Có nhiều dạng khác nhau của hiện tượng phức tạp này. Nhìn chung, chúng ta có thể phân biệt giữa oằn tổng thể của các cấu kiện kết cấu (cột mảnh chịu nén, oằn xoắn ngang của dầm chịu uốn) và oằn cục bộ của bản (chịu nén hoặc lực cắt). Khi đạt đến tải trọng tới hạn, cấu kiện thay đổi hình dạng sang một dạng mới thuận lợi hơn về mặt năng lượng: nó bị oằn. Và điều này có thể xảy ra ngay cả khi ứng suất trong cấu kiện còn thấp hơn nhiều so với cường độ của vật liệu cấu thành. Tải trọng tiếp theo có thể gây ra biến dạng đáng kể và khó dự đoán, có thể dẫn đến mất hoàn toàn khả năng chịu tải của cấu kiện.
IDEA StatiCa sẵn sàng hỗ trợ các kỹ sư với bài toán oằn tổng thể và oằn cục bộ của các cấu kiện thép.
Oằn của liên kết
Oằn thường không phải là vấn đề quan trọng trong các nút liên kết, tuy nhiên cần kiểm tra để đảm bảo không có vấn đề oằn và kết quả phân tích cường độ, vốn chỉ sử dụng phân tích tuyến tính hình học, là chính xác. Tất nhiên, khi sử dụng chi tiết không phù hợp, oằn có thể dễ dàng xảy ra...
IDEA StatiCa Connection có khả năng thực hiện phân tích oằn tuyến tính cho mô hình nút liên kết. Kết quả được dự đoán theo các dạng oằn. Tải trọng tới hạn, tại đó oằn của mô hình hoàn hảo xảy ra, được tính toán cho từng dạng oằn. Tải trọng tới hạn được biểu diễn bằng hệ số nhân của tải trọng tác dụng lên nút liên kết. Dựa trên dạng oằn và hệ số nhân tải trọng tới hạn, người dùng có thể xác định thiết kế oằn an toàn. Thông tin chung về phân tích oằn trong IDEA StatiCa có thể được tìm thấy trong Cơ sở lý thuyết của chúng tôi.
Bạn đang tìm kiếm phân tích oằn trong ứng dụng? Hãy làm theo hướng dẫn cho EN hoặc cho tiêu chuẩn AISC.
Khác với các loại phân tích khác, phân tích oằn không cho kết quả đạt/không đạt rõ ràng. Thay vào đó, các hệ số tới hạn của tải trọng phải được diễn giải dựa trên tiêu chuẩn áp dụng. Và cuối cùng, chính kỹ sư là người quyết định kết quả phân tích có chấp nhận được hay không. Xem các phần tương ứng trong Cơ sở lý thuyết: Phân tích oằn theo Eurocode và Phân tích oằn theo AISC.
Giá trị giới hạn cũng có thể khác nhau đối với các dạng oằn xảy ra trên cấu kiện kết cấu hoặc đối với các dạng khi một bản bổ sung trong liên kết bị oằn. Chủ đề này được trình bày trong bài viết sau: Oằn tổng thể và oằn cục bộ. Điều đó có nghĩa là gì?
Một ví dụ khác về phân tích oằn được thực hiện trên liên kết của thanh giằng cùng với diễn giải kết quả đã được trình bày trong một trong các buổi webinar Connection Wednesdays của chúng tôi.
Các so sánh kết quả của IDEA StatiCa Connection với các công cụ khác có thể được tìm thấy trong các ví dụ kiểm chứng.
Oằn của cấu kiện thành mỏng (tạo hình nguội)
Đối với các tiết diện thành mỏng, tình huống còn phức tạp hơn...
IDEA StatiCa Connection chủ yếu được dành cho việc đánh giá các liên kết của cấu kiện cán nóng, vốn không bị ảnh hưởng đáng kể bởi oằn. Phân tích tuyến tính hình học và phi tuyến vật liệu được thực hiện do tính toán nhanh và ổn định. Tuy nhiên, loại phân tích này không tính đến sự mất ổn định. Nếu bạn cần khảo sát ứng xử ổn định, việc thực hiện phân tích oằn tuyến tính có thể giúp phát hiện các vùng nguy hiểm và cung cấp hệ số cho điểm phân nhánh Euler.
Bài viết Cấu kiện thành mỏng (tạo hình nguội) liệt kê các yếu tố quan trọng cần được xem xét khi phân tích tiết diện thành mỏng trong IDEA StatiCa. Ngoài ra, chủ đề này được thảo luận trong bản ghi webinar Cấu kiện thành mỏng – các vấn đề oằn.
- Thực hiện phân tích oằn tuyến tính và đánh giá cẩn thận từng dạng oằn; 5 dạng oằn đầu tiên được trình bày có thể chưa đủ.
