmiş web seminerlerimizin kayıtlarına bakın. 

Yapısal modelden elde ettiğimiz düğümsel iç kuvvetlerin konumu, eksantriklikler nedeniyle başlangıç noktasından kaymış olabilir. Bu etki, bağlantıda etkiyen iç kuvvetleri olduğundan düşük tahmin ettirir. İç kuvvetlerin konumunu doğrudan işlem içinde nasıl değiştireceğimizi ve yanlış sonuçlardan nasıl kaçınacağımızı görelim.

Ekli İndirmeler

• How to define correct load position (Forces in) (1).ideaCon (İDEACON, 38 kB)