Analýza tuhosti

Použijte analýzu tuhosti v IDEA StatiCa Connection k určení, zda jsou styčníky kloubové, polotuhé nebo tuhé. Klasifikace přípoje se řídí vybranou národní normou.

Výsledkem analýzy tuhosti je diagram moment-rotace a tabulka s několika hodnotami. Na základě křivky a vybrané normy je styčník klasifikován jako: 

• kloubový
• tuhý
• polotuhý

Pro správnou analýzu tuhosti je nutné nastavit další parametry

• teoretická délka prvku 
• správné zatížení – N, My, Mz nebo kombinace (přiložené síly musí být větší než 1 kN/1 kNm/kip/kip.ft)
• parametr ztužené soustavy

Teoretická délka pro My a Mz [m] je definována jako vzdálenost uzel–uzel analyzovaného prvku a slouží pouze pro klasifikaci (nikoli pro výpočet skutečných hodnot tuhosti).

Možnost ztužené soustavy (ztužený rám) je dostupná pro projekty v Eurokódu podle EN 1993-1-8.

Existuje několik zdrojů informací o tomto typu analýzy. Doporučujeme přečíst si obecnou část Teoretického pozadí, blogový příspěvek Proč se zabývat tuhostí přípoje a/nebo zhlédnout jeden z našich webinářů na toto téma (viz níže).

Chcete-li kombinovat výsledky tuhosti s globálním MKP modelem, prostudujte článek Tuhost přípoje a její využití v globální analýze a/nebo zhlédněte video Jak zadat rotační tuhost do vašeho MKP modelu.

Na konci článku najdete několik podrobných návodů krok za krokem.

Model pro vyhodnocení tuhosti

Pro vyhodnocení rotační tuhosti k_joint samotného přípoje a odpovídající rotace θ₂ odečítáme část tuhosti přiřazenou deformaci prvků θ₁ od celkové deformace θ_tot.

Rotace prvků θ₁ je vyhodnocena na modelu s ideálně tuhými přípoji mezi všemi prvky. Celková rotace θ_tot je vyhodnocena na modelu se skutečnými výrobními operacemi.

Výsledky získané z analýzy tuhosti odpovídají hodnotám k_joint a θ₂.

Nekonečná nebo velmi vysoká hodnota S_j,ini

Pokud S_j,ini a S_j,s vykazují nekonečnou tuhost, znamená to, že křivka tuhosti je natolik strmá, že v diagramu svírá úhel 90°, takže tečna vychází jako nekonečno. To vždy znamená tuhý přípoj daleko od hranice polotuhé třídy, takže přesné hodnoty nejsou důležité. Jinými slovy, přípoj je absolutně tuhý.

Teoretické pozadí

Přečtěte si základní informace o analýze tuhosti v našem Teoretickém pozadí. Výše zmíněná nastavení jsou popsána v jeho obecné části.

Obecná část Teoretického pozadí o analýze tuhosti a jejích výsledcích:

Analýza tuhosti a deformační kapacita ocelových styčníků

Specifické části Teoretického pozadí pro každou z podporovaných národních norem:

• Klasifikace styčníku podle Eurokódu (EN)
• Klasifikace ocelového styčníku podle americké normy (AISC)
• Klasifikace ocelového styčníku podle kanadské normy (CISC)
• Klasifikace styčníku podle australských norem (AS)
• Klasifikace podle tuhosti pro indickou normu (IS)
• Klasifikace podle tuhosti pro hongkongský předpis (HKG)
• Klasifikace styčníku podle čínské normy (GB)
• Klasifikace styčníku podle ruských norem (SP)

Další články o tuhosti přípoje a ověřeních

Podrobnější informace a některé ověřovací studie najdete v následujících článcích. Některé z nich jsou součástí knihy „Benchmark Cases for Advanced Design of Structural Steel Connections" napsané prof. Waldem a jeho týmem. 

• Tuhost přípoje a její využití v globální analýze
• Analýza tuhosti – momentový přípoj W na HSS (AISC)
• Ohybová tuhost šroubovaného styčníku otevřených průřezů
• Ohybová tuhost svařovaného styčníku otevřených průřezů
• Proč se zabývat tuhostí přípoje (blogový příspěvek)

Webináře a videa

V minulosti jsme uspořádali několik webinářů na téma tuhosti přípoje. Některá další videa popisují, jak pracovat v aplikaci. Najdete zde inspiraci z reálných projektů i tipy pro správné nastavení výpočetních modelů.

Connection Wednesdays - Stiffness classification

V tomto webináři stručně přehledně shrnujeme normové požadavky týkající se klasifikace tuhosti. Poté se věnujeme návrhu přípojů skutečného rámu, který bude zpočátku navržen jako momentový. Použijeme polotuhé uspořádání a následně aplikujeme předpokládané chování na globální analytickou konstrukci. V průběhu tohoto procesu prozkoumáme běžné otázky a posoudíme jejich vliv na návrh.

Connection Wednesdays - Game-changing joint stiffness analysis

Během webináře uvidíte celý pracovní postup modelování, zatěžování a normového posouzení jednoho zajímavého ocelového styčníku. 

Connection Wednesdays - Residence in Ružomberok joint

Platformové styčníky by měly být zpravidla kloubové, ale co když realita není tak jednoduchá? Jak správně zadat analýzu tuhosti styčníku? Podívejte se na analýzu tuhosti rámového styčníku a důsledky tuhosti pro MKP model.

Jak zadat rotační tuhost do vašeho MKP modelu

Tuhost styčníku je významným a nepostradatelným faktorem při návrhu globální konstrukce pro polotuhé přípoje. Otázkou je, kde mohu vypočítat tuhost styčníku a jaká tuhost by měla být použita pro můj návrh? 

Návrh a normové posouzení styčníku z jakartského velodromu

Následující záznam webináře vysvětluje, jak je sestrojen diagram analýzy tuhosti, jaká jsou nastavení a jaké výsledky získáte.

Aktualizace ve verzích

Následující funkce jsou součástí poznámek k vydání IDEA StatiCa a mohou souviset s analýzou tuhosti. Více informací o funkcích si přečtěte v příslušných článcích pod odkazem. 

Rotační kapacita omezená porušením šroubu a svaru (analýza tuhosti) (verze 21.0)

Export křivky moment-rotace do formátů CSV a DXF (verze 22.0)

Návody

Vytvořili jsme podrobné návody krok za krokem pro nastavení modelu a spuštění analýzy. Níže najdete odkazy na ně:

Analýza tuhosti ocelového přípoje (EN)

Analýza tuhosti ocelového přípoje (AISC)

Rotační tuhost nosníku s náběhem

Související články

• Steel
• Connection design
• Member design

• Theoretical background

IDEA StatiCa Connection – Konstrukční návrh ocelových přípojů

Číst dále

Explore all