- Không dựa vào tính dẻo của cấu kiện thành mỏng mà thay vào đó hãy giới hạn ứng suất von Mises ở giới hạn chảy hoặc thậm chí thấp hơn.
- Lưu ý rằng oằn cục bộ không được tính đến có thể phân phối lại nội lực trong các cấu kiện theo cách khác.
- Lưu ý rằng độ cứng của các cấu kiện có thể khác nhau do các dạng phá hoại khác nhau hoặc sự kết hợp của chúng.
- Lưu ý rằng các kiểm tra và cấu tạo của các cấu kiện được trình bày (ví dụ: bu lông, mối hàn) tuân theo hướng dẫn cho các cấu kiện tiêu chuẩn. Kiểm tra tiêu chuẩn của cấu kiện thành mỏng có thể khác nhau, và khi đó các kiểm tra được cung cấp là không chính xác.
Nhìn chung, IDEA StatiCa Connection có thể được sử dụng để mô hình hóa ứng xử liên kết thành mỏng (tạo hình nguội), nhưng để kiểm tra tiêu chuẩn đầy đủ cần sử dụng các công cụ khác, và quyết định cuối cùng phải được đưa ra như là kết luận của nhiều phương pháp và quy trình được sử dụng.
Oằn cấu kiện
Hai năm trước, IDEA StatiCa đã giới thiệu một ứng dụng mới dành riêng cho việc đánh giá ứng xử oằn của toàn bộ cấu kiện kết cấu. Mô hình CBFEM tiên tiến và đã được kiểm chứng, vốn được biết đến từ ứng dụng Connection, đã được tích hợp vào IDEA StatiCa Member để thực hiện các cấp độ phân tích khác nhau. Với công cụ này, có thể thực hiện phân tích phi tuyến hình học và vật liệu, kể cả xét đến các khuyết tật hình học.
Mô hình phân tích của Member cung cấp 3 loại phân tích:
- MNA – Phân tích Phi tuyến Vật liệu, để kiểm tra ứng suất/biến dạng trong các tiết diện dọc theo cấu kiện.
- LBA – Phân tích Oằn Tuyến tính (ổn định), đánh giá các giá trị riêng và dạng riêng tuyến tính (hệ số tới hạn và dạng oằn). Dựa trên các giá trị này, kỹ sư chọn dạng nào cần xem xét cho phân tích phi tuyến GMNIA và nhập các giá trị khuyết tật hình học.
- GMNIA – Phân tích Phi tuyến Hình học và Vật liệu có Khuyết tật, đánh giá ứng suất/biến dạng dọc theo cấu kiện trong phân tích phi tuyến vật liệu và hình học (bao gồm khuyết tật). Biến dạng dẻo 5% được đặt làm giới hạn cho kiểm tra tiêu chuẩn.
Để làm quen với các nguyên tắc cơ bản của IDEA StatiCa Member, chúng tôi khuyến nghị đọc Cơ sở lý thuyết IDEA StatiCa Member để hiểu rõ hơn về các khả năng của nó. Tất nhiên, có nhiều video trình bày sức mạnh của công cụ. Bạn có thể bắt đầu với webinar giới thiệu: IDEA StatiCa Member – Giải pháp cho bài toán oằn.
Các hướng dẫn thực hành về IDEA StatiCa Member sẽ giúp bạn bắt đầu sử dụng ứng dụng, từ đầu hoặc trong quy trình làm việc BIM. Một số lưu ý quan trọng được thảo luận trong bản ghi webinar Những điều cần biết trước khi bắt đầu sử dụng ứng dụng IDEA StatiCa Member? và trong hai bài viết này: Ảnh hưởng của điều kiện biên và Khuyết tật hình học.
Quá trình kiểm chứng ứng dụng mới đã hoàn thành và các nghiên cứu đã được công bố cùng với các nhóm trường đại học. Bạn có thể xem qua một số ví dụ kiểm chứng.
Tóm lại
Luôn cần phải vận dụng kinh nghiệm và phán đoán kỹ thuật của bạn khi khảo sát các vấn đề oằn của công trình xây dựng. Tuy nhiên, IDEA StatiCa có thể hỗ trợ bạn trong việc đó.
- Để kiểm tra các liên kết thép, có IDEA StatiCa Connection có thể kiểm tra không chỉ ứng suất/biến dạng mà còn cả các dạng oằn nguy hiểm nhất và tải trọng tới hạn tương ứng.
- Ổn định tổng thể có thể được phân tích trong IDEA StatiCa Member, cho phép các kỹ sư thực hiện phân tích phi tuyến hình học và vật liệu có khuyết tật để tìm các dạng oằn và hệ số oằn của cấu kiện kết cấu.
Cả hai ứng dụng đều có thể dùng thử miễn phí 14 ngày.
