Steel Connection
Analiza sztywności
Czym jest analiza sztywności ?
W wyniku analizy sztywności otrzymujemy wykres – zależności kąta obrotu od momentu zginającego. Dzięki czemu możemy sklasyfikować połączenie ze względu na sztywność.
Strefa 1 – węzły sztywne
Strefa 2 – węzły podatne
Strefa 3 – węzły przegubowe
Granice klasyfikacji
Strefa 1 – węzły sztywne, jeżeli Sj.ini ≥ ( 𝑘𝑏∗𝐸∗𝐼𝑏)/𝐿𝑏
Strefa 2 – węzły podatne
Strefa 3 – węzły przegubowe, jeżeli Sj.ini ≤ 0,5*( E∗Ib)/Lb
gdzie :
Sj.ini – początkowa sztywność
Granice klasyfikacji węzłów zależą od :
- momentów bezwładności słupa Ic, rygla Ib,
- rozpiętości rygla i wysokości słupa
- współczynnika kb
- początkowej sztywności Sj.ini
Sj.R – po osiągnięciu takiej sztywności początkowej, węzeł będzie zachowywał się jak SZTYWNY (RIGID)
Sj.P – kiedy wartość będzie poniżej wartości Sj.P to połączenie będzie PRZEGUBOWE (PINNED)
W praktyce inżynierskiej najczęściej zakłada się pracę połączenia jako przegubową lub sztywną – dla uproszczenia analizy. Podczas gdy większość przypadków stanowią węzły podatne czyli te znajdujące się w strefie 2.
Sztywność początkowa
W Eurokodzie jest określone jak wyliczyć sztywność początkową jednak jest to dość złożony proces. W programie IDEA StatiCa wystarczy przeprowadzić analizę sztywności aby otrzymać sztywność początkową Sj.ini
Określenie sztywności początkowej wg. PN-EN 1993-1-8
Odczytanie sztywności początkowej z programu IDEA StatiCa
Interpretacja wykresu
Gdzie :
Mc.Rd – nośność, moment zginający jaki przeniesie profil 362,7 kNm
Mj.Rd – nośność połączenia, maksymalny moment jaki przeniesie połączenie 284,8 kNm
MED. – moment wprowadzony na potrzebe analizy 170 kNm
2/3 Mj.Rd – wartość momentu zginającego- jeśli działający moment nie przekracza tej wartości to w analizie można przyjmować sztywność początkową Sj.ini do analizy globalnej.
Jeżeli moment, który działa w rzeczywistości przekracza 2/3 Mj.rd to zaleca się stosować sztywność sieczną Sj.s
Zielony wykres – to aproksymacja sztywności początkowych
USTAWIENIA W PROGRAMIE IDEA StatiCa
W pierwszej kolejności, aby w programie IDEA StatiCa otrzymać analizę sztywności należy przejść z modułu EPS (naprężenia/odkształcenia) na ST (sztywność ).
Zaznaczenie opcji system usztywniony w konfiguracji norm, w rozdziale „Ustawienia sprawdzenia ” oznacza, że wartość współczynnika kb jest równa 8 czyli poziomy przechył jest zredukowany co najmniej o 80 %
Przy przeprowadzaniu analizy sztywności należy pamiętać o zmianie typu geometrycznego na „końcowy ” oraz o podaniu długości teoretycznej dla Momentu y i z.