Przypadki imperfekcji opisują warunki ramowe imperfekcji. Pozwalają określić, czy mają być uwzględniane imperfekcje geometryczne czy obciążenia zastępcze. Wymagania są regulowane w poszczególnych normach.
Podstawowe
Zakładka Podstawowe określa, jaki typ imperfekcji występuje. Imperfekcje można uwzględniać na przykład w formie obciążeń zastępczych, wstępnych ugięć geometrycznych lub wstępnych imperfekcji przechyłowych na poszczególnych kondygnacjach.
W zakładce Przypisanie można przypisać przypadek imperfekcji do określonych przypadków obciążenia i kombinacji obciążeń.
Ustawienia
Na liście dostępnych jest kilka typów imperfekcji do wyboru.
Lokalne imperfekcje
Imperfekcje są odwzorowane za pomocą obciążeń zastępczych. Wstępny przechył i wstępne ugięcie odwrotne zależą od sił osiowych. Imperfekcje można zdefiniować w kategorii Lokalne imperfekcje dla prętów i zbiorów prętów.
Obciążenia zastępcze z przypadku obciążenia
Imperfekcje opierają się na obciążeniach określonego przypadku obciążenia. Ten przypadek obciążenia można przypisać lub utworzyć nowy w zakładce Obciążenia zastępcze z przypadku obciążenia.
Wstępne imperfekcje przechyłowe za pomocą tabeli
Ten typ imperfekcji pozwala odwzorować imperfekcje kondygnacjami. Parametry określa się w zakładce Wstępne imperfekcje przechyłowe za pomocą tabeli.
Statyczne odkształcenie
Imperfekcje opierają się na odkształceniach przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Istotne parametry określa się w zakładce Statyczne odkształcenie.
Wybierz na liście 'Typ źródłowy', czy przemieszczenia opierają się na przypadku obciążenia czy kombinacji obciążeń.
Postać wyboczeniowa
Imperfekcje opierają się na postaciach drgań własnych analizy stateczności. Istotne parametry można określić w zakładce Postać wyboczeniowa.
Wybierz na liście 'Typ źródłowy', czy przemieszczenia opierają się na przypadku obciążenia czy kombinacji obciążeń. Istotne kształty imperfekcji można jednak również wyznaczyć automatycznie z postaci wyboczeniowych dla wszystkich przypisanych przypadków obciążenia i kombinacji obciążeń.
Dynamiczna postać drgań własnych
Imperfekcje opierają się na postaciach drgań własnych analizy dynamicznej. Istotne parametry można określić w zakładce Dynamiczna postać drgań własnych. Na liście 'Typ źródłowy' dostępna jest tylko jedna opcja, ponieważ przemieszczenia w analizach modalnych mogą być uwzględniane tylko dla przypadków obciążenia.
Grupa przypadków imperfekcji
Ten typ imperfekcji oferuje możliwość połączenia wymagań z kilku przypadków imperfekcji. Przypadki imperfekcji można pogrupować w zakładce Grupa przypadków imperfekcji i przeskalować współczynnikami.
Opcje
Pole wyboru 'Uwzględnij dla wygenerowanych kombinacji obciążeń' jest domyślnie aktywne. Zapewnia to, że przypadek imperfekcji jest uwzględniany we wszystkich kombinacjach obciążeń, które nie zostały objęte ręcznym wyborem w zakładce Przypisanie.
Przykład
W zakładce 'Przypisanie' przypadek obciążenia "Wiatr" jest przypisany ręcznie. W ten sposób automatycznie przypisywane są również wszystkie kombinacje obciążeń, które używają tego przypadku obciążenia. W przypadku kombinacji obciążeń bez wiatru przypadek imperfekcji jest natomiast uwzględniany tylko wtedy, gdy aktywna jest opcja 'Przypisz do wszystkich kombinacji obciążeń bez przypisanego przypadku imperfekcji'.
