Przeguby prętowe

Przegub prętowy ogranicza siły wewnętrzne, które są przenoszone z jednego pręta na inne pręty. Przeguby można rozmieścić wyłącznie na końcach pręta, a nie w miejscach wzdłuż pręta.

Niektóre typy prętów są już wyposażone w przeguby: na przykład pręt kratownicowy nie przenosi momentów, a pręt typu "Kabel" nie przenosi ani momentów, ani sił tnących. Takim typom prętów nie można przypisać przegubów. Wprowadzanie jest zablokowane.

Okno dialogowe "Nowy przegub prętowy"

Podstawy

Karta Podstawy zarządza podstawowymi parametrami przegubu.

Układ współrzędnych

Przegub prętowy może być odniesiony do jednego z następujących układów osi:

• Lokalny układ osi pręta x,y,z
• Globalny układ współrzędnych X,Y,Z (opcjonalnie jako przegub widełkowy)
• Zdefiniowany przez użytkownika układ osi U,V,W

W zasadzie przeguby odnoszą się do lokalnego układu osi pręta. Przeguby widełkowe (patrz rysunek Skrzyżowanie prętów) są jednak możliwe tylko w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie osi.

Warunki przegubu

Warunki przegubu są podzielone na 'Przesuwne' i 'Obrotowe' stopnie swobody. Pierwsze opisują przemieszczenia w kierunku lokalnych lub globalnych osi, drugie obroty wokół tych osi.

Aby zdefiniować przegub, zaznacz pole wyboru dla odpowiedniej osi. Znacznik symbolizuje, że przemieszczenie lub obrót pręta w danym kierunku lub wokół niego jest możliwy. Stała sprężystości sprężyny przesuwnej lub skrętnej jest wtedy ustawiana na zero. W każdej chwili możesz dostosować 'Stałą sprężystości', aby modelować elastyczny przegub. Wprowadź sztywności sprężyste jako wartości projektowe.

W kolumnie Nieliniowość możesz celowo sterować przenoszeniem sił wewnętrznych dla każdego składnika. W zależności od stopnia swobody na liście nieliniowości dostępne są odpowiednie pozycje do wyboru.

Wybór nieliniowości przegubu

Sztywny, gdy siła wewnętrzna jest ujemna lub dodatnia

W ten sposób możesz w prosty sposób sterować, czy na końcu pręta przenoszone są tylko dodatnie lub ujemne siły lub momenty. Na przykład przegub u_x z nieliniowością 'Sztywny, gdy N dodatnia' powoduje, że na końcu pręta przenoszone są siły rozciągające (dodatnie), ale nie siły ściskające (ujemne). Przy ujemnych siłach osiowych aktywny jest zatem przegub.

Przy lokalnym układzie współrzędnych siły wewnętrzne odnoszą się do lokalnego układu osi pręta xyz.

Jeśli wybierzesz inną nieliniowość, możesz zdefiniować parametry na kartach Częściowa aktywność, Wykres, Tarcie lub Wykres rusztowania.

Opcje

'Przegub widełkowy' jest dostępny w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie współrzędnych. Pozwala on modelować skrzyżowanie prętów przebiegających w sposób ciągły.

Przykład

Do węzła dochodzą cztery pręty. Pręty przenoszą momenty w swoim "kierunku przebiegu", ale nie na drugą parę prętów. W węźle przekazywane są tylko siły osiowe i tnące.

Skrzyżowanie prętów z przegubem nożycowym

Przypisz przegub albo do prętów 3 i 4, albo do prętów 1 i 2. Druga skrzyżowana para prętów nie otrzymuje przegubu.

Częściowa aktywność

Częściowa aktywność składnika przegubu jest dostępna jako nieliniowa właściwość przegubu prętowego (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).

Definiowanie częściowej aktywności przegubu

Określ aktywność przegubu dla 'Zakresu ujemnego' oraz 'Zakresu dodatniego'. Na liście 'Typ' dostępne są różne kryteria aktywności przegubu.

• Pełna: Przemieszczenie lub obrót jest w pełni możliwy dzięki przegubowi.
• Sztywny od przemieszczenia/obrotu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonego przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu uaktywnia się sztywne połączenie lub utwierdzenie.
• Zero od siły/momentu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu przegub przestaje działać i nie przenosi już siły wewnętrznej.
• Uplastycznienie od siły/momentu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, ale siła wewnętrzna już nie.
• Zanik sprężyny: Przy przegubie ze sztywnością sprężystą składnik przegubu jest nieaktywny.

Większość typów przegubów można łączyć z 'Poślizgiem', dzięki czemu przegub staje się aktywny dopiero po określonym przemieszczeniu lub obrocie.

Wykres

Wykres składnika przegubu jest dostępny jako nieliniowa właściwość przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).

