Uzun Yapılarda Buckling Analizlerini Anlamak

Buckling analizi, yapısal bir üye veya tüm sistem deneyimlerinin geometride aniden bir değişiklik olduğunu belirler - ağırlıksız olarak daha sonra türkasyon - yüksek binalar gibi uzun yapılar için, aktarma kuleleri ve chimneys, buckling riski onların slender oranları ve yerçekimi, rüzgar ve sismik kuvvetlerden büyük ölçüde daha sonra ortaya çıkar.

Yapısal mühendislikte, RISA'nın temel boğalama modülünde iki ortak yaklaşım vardır: lineer (eigenvalue) buckling ve nonlinear (load-deflection) buckling. Linear buckling analizi - RISA'nın temel boğalama modülünde mevcut olan tip - ilk kez, ikiyüzlülük, mükemmel olmayan bir tahmin için hesap verir.Bu, mükemmel bir hata ve daha gerçekçi olmayan bir tasarım kontrolleri için başlangıç noktası haline gelir.

Yüksek bir yapı üzerinde yoğun analiz yaparken, mühendisler AISC 360 (Chapter E) ve ASCE 7'deki tüm çerçeveleri dikkate almalıdırlar, ancak doğrudan kompresyon veya para çekme gibi doğrudan sıkıştırma üyeleri, varsayımları ve komutları tanımlamaları gibi.

Temellerde daha fazla arka plan için, [[Dinler:0)AISC Steel Design Guides[Döneticiler) detaylı tartışmalar sunar. Ek olarak, [[ŞUygunlar:2)RISA resmi belgeler[DDDDDDDDDDDDDDöneticileri belirlemek için kapsamlı talimatlar sunar.

RISA'da Buckling Analiz için Modelinizi Hazırlayın

Buckling analizinde doğruluk iyi yapılandırılmış bir modelle başlar. RISA-3D veya RISA-Floor'da bu hazırlık adımları dikkatle takip eder.

Geometry ve Malzeme Özellikleri

Yapınızı tanımlamak için standart RISA arayüzü kullanın. Yüksek binalar için, tüm büyük daha sonraki yüklere ait öğeleri (kahkahalar, temeller, hear duvarları ve outriggers) Giriş gerçekçi malzeme özellikleri -elastic modulus, Poisson'un oranı ve verimsizliği - çelik için, tasarım gücünü yansıtan bir değer kullanın.

Bölüm Özellikleri ve Etkili Uzun Faktörler

Doğru kesitsel özellikler (kesinlikle, her üyeye ait olan anlar) doğru olarak RISA, yüksek çözünürlükte bulunan ve genel olmayan üyeler için otomatik olarak yapılandırılabilir.[Dönetici:0)K[Dönemli sabitler için[Dönemli)|Döneticileri hesaplayabilir.

Sınır Koşulları ve Destekleri

Uzun yapılar nadiren temelde sabitdir. Vakfı esnekliği, geoteknik raporlardan elde edilen ilkbahar sabitlerini azaltabilir. Benzer şekilde, herhangi bir orta destek, üyelerin yoğunluğunu değiştirir - onlar, ön analiz için, pinlenmiş veya sabit bir kontrol için, geoteknik raporlardan türkçeler. benzer şekilde, herhangi bir orta destekle doğrudan desteklenirler.

Yük Vakaları ve Kombinasyonları

RISA'daki Buckling analizi, yük kombinasyonlarından alıntı yapıyor. Yazılım ASCE 7.S'den gelen uygun faktörleri kullanarak, uygulanan yük setinin genellikle yük kombinasyonlarına (1.2D+1.6L) veya daha sonra yük kombinasyonlarını (1.2D+1.0W+0.5L) neden iletebilirsiniz.

RISA, hangi kombinasyonların buckling analizine dahil edilmesini seçmenize izin verir. Tüm ilgili kombinasyonlar içerir, ancak her ek kombinasyonun hesaplama zamanı artırdığını unutmayın. En iyi bir uygulama, yerçekimi-dominant kombinasyonlarla başlamak ve daha sonra daha sonraki-dominant olanları kontrol etmektir.