Obciążenia zastępcze z przypadku obciążenia
Obciążenia zastępcze są dostępne jako typ imperfekcji (patrz rysunek Wybór typu imperfekcji).
Imperfekcje w przypadku obciążenia można opisać za pomocą obciążeń zastępczych. Przypisz temu przypadkowi obciążenia kategorię przypadku obciążenia Bez, aby nie był uwzględniany w kombinatoryce, lecz tylko jako przypadek obciążenia imperfekcją. W ten sposób można na przykład zdefiniować obciążenia stabilizujące niezależnie od sił osiowych – w przeciwieństwie do wstępnych imperfekcji przechyłowych lub "notional loads", które działają jako obciążenia zastępcze w zależności od sił osiowych.
Wybierz przypadek obciążenia z listy lub utwórz nowy przypadek obciążenia przyciskiem
.
Wstępne imperfekcje przechyłowe za pomocą tabeli
Wstępne imperfekcje przechyłowe są dostępne jako typ imperfekcji (patrz rysunek Wybór typu imperfekcji).
Imperfekcje kondygnacji
Nominalne przemieszczenie budynku można opisać w tabeli. Dzięki temu nie trzeba definiować imperfekcji dla każdego słupa osobno. Zakresy kondygnacji w tabeli określają, jak będą przemieszczane węzły w poszczególnych częściach budynku.
Określ rzędne kondygnacji i przypisz wstępne imperfekcje przechyłowe. Przyciskiem
można dodawać wiersze. Zwróć uwagę na rosnącą kolejność rzędnych. Na podstawie danych RFEM wyznacza geometryczne przemieszczenie i stosuje je do węzłów MES.
Opcje
Jeśli imperfekcje nie mają być odniesione do globalnego układu współrzędnych XYZ, można wybrać lub utworzyć własny 'Układ współrzędnych'. 'Kierunek kondygnacji' określa rzędną kondygnacji; dzięki temu możliwe są również pionowo zorientowane wstępne imperfekcje przechyłowe.
'Kierunek imperfekcji' określa, w którym kierunku/kierunkach przyjmowane są wstępne imperfekcje przechyłowe. Przy ustawieniu domyślnym 'XY' w tabeli należy podać wstępne imperfekcje przechyłowe dla kierunku X i Y. Jeśli mają działać tylko w jednym kierunku, określ odpowiednią oś na liście.
W tabeli wyświetlany jest 'Współczynnik wstępnej imperfekcji przechyłowej jako odwrotność od 1'. Po odznaczeniu pola wyboru wartości wyświetlane są jako liczby dziesiętne.
Statyczne odkształcenie
Statyczne odkształcenie jest dostępne jako typ imperfekcji (patrz rysunek Wybór typu imperfekcji).
'Kształt imperfekcji' opiera się na odkształceniach przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Wstępne ugięcia geometryczne są skalowane do strzałki łuku.
Kształt imperfekcji z
Wybierz istotny przypadek obciążenia lub kombinację obciążeń z listy. Przyciskiem
można utworzyć nowy przypadek obciążenia lub nową kombinację obciążeń.
Strzałka łuku imperfekcji
'Miejsce odniesienia' określa miejsce w modelu, którego przemieszczenie służy jako odniesienie dla strzałki łuku. Zwykle jest to miejsce o największym przemieszczeniu. Można jednak wybrać inny węzeł z listy lub określić go graficznie przyciskiem
.
Jeśli imperfekcje nie mają być odniesione do globalnego układu współrzędnych XYZ, można wybrać lub utworzyć własny 'Układ współrzędnych'. 'Kierunek skalowania' określa orientację imperfekcji. Opcje 'S' i '-S' umożliwiają przestrzenne kształtowanie imperfekcji, jakie występują na przykład w modelach powłokowych.
Podaj 'Strzałkę łuku imperfekcji', która stanowi maksymalne przemieszczenie geometryczne. Do tej wartości skalowane są przemieszczenia węzłów MES. Podstawą jest kształt odkształcenia podanego powyżej przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń.
