Przegub prętowy ogranicza siły wewnętrzne, które są przenoszone z jednego pręta na inne pręty. Przeguby można rozmieszczać wyłącznie na końcach prętów, 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 danych jest zablokowane.
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 przypadku standardowym przeguby są odniesione do lokalnego układu osi pręta. Przeguby widełkowe (patrz rysunek Krzyżowanie się prętów) są jednak możliwe tylko w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie osi.
Warunki przegubu
Warunki przegubu są podzielone na 'Przemieszczeniowe' 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 odpowiednim kierunku lub wokół niego jest możliwy. Stała sprężystości sprężyny translacyjnej lub obrotowej jest wtedy ustawiana na zero. Stałą sprężystości można w każdej chwili dostosować, aby modelować sprężysty przegub. Wprowadź sztywności sprężyste jako wartości projektowe.
W kolumnie Nieliniowość można celowo sterować przenoszeniem sił wewnętrznych dla każdego komponentu. W zależności od stopnia swobody na liście nieliniowości dostępne są odpowiednie pozycje do wyboru.
Sztywny, jeśli siła wewnętrzna jest ujemna lub dodatnia
W ten sposób można w prosty sposób sterować, czy na końcu pręta przenoszone są tylko dodatnie lub ujemne siły bądź momenty. Na przykład przegub ux z nieliniowością 'Sztywny, jeśli N dodatnia' powoduje, że na końcu pręta przenoszone są siły rozciągające (dodatnie), ale nie siły ściskające (ujemne). Przy ujemnych siłach osiowych działa zatem przegub.
Przy lokalnym układzie współrzędnych siły wewnętrzne są odniesione do lokalnego układu osi pręta xyz.
Jeśli wybierzesz inną nieliniowość, możesz zdefiniować parametry w kartach Częściowa aktywność, Wykres, Tarcie lub Wykres rusztowania.
Opcje
'Przegub widełkowy' jest dostępny w globalnym lub zdefiniowanym przez użytkownika układzie współrzędnych. Umożliwia on modelowanie krzyżowania się prętów ciągłych.
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.
Przypisz przegub albo do prętów 3 i 4, albo do prętów 1 i 2. Druga krzyżująca się para prętów nie otrzymuje przegubu.
Częściowa aktywność
Częściowa aktywność komponentu przegubu jest dostępna jako nieliniowa właściwość przegubu prętowego (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).
Określ efekt przegubu dla 'Zakresu ujemnego' oraz dla 'Zakresu dodatniego'. Na liście 'Typ' dostępne są różne kryteria dla 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 staje się aktywnne sztywne połączenie lub utwierdzenie.
- Pęknięcie od siły/momentu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub określonego momentu. Po przekroczeniu przegub ulega awarii i nie przenosi już siły wewnętrznej.
- Uplastycznienie od siły/momentu zwolnienia: Przegub działa tylko do określonej siły lub określonego momentu. Po przekroczeniu odkształcenia zwiększają się, ale siła wewnętrzna już nie.
- Awaria sprężyny: Przy przegubie ze sztywnością sprężystą komponent przegubu nie jest aktywny.
Większość typów przegubów można łączyć z 'Poślizgiem', dzięki czemu przegub staje się aktywny dopiero po określonym przemieszczeniu lub obrocie.
Wykres
Wykres komponentu przegubu jest dostępny jako nieliniowa właściwość przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).
W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' określ liczbę punktów definicji wykresu roboczego z odpowiednimi wartościami. W kolumnie 'Siła' lub 'Moment' można następnie przypisać wartości odcięte przemieszczeń lub obrotów do sił lub momentów przegubu.
Jeśli kolejność punktów definicji nie jest poprawna, można posortować pozycje rosnąco za pomocą przycisku
.
Dla 'Początku wykresu' i 'Końca wykresu' dostępne są następujące kryteria:
- Pęknięcie: Przegub działa tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu następuje pełny efekt przegubu. Nie jest już przenoszona żadna siła wewnętrzna.
- Uplastycznienie: Przegub jest aktywny tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia zwiększają się, ale siły wewnętrzne już nie.
- Ciągły: Poza zakresem definicji przyjmowana jest stała sprężystości z ostatniego kroku.
- Ogranicznik: Dopuszczalna deformacja jest ograniczona do wartości maksymalnej przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu efekt przegubu zostaje zniesiony i staje się aktywne sztywne połączenie lub utwierdzenie.
Tarcie
Na liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery możliwości zdefiniowania tarcia przegubu translacyjnego w zależności od innego komponentu przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu).
Przenoszone siły przegubu są zestawiane w relacji z siłami osiowymi lub tnącymi, które działają w innym kierunku. W zależności od wyboru w karcie 'Podstawy' tarcie zależy od jednej lub od dwóch sił wewnętrznych. Pomiędzy siłą tarcia przegubu a siłą osiową lub siłą tnącą zachodzi następująca zależność:
Plastyczny
Plastyczne właściwości przegubu są ważne dla analiz Pushover. Przy opcji Plastyczny nieliniowo działającego komponentu przegubu dostępne są cztery możliwości (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu):
- Bilinearny
- Wykres
- FEMA 356 | Sztywny
- FEMA 356 | Sprężysty
W kolumnach '"Siła wewnętrzna" / "Siła wewnętrzna"uplast' oraz 'δ / δuplast' lub 'φ / φuplast' określ parametry zakresów plastycznych. Przy wartości My / My,uplast wynoszącej na przykład 1.27 przekrój zaczyna się uplastyczniać po przekroczeniu momentu plastycznego. Po przekroczeniu 127 % nośności plastycznej pręt ulega awarii.
Plastyczne graniczne siły wewnętrzne są automatycznie wyznaczane na podstawie właściwości przekroju pręta.
Długość pręta wpływa na obliczenie sztywności przegubu plastycznego. Jest ona w przypadku standardowym automatycznie rozpoznawana na podstawie długości prętów, do których przypisany jest przegub. W razie potrzeby można dla przegubu określić 'Długość pręta zdefiniowaną przez użytkownika'.
Kryteria akceptacji
W dolnej sekcji można 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]. Przy wartości φ / φuplast 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 przedstawione na wykresie.
Przy jednej z dwóch plastycznych opcji FEMA kryteria akceptacji są wstępnie ustawione według wymagań normy amerykańskiej. Można je w razie potrzeby dostosować, jeśli zaznaczysz pole wyboru 'Zdefiniowany przez użytkownika'.
Na liście określ 'Typ komponentu'. Kryteria akceptacji dla komponentów pierwotnych i wtórnych są regulowane w [1] tabeli 5-5.
W artykule Przeguby plastyczne w RFEM 6 opisano, jak można użyć plastycznego przegubu do analizy Pushover.
Wykres rusztowania
Wykres rusztowania komponentu przegubu jest dostępny jako nieliniowa właściwość przegubu (patrz rysunek Wybór nieliniowości przegubu). Umożliwia on odwzorowanie mechanicznego działania wciskanego połączenia rurowego z trzpieniem wewnętrznym między dwoma prętami. Model zastępczy przenosi – w zależności od stanu ściskania na końcu pręta – moment gnący przez ściskaną rurę zewnętrzną, a dodatkowo po zazębieniu przez trzpień wewnętrzny.
Właściwości przegubu można opisać oddzielnie w kartach 'Wykres rusztowania | Rura wewnętrzna' i 'Wykres rusztowania | Rura zewnętrzna'.
Do zdefiniowania parametrów dostępne są możliwości przedstawione w rozdziale Wykres.
