Klouby na konci prutu

Kloub na konci prutu omezuje vnitřní síly, které jsou přenášeny z jednoho prutu na další pruty. Klouby mohou být umístěny pouze na konci prutu, nikoli na místech podél prutu.

Některé typy prutů jsou již vybaveny klouby: příhradový prut například nepřenáší žádné momenty, lanový prut ani momenty, ani smykové síly. Takovým typům prutů nemůžete přiřadit klouby. Vstup je uzamčen.

Dialog "Nový kloub na konci prutu"

Základní údaje

Záložka Základní údaje spravuje základní parametry kloubu.

Souřadnicový systém

Kloub na konci prutu lze vztáhnout na jeden z následujících osových systémů:

• Místní osový systém prutu x,y,z
• Globální souřadnicový systém X,Y,Z (volitelně jako nůžkový kloub)
• Uživatelem definovaný osový systém U,V,W

V pravidelném případě jsou klouby vztášeny na místní osový systém prutu. Nůžkové klouby (viz obrázek křížení prutů) jsou však možné pouze v globálním nebo uživatelem definovaném osovém systému.

Podmínky uvolnění

Podmínky uvolnění jsou rozděleny na 'Translační' a 'Rotační' stupně volnosti. První popisují posuny ve směru místních nebo globálních os, druhé pootočení kolem těchto os.

Pro definování kloubu zaškrtněte zaškrtávací políčko u příslušné osy. Zatržítko symbolizuje, že posun nebo pootočení prutu v příslušném směru nebo kolem něj je možné. Konstanta translační nebo rotační pružiny je pak nastavena na nulu. Konstantu tuhosti můžete kdykoli upravit, abyste modelovali pružný kloub. Tuhost pružiny zadejte jako návrhové hodnoty.

Ve sloupci Nelinearita můžete přenos vnitřních sil pro každou složku cíleně řídit. V závislosti na stupni volnosti jsou v seznamu nelinearit k dispozici odpovídající položky k výběru.

Výběr nelinearity kloubů

Tuhý, je-li vnitřní síla negativní, resp. pozitivní

Tímto můžete jednoduše řídit, zda se na konci prutu přenášejí pouze kladné, resp. záporné síly nebo momenty. Kloub u_x s nelinearitou 'Tuhý, je-li N pozitivní' například způsobí, že na konci prutu se přenášejí tahové síly (kladné), ale nikoli tlakové síly (záporné). Při záporných osových silách je tedy účinný kloub.

Při místním souřadnicovém systému jsou vnitřní síly vztášeny na místní osový systém prutu xyz.

Pokud vyberete jinou nelinearitu, můžete parametry definovat v záložkách Částečná účinnost, Diagram, Tření nebo Diagram lešení.

Volby

'Nůžkový kloub' je k dispozici v globálním nebo uživatelem definovaném souřadnicovém systému. Tímto můžete modelovat křížení průběžných prutů.

Příklad

Na uzel se napojují čtyři pruty. Pruty přenášejí momenty ve svém směru průběhu, nikoli však na druhý pár prutů. V uzlu se předávají pouze osové a smykové síly.

Křížení prutu s nůžkovým kloubem

Přiřaďte kloub buď prutům 3 a 4, nebo prutům 1 a 2. Druhý křižující pár prutů kloub neobdrží.

Částečná účinnost

Částečná účinnost složky kloubu je k dispozici jako nelineární vlastnost kloubu na konci prutu (viz obrázek výběr nelinearity kloubu).

Zadání částečné účinnosti kloubu

Stanovte účinek kloubu pro 'Negativní oblast' i pro 'Pozitivní oblast'. V seznamu 'Typ' jsou k dispozici různá kritéria pro účinnost kloubu.

• Úplná: Posun nebo pootočení je kloubem v plném rozsahu možné.
• Tuhý od uvolňovacího posunu/uvolňovacího pootočení: Kloub působí pouze do určitého posunu nebo pootočení. Při překročení se uplatní tuhé spojení, resp. omezení.
• Prasknutí od uvolňovací síly/uvolňovacího momentu: Kloub působí pouze do určité síly, resp. momentu. Při překročení kloub vypadne a již nepřenáší vnitřní sílu.
• Mez kluzu od uvolňovací síly/uvolňovacího momentu: Kloub působí pouze do určité síly, resp. momentu. Při překročení se zvětší deformace, nikoli však již vnitřní síla.
• Výpadek pružiny: U kloubu s tuhostí pružiny není složka kloubu účinná.

Většina typů kloubů je kombinovatelná s 'prokluzem', díky čemuž se kloub uplatní až po určitém posunu nebo pootočení.

Diagram

Diagram složky kloubu je k dispozici jako nelineární vlastnost kloubu (viz obrázek výběr nelinearity kloubu).