Postać wyboczeniowa
Parametry typu imperfekcji Postać wyboczeniowa można zdefiniować, gdy dla przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń obciążenie krytyczne jest obliczane za pomocą rozszerzenia Stateczność konstrukcji. Koncepcja zakładki jest dostosowana do Typu źródłowego.
Postać wyboczeniowa z przypadku obciążenia/kombinacji obciążeń
'Kształt imperfekcji' opiera się na wartościach własnych przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Postacie drgań własnych są skalowane do strzałki łuku.
Kształt imperfekcji z
Wybierz istotny przypadek obciążenia lub kombinację obciążeń z listy. Przyciskiem
można utworzyć nowy przypadek obciążenia lub nową kombinację obciążeń. Następnie określ na liście Postać wyboczeniową, na której mają opierać się imperfekcje.
Strzałka łuku imperfekcji
Miejsce odniesienia określa miejsce w modelu, którego przemieszczenie służy jako odniesienie dla strzałki łuku. Zwykle jest to miejsce o największym przemieszczeniu. Można jednak wybrać inny węzeł z listy lub określić go graficznie przyciskiem
.
Jeśli imperfekcje nie mają być odniesione do globalnego układu współrzędnych XYZ, można wybrać lub utworzyć własny Układ współrzędnych. Kierunek skalowania określa orientację imperfekcji. Opcje 'S' i '-S' umożliwiają przestrzenne kształtowanie imperfekcji, jakie występują na przykład w modelach powłokowych (patrz rysunek Wybór kierunku skalowania).
Podaj Strzałkę łuku imperfekcji, która stanowi maksymalne przemieszczenie geometryczne. Do tej wartości skalowane są przemieszczenia węzłów MES. Podstawą są postacie drgań własnych podanego powyżej przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń.
Automatyczne imperfekcje
Przy automatycznym wyznaczaniu imperfekcji kształt imperfekcji jest wyprowadzany z odpowiedniej zależnej od obciążenia postaci drgań własnych modelu i skalowany ze zdefiniowaną amplitudą imperfekcji.
Ustawienia automatycznego wyznaczania
Określ Liczbę figur do zbadania. Należy przy tym uwzględnić: Dla każdego przypadku obciążenia i każdej kombinacji obciążeń tworzone są tzw. "podprzypadki obciążenia" lub "podkombinacje obciążeń", w których uwzględniony jest kształt imperfekcji. Na każdą postać drgań własnych powstają dwa podprzypadki obciążenia lub podkombinacje, ponieważ każda postać drgań własnych jest skalowana raz w kierunku dodatnim i raz w ujemnym. Te podprzypadki obciążenia i podkombinacje można następnie badać jak normalne przypadki obciążenia lub kombinacje obciążeń.
Przykład: Przypisano automatyczne imperfekcje do KO1 i podano dwie figury do zbadania. W ten sposób tworzone są podkombinacje obciążeń KO1.1 do KO1.4 – czyli cztery podkombinacje obciążeń.
Typ definicji umożliwia sterowanie wprowadzaniem skalowania postaci drgań własnych. Na liście aktualnie dostępne są dwie możliwości:
- Względnie: Maksymalną strzałkę łuku imperfekcji można podać bezpośrednio w sekcji 'Parametry' (patrz rysunek Określenie parametrów automatycznego wyznaczania imperfekcji). Ta strzałka łuku imperfekcji zależy od wirtualnej długości wyboczeniowej obiektu o maksymalnej amplitudzie w obrębie postaci drgań własnych.
- EN 1993-1-1: Strzałka łuku imperfekcji jest wyznaczana zgodnie z wymaganiami normowymi według EN 1993-1-1 tab. 5.1. W dalszych sekcjach można dostosować parametry imperfekcji.
Parametry
Określ, czy wymiarowanie przekrojów ma być 'Elastyczne' czy 'Plastyczne'. Stosowane strzałki łuku imperfekcji zależą od tej decyzji.
