WERYFIKACJA STATECZNOŚCI ELEMENTÓW ŚCISKANYCH ZA POMOCĄ ANALIZY ZAAWANSOWANEJ

Agnieszka GŁUSZKO, Lucjan ŚLĘCZKA
2015 Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture  
Współczesne normy projektowania umożliwiają sprawdzanie nośności pojedynczych elementów poddanych ściskaniu w różny sposób. Klasyczne podejście to indywidualne sprawdzenie stateczności, przyjmując odpowiednie długości wyboczeniowe ustalone dla globalnej formy utraty stateczności. W celu wyznaczenia sił wewnętrznych stosowana jest wówczas najczęściej analiza I rzędu, sprężysta (LA), bez uwzględniania imperfekcji. Drugie podejście polega na uwzględnieniu podczas analizy wpływu globalnych
more » ... globalnych imperfekcji przechyłowych i lokalnych łukowych i wykonaniu obliczeń według teorii II rzędu (GNIA). W takim przypadku indywidualne sprawdzanie stateczności poszczególnych elementów nie jest konieczne. Weryfikacja nośności ogranicza się do sprawdzenia obliczeniowych warunków nośności przekroju, z uwzględnieniem wyznaczonych w ten sposób sił wewnętrznych. W pracy przedstawiono porównanie oceny stateczności pojedynczych prętów oraz ramy portalowej przeprowadzone tymi metodami. Rozpatrywane w referacie elementy zostały zróżnicowane pod względem warunków podparcia, smukłości oraz rodzaju przekroju poprzecznego prętów. W przypadku ramy zastosowano stałą smukłość prętów, natomiast zmienną wartość obciążenia. Podano zależności pomiędzy zastosowaną analizą i modelami obliczeniowymi, a otrzymanymi rezultatami. Wyniki wskazują na znaczną, lecz nie całkowitą, porównywalność obu podejść obliczeniowych. Słowa kluczowe: analiza I rzędu, analiza II rzędu, imperfekcje globalne i lokalne, nośność elementów ściskanych, rama portalowa A. Głuszko, L. Ślęczka 94 stosowane są odmienne modele obliczeniowe na użytek wyznaczenia sił wewnętrznych i wymiarowania ustroju konstrukcyjnego [1], [2]. Klasyczne podejście do oszacowania nośności elementów ściskanych osiowo to indywidualne sprawdzenie stateczności, przyjmując odpowiednie długości wyboczeniowe ustalone dla globalnej postaci wyboczenia. W celu wyznaczenia sił wewnętrznych stosowana jest wówczas najczęściej analiza I rzędu, sprężysta (LA) [3], bez uwzględniania imperfekcji. Ten sposób analizy i weryfikacji określany jest mianem AVA0 [1]. Zgodnie z zapisami normy PN-EN 1993-1-1 [2] analizę pierwszego rzędu można stosować, jeśli przyrost efektów oddziaływań (najczęściej sił wewnętrznych) wynikający z efektów towarzyszących deformacjom nie wpływa istotnie na zachowanie się konstrukcji. Zgodnie z załącznikiem krajowym analizę pierwszego rzędu można stosować w przypadku układów nieprzechyłowych, a także jednokondygnacyjnych układów przechyłowych. Drugie podejście polega na uwzględnieniu podczas analizy wpływu globalnych imperfekcji przechyłowych i lokalnych łukowych. Jeśli do wyznaczenia sił wewnętrznych zastosowana jest sprężysta analiza II rzędu, to indywidualne sprawdzanie stateczności poszczególnych elementów nie jest konieczne. Taką analizę określa się mianem GNIA [3], natomiast podejście obliczeniowe jako AVA2 [1]. Ocena stanu granicznego nośności polega na sprawdzeniu obliczeniowych warunków nośności przekroju elementu, z uwzględnieniem wyznaczonych w ten sposób sił wewnętrznych [2] . Podejście takie staje się coraz częstsze, wobec nieustannego rozwoju pakietów obliczeniowych, umożliwiających łatwe przeprowadzenie analizy konstrukcji według teorii II rzędu, z równoczesną łatwą możliwością zadawania imperfekcji globalnej i lokalnej. Jednocześnie brak jest informacji na temat porównywalności wyników oceny nośności uzyskiwanych tymi dwiema metodami, co jest istotne dla praktykujących inżynierów. W pracy przedstawiono porównanie oceny stateczności elementów przeprowadzone przy użyciu powyższych metod. Rozpatrywane w referacie elementy zostały zróżnicowane pod względem warunków podparcia, smukłości oraz typu przekroju poprzecznego prętów. Oprócz analizy prętów pojedynczych o stosunkowo prostych schematach statycznych, rozważono także stateczność jednokondygnacyjnej ramy portalowej. Podano zależności pomiędzy zastosowaną analizą i modelem obliczeniowym a otrzymanymi rezultatami. Weryfikacja stateczności prętów Przedmiot analizy Rozpatrzono zachowanie i poddano ocenie nośność pionowych prętów poddanych ściskaniu osiowemu. Analizowane elementy zostały podzielone na grupy zróżnicowane pod względem warunków podparcia, smukłości oraz typu
doi:10.7862/rb.2015.180 fatcat:tgjkmsju6jdnjixh6x5zugwbwe