RISA'da Up Buckling Analysis in RISA

Model hazır olduğunda, analiz parametrelerini [[0)Anized Settings () yapılandırın.

Buckling Analiz Tipi Seç

CUMHALZE:0) Aiyal Tip[DÜT:1) düşüşe neden olan bir dizi, [Delta + Buckling) (linear eigenvalue) RISA, bir P-Delta çözümüne ek olarak eklenerek, ikinci sipariş efektlerinin ekin durumuna dahil edilmesini sağlamak için bir çözüm sunar.

Buckling Modes sayısını belirtin

Yüksek bina için 10 ila 20 mod tipik olarak kullanım için en kritik olan (en yüksek modlar) yerel sönüllülükteki elemanları veya kirişlerin uçsuz davranışlarını ortaya çıkarabilir.

Meşruluk ve Node Refinement

Buckling analizi, element diskretizasyona duyarlıdır. RISA, katı-bölge faktörlerini ve kütle diskretleştirme ile kirişleri kullanır. çerçeveler için varsayılan otomatik ağlama genellikle yeterlidir, ancak yüksek eksenli yük ve uzun süreli kirişler için, manuel altdivide üyeleri doğru bir şekilde ele geçirmek için 4-6 elemente sahiptir.For hear duvarlar plaka veya kabuk elementleri olarak modellemek, açılışlar ve duvar- çerçeve bağlantıları etrafında ağ yoğunluğu artırmak.

Ağla yakınlaşmayı doğrulamak için, analizleri iki farklı ağla çalıştırın ve en iyi beş boğa yükleme faktörünü karşılaştırın.Eğer fark% 5'i aşıyorsa, ağlayın.

İlk Imperfections (Oygun)

Lineer bir hata analizi mükemmel bir geometri varsayarsa, uzun yapılar her zaman doğrusal olmayan bir artışla başlar.Bu terimli Imman ve ikamet eden stresler.Daha gerçekçi bir değerlendirme için, RISA yüksek çözünürlükteki binalar tasarlamak için önerilir (en uzun boylu/altınlık 6).Bu, kod toleransına dayanan aşırılık oranlarına göre ayarlanırsınız.

Buckling Analizlerini Koşuyor

Ayarları yapılandırdıktan sonra, analizleri doğruya tıklayarak çalıştırın:0)Solve[Dönetici:0) RISA alt alanı iterasyon yöntemi veya Lanczos yöntemi kullanarak bir eigenjeksiyonu gerçekleştirir ( sürümde yapılır).

  • [FONT:0]Critical Load Factor (CLF)[DÜCREK-1) [CLFKT:0)[0)Critical Load Factor (CLF)[CLF)[CLF) [CLFT:1) her mod için. A CLF, 1.0'dan daha az, uygulanan yük kombinasyonu altında yapı boğar. 1.0 ve 2.0 arasında bir CLF, üye güçlendirme veya bracing gerektirir.
  • [FONT=0)Mode Şekilleri[Döneticileri [Dönergeler:2)Deformasyon[Döneticileri)[Döneticileri)[Dönemli Formlar[Dönemli Formlar[Dönler: 3 ) Her bir hata modu için bir görüntüleyici.
  • [FONT:0]Tabular Sonuçlar[[[Dönetici:0) Katılımcı kitle oranları ve her mod için etkili uzun faktörleri listelemek.

Run sırasında, uyarıları için çözücüyü izleyin. Ortak konular, yanlış olmayan düğümler, tekil sertlik matrisleri (genellikle eksik kısıtlamalar nedeniyle), veya yüksek eksantriklikler nedeniyle. Bu sorunlar genellikle son derece düşük CLF değerleri olarak görünür (örneğin, 0.001), herhangi bir modelleme hataları ve yeniden çalıştırılamaz.

Sonuçlara Yorum: Raw Data'dan Tasarıma

Buckling analizinin anlaşılması, yapısal bir mühendis için temel yetenektir. İşte RISA sonuçlarını uzun yapılar için yorumlamak için sistematik bir yaklaşımdır.

