Khớp thực tế so với khớp lý thuyết
Để đảm bảo rằng mô hình tính toán nhất quán với hình dạng thực tế và ứng xử tĩnh học của liên kết, chúng ta cần xem xét dạng biểu đồ mô men uốn và vị trí của lực cắt trong liên kết. Chúng ta sẽ sử dụng một ví dụ đơn giản về dầm ngang liên kết với cột để thể hiện sự khác biệt trong mô hình hóa liên kết cứng và liên kết khớp.
Liên kết cứng
Đây là hình dạng "thực tế" dạng sơ đồ của liên kết cứng (bên trái) và mô hình kết cấu được sử dụng để phân tích (bên phải).
Trong tab Hiệu ứng tải trọng trong IDEA StatiCa Connection, chúng ta xác định các lực mà mỗi cấu kiện của liên kết tác dụng lên nút (thường là tâm của liên kết, giao điểm của các trục cấu kiện). Bảng trong hình trên cũng hiển thị các lực mà cấu kiện ngang B tác dụng lên cột. Biểu đồ nội lực trên cấu kiện ngang như sau.
Mô men uốn dọc theo các cấu kiện được đơn giản hóa là tuyến tính trong IDEA StatiCa Connection. Tại đầu của cấu kiện được liên kết, mô men uốn được chỉ định được áp dụng và mô men biến thiên ra xa nút theo hàm tuyến tính có độ dốc được xác định bởi lực cắt được chỉ định.
Xem video thảo luận về phân bố mô men uốn và các thông tin quan trọng khác.
Liên kết khớp
Trong trường hợp liên kết khớp, mô men uốn trong liên kết bằng không. Biểu đồ mô men uốn và lực cắt trong cấu kiện ngang liên kết khớp được trình bày trong hình sau. Lực cắt Vz= -40 kN và mô men uốn bằng không My phải được chỉ định để tạo ra nội lực tương ứng trong Connection application. Trong trường hợp này, chúng ta nói rằng vị trí lực cắt (và do đó vị trí của mô men uốn bằng không) nằm tại nút (tâm của liên kết).
Hình trên tương ứng với tình huống lý thuyết, trong đó vị trí của nút liên kết nằm trực tiếp tại nút (tâm của liên kết). Đây là cách liên kết khớp thường được mô hình hóa trong mô hình phân tích tổng thể. Tuy nhiên, trong kết cấu thực tế, điểm xoay (khớp) bị dịch chuyển khỏi tâm của nút liên kết. Ví dụ, xét liên kết dầm-cột chịu cắt bằng bu lông với bản mã liên kết đơn thẳng đứng, trong đó khớp có thể được giả định là tại trọng tâm của nhóm bu lông.
Như có thể thấy từ hình sau, nếu vị trí thực tế của nút liên kết không được tính đến trong mô hình, sẽ xuất hiện mô men uốn khác không tại vị trí của khớp thực tế (bên trái trong hình). Đây là một sai sót rõ ràng. Cách để tránh điều này là điều chỉnh vị trí lực cắt (và do đó vị trí mô men uốn bằng không) trong cấu kiện được gắn vào (bên phải).
Thiết lập vị trí lực
Trong ứng dụng, vị trí lực cắt có thể được xác định trong phần Mô hình của cấu kiện tương ứng. Sự khác biệt giữa hai trường hợp này được thể hiện ở đây:
Bên trái: Lực tại Nút Bên phải: Lực tại Bu lông
Trong tình huống bên trái, có mô men uốn tại điểm của khớp khiến cấu kiện xoay lên trên. Mô men này (xuất phát từ lực cắt tăng tuyến tính từ điểm nút) gây ra ứng xử không chính xác của cấu kiện ngang.
Chúng ta có thể dễ dàng khắc phục thiết lập bằng cách di chuyển lực cắt để tác dụng tại vị trí của khớp. Trong trường hợp đó (hình bên phải), dầm ngang võng như mong đợi.
Tùy chọn thứ ba là Lực tại Vị trí. Đối với một số thao tác, đặc biệt khi tạo liên kết như một tổ hợp của các thao tác cơ bản hơn (ví dụ: bản tăng cứng, cắt, lưới bu lông), chức năng Lực tại Bu lông không có tác dụng và không có sự dịch chuyển của mô men uốn bằng không vào khớp giả định.
Do đó, phương pháp Lực tại Vị trí phải được chọn và khoảng cách X thích hợp phải được nhập vào.
Kể từ phiên bản 23.1, chúng tôi đã thêm tùy chọn xác định lực cắt tại vị trí mặt cấu kiện. Đọc bài viết tương ứng để tìm hiểu về Nhập và hiển thị vị trí lực cắt.
Liên kết khớp thường được gọi là liên kết chịu cắt. Cần nhấn mạnh rằng vị trí của lực cắt có thể khác nhau giữa các loại liên kết chịu cắt và không thể giả định một cách phổ quát rằng mô men uốn bằng không tại trọng tâm của nhóm bu lông. Bài viết Khi liên kết chịu cắt truyền mô men uốn thảo luận chi tiết hơn về sự khác biệt giữa các loại liên kết chịu cắt riêng lẻ.
Ghi hình hội thảo trực tuyến
Xem các bản ghi hình của các hội thảo trực tuyến trước đây của chúng tôi, nơi vị trí lực cắt được thảo luận.
Vị trí của nội lực nút mà chúng ta nhận được từ mô hình kết cấu có thể bị dịch chuyển khỏi gốc tọa độ do độ lệch tâm. Hiệu ứng này làm giảm giá trị nội lực tác dụng tại liên kết. Hãy xem cách thay đổi vị trí nội lực trực tiếp trong thao tác và tránh kết quả không chính xác.
Dùng thử miễn phí 14 ngày với đầy đủ tính năng.
Dùng thử IDEA StatiCa miễn phí