Wstępne ugięcie odwrotne dla
Linia wyboczeniowa przekrojów jest co do zasady znana. Dla 'Prętów bez linii wyboczeniowej' (z nieznaną linią wyboczeniową) można podać wartość ręcznie. To samo dotyczy 'Powierzchni i brył', które nie posiadają linii wyboczeniowej według EN 1993-1-1.
Dynamiczna postać drgań własnych
Parametry typu imperfekcji Dynamiczna postać drgań własnych można zdefiniować, gdy dla przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń przeprowadzana jest Analiza modalna.
'Kształt imperfekcji' opiera się na dynamicznych wartościach własnych przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Postacie drgań własnych są skalowane do strzałki łuku.
Kształt imperfekcji z
Wybierz istotny przypadek obciążenia lub kombinację obciążeń z listy. Przyciskiem
można utworzyć nowy przypadek obciążenia lub nową kombinację obciążeń. Następnie określ na liście postać drgań własnych, na której mają opierać się imperfekcje. Opcją 'Automatycznie' można pozwolić programowi na wyznaczenie istotnej postaci drgań własnych.
Strzałka łuku imperfekcji
Parametry można zdefiniować tak, jak opisano w sekcji Strzałka łuku imperfekcji dla postaci wyboczeniowej.
Grupa przypadków imperfekcji
Grupa przypadków imperfekcji jest dostępna jako typ imperfekcji (patrz rysunek Wybór typu imperfekcji).
Kilka przypadków imperfekcji można połączyć w grupę i na przykład uwzględniać jednocześnie. Ta możliwość jest często przydatna przy wyboczeniu powłok, aby zastosować imperfekcje globalne i wyboczenie lokalne.
Określ przypadki imperfekcji, które mają być połączone. Przyciskiem
można dodawać wiersze w tabeli.
Każdy przypadek imperfekcji można obciążyć 'Współczynnikiem'. Za pomocą 'Operatora' określ, czy przypadki imperfekcji działają jednocześnie ('i'), czy też wzajemnie się wykluczają ('lub').
Przypisanie
W zakładce Przypisanie można przypisać do przypadku imperfekcji jeden lub kilka przypadków obciążenia lub kombinacje obciążeń. Tylko wtedy przypadek imperfekcji jest uwzględniany podczas obliczeń.
Przypisywanie
W kolumnie 'Przypisz' wyświetlone są wszystkie utworzone przypadki obciążenia. Aby przenieść przypadek obciążenia do listy 'Przypisane obiekty', można skorzystać z następujących możliwości:
- Kliknij dwukrotnie przypadek obciążenia.
- Zaznacz przypadek obciążenia. Następnie kliknij przycisk
.
Przypisane obiekty
Kolumna 'Przypisane obiekty' zarządza wszystkimi przypadkami obciążenia przypisanymi do przypadku imperfekcji. Jeżeli na przykład przypadek imperfekcji 'Wiatr w +X' ma być uwzględniony z przypadkiem obciążenia 'Wiatr w +X', przenieś ten przypadek obciążenia jak opisano powyżej na listę. Jeśli aktywny jest Generator kombinacji, przypisywane są również wszystkie kombinacje obciążeń, które używają tego przypadku obciążenia.
W ten sposób można dopasować przypadki imperfekcji do kierunków działania przypadków obciążenia: Przypadek imperfekcji z wstępnymi imperfekcjami przechyłowymi w kierunku X działa na przykład dla obciążenia wiatrem w kierunku X, a przypadek imperfekcji w kierunku Y dla obciążenia wiatrem w kierunku Y. Dla nieprzypisanych kombinacji obciążeń (bez obciążeń wiatrem) każdy przypadek imperfekcji jest uwzględniany oddzielnie. RFEM tworzy po dwie kombinacje obciążeń o identycznych kryteriach nakładania, lecz różnych przypadkach imperfekcji.