En Eleştirel Moduyu Tanımlamak

CLF tarafından yükselen siparişte ckling modları sıralayın. En küçük CLF ile olan mod, yalnızca yerel bir bina için, binanın ortasındaki tek bir sütun için, uygun bir şekilde ya da birleştirilmiş yerel modu paylaşıyorsa.

Evaluating Mode Şekils

Her kritik modundan haberdar şekline göz atın. RISA'da, 3D ve animate'deki modu şeklini görebilirsiniz: Dikkat edin:

  • [FONT:0]Küresel sway modelleri:[Döntgen: 1 ) Tüm bina bir tarafa mı eğiliyor? Bir an çerçevesinin ilk kenar sway tipik bir şekilde. daha yüksek bir sway modu, orta büyüklükteki bir çek noktası içerebilir.
  • [FONT=0)Torsional behavior:[Dönetici:[Dönetici:0)Tezler/[Dönetici)[değiştir | kaynağı değiştir] Eğer bina dikey eksen hakkında önemli ölçüde önemli ölçüde yükselirse, daha sonraki güç-resist sistem, torsion. add perimeter bracing or Artan temel duvar kalınlığı bunu hafifletebilir.
  • [FONT=0]Local buckling:[Döntilmiş sütunlar, parantezler veya derin kirişlerin kapalılığı için kontrol edilir. Bunlar genellikle lineer analizlerde göz ardı edilir, ancak buckling modlarında yakalayabilir.

mod şekli katılımı faktörlerini karşılaştırın –RISA, her modda katılan kitlenin yüzdesini bildiriyor.Bir symmetrik bina için, ilk modun bir yönde yüksek kitle katılımı olması gerekir.Eğer küçükse, yük kombinasyonunuzun en kötü durumda olmayabilir.

Güvenlik Margins

CLF 1.0, uygulanan yüklerin altında tam bir çekime karşılık gelir. Kodlar bir güvenlik faktörü gerektirir. Örneğin, AISC 360 Bölüm C2, mevcut güçten yararlanan limit devletlerin, bir direnç faktörü kullanarak belirlendiğini ve küresel istikrar için, ASD veya 0.90 gibi yüksek binalar için, LRFD için en azından 2.0 faktörsüzlüğe uygulanır.

Rehber Yeniden Tasarıma Sonuçlar Kullanın

CLF çok düşükse, üyeleri veya alt sistemleri en çok boğa modlarına katkıda bulunan alt sistemler tanımlayın. RISA, her modda elementin elektrik dağıtımını üretebilir veya yüksek sulu enerji kullanan üyeler, daha sonra sistemi değiştirmek için en etkili olanıdır (taraflı, artan sütun boyutları veya kalın hear duvarları) CLF'i yükseltecektir.

Başka bir teknik, etkili uzunluk faktörlerini ayarlamaktır. RISA hesaplandıysa:0)K)-faklar otomatik olarak otomatik olarak ve orta kısıtlamalara sahip bir üye için yüksek görünüyorlar, ancak bağlantıların sağladığı gerçek kısıtlamaları yansıtmak için onları manuel olarak azaltmalıdır.

Uzun Yapılar için Gelişmiş Tahminler

Uzun yapılar standart boğa analizinin ötesinde özel dikkat gerektirir. İşte RISA'nın konuşabileceği ileri konular.

İkinciOrder Etkileri (P-Delta)

RISA'daki Buckling analizi P-Delta analizi ile birleştirilebilir. P-Delta etkisi, daha sonra bilgilendirilmiş şekline göre daha sonra gerçekleşen yerçekimi yükleri nedeniyle daha sonraki yer değiştirmeleri doğrulamaktadır. Bu, yapı etkili bir şekilde yumuşaktır, gerçekçi bir analiz gerçekleştirmek için, ilk olarak hizmet yükleri altında bir P-Delta statik çözümü çalıştırın, o zaman bu durumu eigen bu iki adımlı çözümü destekler.

