Přejít k hlavnímu obsahu

Součinitele vzpěrných délek

Detail o Součinitele vzpěrných délek

  • Kód modulu ESA1509
  • Software
    • SCIA Engineer
  • Téma častých otázek

Tato často kladená otázka vysvětluje, jak fungují součinitele vzpěrných délek.

Výchozí nastavení součinitelů vzpěrných délek ky a kz je ve SCIA Engineer takové, že jsou počítány automaticky. Proto jsou použity dva přibližné vzorce respektující konstrukce s posuvnými a neposuvnými styčníky.

Pro konstrukci s neposuvnými styčníky je použit následující vzorec:

Pro konstrukci s posuvnými styčníky je použit následující vzorec:

S:

 

  • L = systémová délka
  • E = modul pružnosti (Youngův)
  • I = moment setrvačnosti
  • Ci = tuhost v uzlu i
  • Mi = moment v uzlu i
  • φi = stočení v uzlu i

Hodnoty Mi a φi se stanovují přibližně použitím vnitřních sil a deformací, vypočtených ze zatěžovacích stavů, které generují tvary deformací podobné tvarům vybočení vzpěrem.

Jsou uvažovány následující zatěžovací stavy:

  • zatěžovací stav 1: na nosnících je užito zatížení působící v lokálním systému qy=1 N/m and qz=-100 N/m, na sloupech je užito zatížení působící v globálním systému Qx =10000 N/m a Qy =10000 N/m
  • zatěžovací stav 2: na nosnících je užito zatížení působící v lokálním systému qy=-1 N/m and qz=-100 N/m, na sloupech je užito zatížení působící v globálním systému Qx =-10000 N/m and Qy=-10000 N/m

Z těchto vzorců vycházejí součinitelé vzpěrných délek s hodnotymi většími než 1 (s posuvnými styčníky) nebo menšími než 1 (s neposuvnými styčníky).

Pojem konstrukce s posuvnými resp. neposuvnými styčníky je přímo navázán na součinitel kritického zatížení αcr ze stabilitního výpočtu (viz odkaz ECCS 119):

  • Když αcr ≥ 10, jedná se o konstrukci s neposuvnými styčníky, proto součinitelé vzpěrných délek budou menší než 1.
  • Když αcr < 10, jedná se o konstrukci s posuvnými styčníky, proto součinitelé vzpěrných délek budou větší než 1.

Proto byste měli provést stabilitní výpočet před tím než nastavíte posuvnost/noposuvnost styčníků, pro co nejlepší optimalizaci vypočtených součinitelů vzpěru ky a kz pro použití v lineárním výpočtu.

  • Pokud je αcr ≥ 10, můžete jednoduše provést lineární výpočet specifikující, v nastavení oceli, chování konstrukce s neposuvnými styčníky ve směrech y-y a z-z tak, že u všech prvků budou použity příslušné vzorce pro výpočet součinitelů vzpěru.
  • Pokud je αcr <10, můžete provést lineární výpočet s použitím vzpěrných součinitelů pro konstrukce s posuvnými styčníky (které jsou vždy větší než 1). Tato metoda vede k mnohem jednoduššímu výpočtu s ohledem na výpočet podle teorie druhého řádu zohledňující globální a lokální imperfekce. Měli byste však pečlivě zkontrolovat, zda je tato možnost povolena v použité národní normě (například belgická národní příloha Eurokódu v současné době tuto metodu nedovoluje, což vyžaduje analýzu druhého řádu). Všimněte si také, že tato metoda je konzervativnější s ohledem na výpočty druhého řádu, které zohledňují globální a lokální imperfekce.

Důležité také je, že vzorce použité pro výpočet ky a kz jsou platné pouze v případě tuhých a/nebo polotuhých rámových konstrukcí. Toto omezení znamená, že hodnoty ky a kz automaticky vypočítané SCIA by měly být důsledně zkontrolovány v případě, že se liší od výše uvedeného.

V takových případech máte několik možností:

  • Limitní hodnoty vypočtených součinitwlů ky and kz, mohou být nastaveny v nastavení oceli:
  • Uživatelské definování součinitelů vzpěrných délek a vzpěrných délek v dialogovém okně systémové délky a parametry vzpěru:
  • Numerický výpočet součinitele vzpěrné délky pomocí stabilitního výpočtu. V tomto posledním případě by měl být proveden stabilitní výpočet a měl by se získat tvar vybočení prvku, pro který se hledají ky a kz. Once this has been done, these stability modes can be applied to the element via Input panel > workstation Steel > Stability member data:
    Jakmile to uděláte, lze tyto data stability zadat na prvek prostřednictvím Akční lišta > pracoviště Ocel > Data stability dílce: