3.Оценка устойчивости узлов стальных конструкций в Idea Statica
Аннотация:
В данном материале собрана информация, касательно оценки устойчивости в программе Idea Statica.
Введение:
Обычно потеря устойчивости не является критичной для соединений. Однако необходимо проверить, что в конструкции отсутствуют проблемы с устойчивостью, и что результаты прочностного анализа (основанного только на геометрически линейных расчетах) корректны. [1]
IDEA StatiCa Connection позволяет выполнить линейный анализ устойчивости модели соединения. Результаты представляются в виде форм потери устойчивости. Для каждой формы вычисляется критическая нагрузка, при которой происходит потеря устойчивости идеальной модели. Критическая нагрузка выражается в виде множителя к действующей на соединение нагрузке. На основе формы потери устойчивости и значения критического множителя нагрузки пользователь может определить безопасную конструкцию с точки зрения устойчивости. [1]
В Еврокоде [2] для конструкций, рассчитываемых с учетом физической нелинейности (пластический расчет) имеется требуемый коэффициент запаса устойчивости (КЗУ), равный 15, при котором эффекты второго рода, вызванные геометрической нелинейностью и наличием начальных несовершенств, допускается не учитывать.
IDEA StatiCa в режиме расчета Connection не учитывает начальные несовершенства и не может полноценно выполнить физически и геометрически нелинейный анализ с начальными несовершенствами. (GMNIA — Geometrically and Materially Nonlinear Analysis with Imperfections). В русской версии программы можно встретить абревиатуру "ГиФНЛРсНС". Данный режим расчета доступен в режиме Member, который подразумевает моделирование части конструкции целиком (рамы, балки с закреплениями и пр.)
Таким образом, если пользователя страшит ГиФНЛРсНС и он не желает с ним связываться, то необходимо в режиме Connection проверять устойчивость соединения.
Как было сказано выше, требуемый КЗУ для стержневых моделей конструкции, рассчитанныйх с учетом физической нелинейности равен 15. Однако, такая оценка для отдельных пластин узла является излишне консервативной.
Разработчики программы рекомендуют пластины узлов делить на 2 группы.
Группа 1 - отвечающие за потерю устойчивости элемента в целом.
Группа 2 - отвечающие за местную потерю устойчивости.
Для пластин из группы 1, КЗУ должен быть не менее 15. Для пластин из группы 2 прямых указаний в НТД не имеется. По результатам исследований [1] разработчиками рекомендован КЗУ>3.
На рисунке 1 представлен пример потери устойчивости пластины из Группы 1, отвечающая за устойчивость элемента целом. На рисунке 2 пример формы потери устойчивости пластины из Группы 2, являющейся местной потерей устойчивости, с требуемым КЗУ>3.
Видно, что и на рисунке 1 и на рисунке 2, проверки выполняются, прочность обеспечена. Однако, КЗУ по первой форме потери устойчивости ниже предельного.
