Wymiarowanie przekrojów stalowych
Sprawdzanie przekrojów stalowych przeprowadzane jest w dwóch przypadkach obciążeniowych:
- dla maksymalnej wartości momentu zginającego i odpowiadającej mu sile tnącej (Mmax + Q)
- dla maksymalnej wartości siły tnącej i odpowiadającemu jej momentowi zginającemu (Qmax + M)
W obydwu przypadkach, obciążenie przyjmowane w sprawdzeniu uwzględniane jest z wpływem siły normalnej, która definiowana jest osobno. Jej wartość jest taka sama dla obydwu przypadków obciążeniowych. Siły wewnętrzne, przed analizą, są przemnażane przez współczynnik redukcji nośności. Współczynnik ten reprezentuje stopień niepewności określania teoretycznych wartości sił wewnętrznych, dzięki czemu wprowadza do analizy poczucie pewnej niezawodności. Wartość tego współczynnika definiuje wyłącznie użytkownik.
Program "Ściana analiza" wykorzystuje do wymiarowania przekrojów stalowych następujące metody analizy:
- Sprawdzenie według EN 1993-1-1 (EC 3)
- Sprawdzenie według CSN 73 1401
- Sprawdzenie według teorii współczynnika bezpieczeństwa
- Sprawdzenie według teorii stanów granicznych
Każdy przekrój sprawdzany jest na 3 rodzaje obciążenia:
1. Sprawdzenie na moment zginający i siłę normalną
Sprawdzane jest naprężenie normalne σ zmobilizowane na krawędzi przekroju według:
gdzie: | M | - | moment zginający |
W | - | wskaźnik wytrzymałości przekroju | |
N | - | siła normalna | |
A | - | powierzchnia przekroju poprzecznego |
2. Sprawdzenie na ścinanie
Sprawdzane jest naprężenie ścinające τ w środku ciężkości przekroju według:
gdzie: | Q | - | siła tnąca |
S | - | 1. moment statyczny | |
I | - | moment bezwładności | |
t | - | szerokość (grubość) przekroju w środku ciężkości |
3. Sprawdzenie płaskiego stanu naprężenia dla kombinacji naprężeń σ1 i τ1 w punkcie obciążenia krytycznego
Naprężenie ekwiwalentne w warunkach płaskiego stanu naprężenia definiowane jest w postaci:
Wszystkie sprawdzenia przeprowadzane są z założeniem sprężystego zachowania materiału, plastyczność nie jest uwzględniana.
Sprawdzenie I-profili stalowych obudowy
Siły wewnętrzne wyznaczone przez program "Ściana analiza" są uwzględniane na 1 m bieżący konstrukcji obudowy. W związku z powyższym jednostki sił tnących Q są kN/m a momentów zginających M odpowiednio kNm/m. W celu przeprowadzenia wymiarowania pojedynczych profili dwuteowych (I), przed rozpoczęciem analizy, siły te są automatycznie przemnażane przez rozstaw a [m] w celu otrzymania ich wartości w środku ciężkości przekroju wymiarowanego profilu, tzn. siły tnące Q w kN a momenty zginające M w kNm. Naprężenie normalne σ jest sprawdzane na zewnętrznej powierzchni półki (flange). Naprężenie ścinające τ sprawdzane jest w środku ciężkości, a zatem w środku wysokości środnika. Naprężenie ekwiwalentne σk sprawdzane jest w środniku w miejscu połączenia środnika i półki (przekrój 1).
Sprawdzenie ścianki z grodzic stalowych (ścianki szczelnej)
Wymiarowanie prowadzone jest dla przekroju ściany o jednostkowej długości. W związku z powyższym wszystkie parametry przekroju wyznaczane są nie dla poszczególnych brusów (grodzic), a na przekrój ścianki o jednostkowej długości. Naprężenie normalne σ sprawdzane jest na zewnętrznej powierzchni grzbietu grodzicy. Naprężenie ścinające τ sprawdzane jest w środku ciężkości przekroju, co oznacza, że w przypadku grodzic o profilu typu U jest to w miejscu zamków, a dla grodzic o profilu typu Z w środku pochylonego środnika profilu grodzicy. Naprężenie ekwiwalentne σk sprawdzane jest w środniku profilu grodzicy w miejscu połączenia z grzbietem grodzicy (przekrój 1).