Definiowanie wykresu sztywności

W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' określ liczbę punktów definiujących wykresu roboczego wraz z odpowiednimi wartościami. W kolumnie 'Siła' lub 'Moment' możesz następnie przypisać wartości odciętych przemieszczeń lub obrotów do sił lub momentów przegubu.

Dla 'Początku wykresu' i 'Końca wykresu' dostępne są następujące kryteria:

• Zero: Przegub działa tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu ustawia się pełna aktywność przegubu. Nie przenoszona jest żadna siła wewnętrzna.
• Uplastycznienie: Przegub jest aktywny tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, ale siły wewnętrzne już nie.
• Ciągły: Poza zakresem definicji stosowana jest stała sprężystości z ostatniego kroku.
• Ogranicznik: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do wartości maksymalnej przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu aktywność przegubu zostaje zniesiona i uaktywnia się sztywne połączenie lub utwierdzenie.

Tarcie

Na liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery możliwości zdefiniowania tarcia przegubu przesuwnego w zależności od innego składnika przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).

Definiowanie współczynników tarcia

Przenoszone siły przegubu są odnoszone do sił osiowych lub tnących, które działają w innym kierunku. W zależności od wyboru na karcie 'Podstawy' tarcie zależy od jednej lub dwóch sił wewnętrznych. Między siłą tarcia przegubu a siłą osiową lub tnącą obowiązuje następująca zależność:

Plastycznie

Plastyczne właściwości przegubu są ważne dla analiz Pushover. Przy opcji Plastycznie nieliniowo działającego składnika przegubu dostępne są cztery możliwości (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu):

• Bilinearnie
• Wykres
• FEMA 356 | Sztywno
• FEMA 356 | Elastycznie

Zdefiniuj przegub plastyczny z właściwościami dwuliniowymi

W kolumnach '"Siła wewnętrzna" / "Siła wewnętrzna"_uplast' oraz 'δ / δ_uplast' lub 'φ / φ_uplast' określ wartości charakterystyczne zakresów plastycznych. Przy wartości M_y / M_y,uplast wynoszącej na przykład 1.27 przekrój zaczyna się uplastyczniać po przekroczeniu momentu plastycznego. Po przekroczeniu 127 % plastycznej nośności pręt przestaje działać.

Plastyczne graniczne siły wewnętrzne są automatycznie wyznaczane na podstawie właściwości przekroju pręta.

Długość pręta wpływa na obliczenie sztywności plastycznego przegubu. Zasadniczo jest ona automatycznie rozpoznawana na podstawie długości prętów, do których przypisany jest przegub. Jeśli to konieczne, możesz określić dla przegubu 'Długość pręta zdefiniowaną przez użytkownika'.

Kryteria akceptacji

W dolnej części możesz określić wartości graniczne kryteriów uplastycznienia, które mają obowiązywać dla bezpieczeństwa budynku. Są one na przykład regulowane dla elementów stalowych w tabeli 5-5 normy ASCE FEMA 356 [1]. Tak przy wartości φ / φ_uplast wynoszącej 6.000 wartość krytyczna dla 'Bezpieczeństwa życia' jest osiągnięta, gdy tylko deformacje plastyczne staną się sześciokrotnie większe niż te, które występują przy osiągnięciu granicy plastyczności.

Zakresy kryteriów akceptacji są również przedstawiane na wykresie.

Przy obu plastycznych opcjach FEMA kryteria akceptacji są wstępnie ustawione zgodnie z wymaganiami normy amerykańskiej. Możesz je w razie potrzeby dostosować, jeśli zaznaczysz pole wyboru 'Zdefiniowane przez użytkownika'.

Zdefiniuj przegub plastyczny zgodnie z FEMA 356

Na liście określ 'Typ składnika'. Kryteria akceptacji dla składników głównych i wtórnych są regulowane w [1] tabeli 5-5.

W artykule [[#/de/support-und-schulungen/support/knowledge-base/001783 Przeguby plastyczne w RFEM 6] opisano, jak można użyć plastycznego przegubu do analizy Pushover.

Wykres rusztowania

Wykres rusztowania składnika przegubu jest dostępny jako nieliniowa właściwość przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu). Pozwala on odwzorować mechaniczne działanie wciskanego złącza rurowego z czopem wewnętrznym między dwoma prętami. Model zastępczy przenosi – w zależności od stanu ściskania na końcu pręta – moment gnący przez ściśniętą rurę zewnętrzną, a dzięki powiązaniu kształtem dodatkowo przez wewnętrzny czop rurowy.

Właściwości przegubu możesz opisać oddzielnie na kartach 'Wykres rusztowania | Rura wewnętrzna' i 'Wykres rusztowania | Rura zewnętrzna'.

Zdefiniuj wykres rusztowania dla rury zewnętrznej

Do zdefiniowania parametrów dostępne są możliwości przedstawione w rozdziale Wykres.