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Was Sind Häufigsten Gründe für Instabilitäten?

In dieser FAQ werden einige häufige Ursachen für diese Instabilitäten erläutert.

GELENKE UND VERBINDUNGEN

In den meisten Fällen sind die Instabilitäten auf Fehler bei der Modellierung der Verbindungen zwischen Elementen oder bei der Definition von Gelenken zurückzuführen.

Ein häufiger Fehler ist die Freigabe aller Rotationsfreiheitsgrade, um das Biegemoment von den Balkenelementen zu entfernen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt: 

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities

Durch diesen Aufbau kann sich die Stabachse um seine eigene Achse drehen, was zu Instabilität führt. Der "starre" Freiheitsgrad sollte niemals an beiden Enden desselben Stabes freigegeben werden. Eine elegantere und effektivere Möglichkeit, Biegungen von Balkenelementen ohne Verwendung von Gelenken zu entfernen, besteht darin, sie als "zentrische Normalkraft" zu deklarieren, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities


OBERFLÄCHENLAGERUNG

Eine weitere häufige Ursache für Instabilität ist die Verwendung einer elastischen Bettung ohne Angabe einer Steifigkeit in horizontaler Richtung:

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities

Wenn die Struktur nicht über zusätzliche Auflager horizontal gehalten wird, sollten die Werte C1x und C1y niemals gleich Null sein, da sich die Struktur in diesem Fall frei horizontal bewegen kann, was zu Instabilität führt. 

 

INSTABILITÄT WÄHREND DER NICHTLINEAREN ANALYSE

Wenn die lineare Analyse fehlerfrei abläuft, während die nichtlineare Analyse aufgrund von Instabilität stoppt, bedeutet dies, dass die Struktur die aufgebrachte Last nicht tragen kann. Tatsächlich kann der nichtlineare Löser nur dann eine Lösung finden, wenn die Struktur stabil ist: Wenn die Struktur instabil ist (Knicken), stoppt der nichtlineare Löser. In solchen Fällen sollten Sie das Design der Struktur überprüfen / ändern, damit sie die aufgebrachte Last tragen kann.

Um diesen Fall auch zu bestätigen, sollten Sie eine lineare Stabilitätsanalyse durchführen, um den Wert des niedrigsten kritischen Alphas zu bekommen: Wenn dieser Wert nahe bei oder unter 1 liegt, bedeutet dies, dass die Struktur die Last nicht tragen kann in einer nichtlinearen Analyse.