Zadání diagramu tuhosti

Stanovte ve sloupci 'Posun', resp. 'Natočení' počet definičních bodů pracovního diagramu s odpovídajícími hodnotami. Ve sloupci 'Síla', resp. 'Moment' pak můžete přiřadit hodnoty na vodorovné ose posunů, resp. natočení k silám, resp. momentům kloubu.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Prasknutí: Kloub působí pouze do maximální hodnoty síly, resp. momentu. Při překročení nastoupí plný účinek kloubu. Již se nepřenáší žádná vnitřní síla.
• Mez kluzu: Kloub je účinný pouze do maximální hodnoty síly, resp. momentu. Při překročení se zvětší deformace, nikoli však již vnitřní síly.
• Kontinuálně: Za definiční oblastí se použije konstanta tuhosti posledního kroku.
• Zarážka: Přípustná deformace je omezena na maximální hodnotu posunu, resp. pootočení. Při překročení se účinek kloubu zruší a uplatní se tuhé spojení, resp. omezení.

Tření

V seznamu 'Nelinearita' jsou k dispozici čtyři možnosti pro definování tření translačního kloubu v závislosti na jiné složce kloubu (viz obrázek výběr nelinearity kloubu).

Zadání součinitelů tření

Přenášené síly kloubu jsou uvedeny do vztahu s osovými nebo smykovými silami, které působí jiným směrem. V závislosti na výběru v záložce 'Základní údaje' je tření závislé pouze na jedné nebo na dvou vnitřních silách. Mezi silou tření kloubu a osovou silou, resp. smykovou silou existuje následující souvislost:

Plastický

Plastické vlastnosti kloubu jsou důležité pro analýzy pushover. U volby Plastický nelineárně působící složky kloubu jsou k dispozici čtyři možnosti (viz obrázek výběr nelinearity kloubu):

• Bilineární
• Diagram
• FEMA 356 | Tuhý
• FEMA 356 | Pružný

Definice plastického kloubu s bilineárními vlastnostmi

Stanovte ve sloupcích '"Vnitřní síla" / "Vnitřní síla"_kluz' a 'δ / δ_kluz', resp. 'φ / φ_kluz' charakteristické hodnoty plastických oblastí. Při hodnotě M_y / M_y,kluz například 1.27 začíná průřez po překročení plastického momentu klouzat. Po překročení 127 % plastické únosnosti prut vypadne.

Plastické mezní vnitřní síly se automaticky stanoví z vlastností průřezu prutu.

Délka prutu ovlivňuje výpočet tuhosti plastického kloubu. Obvykle se automaticky rozpozná z délek prutů, kterým je kloub přiřazen. Pokud je to nutné, můžete pro kloub zadat 'uživatelem definovanou délku prutu'.

Akceptační kritéria

V dolní části můžete stanovit mezní hodnoty kritérií kluzu, které mají platit pro bezpečnost budovy. Tato jsou například pro ocelové konstrukční prvky upravena v tabulce 5-5 normy ASCE FEMA 356 [1]. Například při hodnotě φ / φ_kluz 6.000 je dosažena kritická hodnota pro 'bezpečnost života', jakmile plastické deformace jsou šestkrát větší než ty, které nastanou při dosažení mezi kluzu.

Oblasti akceptačních kritérií jsou zobrazeny také v diagramu.

Při jedné z obou plastických voleb FEMA jsou akceptační kritéria přednastavena podle požadavků americké normy. V případě potřeby je můžete upravit, pokud zaškrtnete zaškrtávací políčko 'Uživatelem definováno'.

Definice plastického kloubu podle FEMA 356

Stanovte v seznamu 'typ složky'. Akceptační kritéria pro primární a sekundární složky jsou upravena v [1] tabulce 5-5.

V odborném příspěvku Plastické klouby v RFEM 6 je popsáno, jak můžete použít plastický kloub pro analýzu pushover.

Diagram lešení

Diagram lešení složky kloubu je k dispozici jako nelineární vlastnost kloubu (viz obrázek výběr nelinearity kloubu). Tímto můžete znázornit mechanický účinek zasouvané trubkové spojky s vnitřním trubkovým výstupkem mezi dvěma pruty. Náhradní model přenáší – v závislosti na tlakovém stavu na konci prutu – ohybový moment přes zatlačenou vnější trubku a podle tvarového souhytu dodatečně přes vnitřní trubkový výstupek.

Vlastnosti kloubu můžete popsat odděleně v záložkách 'Diagram lešení | Vnitřní trubka' a 'Diagram lešení | Vnější trubka'.

Zadejte diagram lešení pro vnější trubku

Pro definování parametrů jsou k dispozici možnosti představené v kapitole Diagram.