Geometrik doğrusallık ve Imperfections

Linear buckling genellikle ince karelerin kapasitelerini aşırı derecede abartır. uzun binalar için, en yüksek çözünürlükte tam doğrusal olmayan bir hata analizi gerçekleştirmek için oldukça uygundur (örneğin, 1/500 yüksek çözünürlükte).

Malzemeler ve Kompozit Sistemlerinde Patlan

Uzun yapılar genellikle kompozit sütunları (küresel beton) veya çelik çekirdeği betonaltınlarla dondurma faktörü (örneğin, beton için 0.70) çatlakları kullanarak kontrol için çatlakları göz önünde bulundurun.Uzmanlık kontrolleri için çatlakları azaltın ve daha düşük betonarme yükünü azaltır.

Dinamik Buckling ve Seismic Yükleniyor

sismik olaylar altında Buckling genellikle dinamiktir - aksi takdirde yükler dalgalanır ve RISA'nın sabit olmayan programı ile tekrarlanabilir.The bDdlation analysis is statik, you can about the bad-case condition by using the sis aksiyel groups, consider a geçici nonlinear time-history analysis with RISA's sismik tools or export to a privatelinear schedule.The RISA's buckling analysis is statik, you can about the bad-case condition by using the sismik regions.

Ortak Pitfalls ve Them'dan Nasıl Kaçırmak

Deneyimli mühendisler bile, buckling analizleri oluştururken hata yapabilirler. Burada uzun yapılar için RISA'da sıkça karşılaşılan sorunlardır.

  • [FONT:0)Yapı olmayan bileşenleri görmezden gelmek: Partiler, perde duvarları ve merdivenler önemli bir katı katırlar, birincil yapı olmasa da, onların direnişi onları en iyi para para paraları veya baharları yük altına almak için.
  • [FONT:0) Çok az sayıda boğa modları harcıyor: Sadece 5 mod talep ederseniz, daha yüksek bir eijende meydana gelen yerel bir boğa modu kaçırabilirsiniz, ancak düşük bir güvenlik faktörü vardır. Her zaman ilk küresel mod ve ilk birkaç yerel modları görmek için yeterli modlar vardır.
  • [[0)Misapplying yük kombinasyonları:[Dönder:[Dönder:0)[Dönergesel yük kombinasyonlarına sahip olmak için, kritik faktör sadece bu tam yük modeli için geçerlidir.For wind and sismik, kombinasyon en şiddetli yel ve etkileşimi yansıtmak için RISA'da yük zarflarını kullanın.
  • [FONT:0)Temel temelleri dikkate almak: Düşük temellerdeki uzun binalar daha sonra yük altında kısmi olarak kaldırılabilir ve bazı sütunlarda etkili sıkıştırmayı azaltır ve buckling modunu değiştirir.Temel gerilim-sadece ilkbaharlar veya boşluk elementleri olarak modeller.
  • [FONT:0) Mükemmel bir katı eklemler varsayın:[Dönetici: 0,8|Döneticiler, bağlantı sertlik etkileri boğar. RISA, yarı-küresel bir sertlikle yarı-kırık bağlantıları belirtebilmenize izin verir. Test verileri veya kod tabanlı tabloları gerçekçi değerler için kullanın.

Vaka Çalışması: 50-Story Moment Frame

Süreci göstermek için, 7:1'in yüksek kaliteli oranı ile varsayımsal 50 katlı çelik an çerçevesini düşünün. Bina, orta bir rüzgar bölgesindedir. Mühendisler 1.2D+1.6L ve 1.2D+1.0W+0.5L dahil altı yük kombinasyonu ile lineer bir hata analizi gerçekleştirdiler.

İlk boğa modu, yerçekimi kombinasyonu altında 1.45 CLF'e bir CLF verdi. mod şekli uzun yönde belirgin bir şekilde ortaya çıktı.İkinci mod, CLF'yi 1,92'ye yükselten, daha sonra şaşırtıcı olmayan bir analizle, CLF'nin 1.5'e indirdiği sonucuna vardı.

Tasarım Checks ve Kod Uyumu

Buckling sonuçları elde ettikten sonra, tasarım aksiyel yüklerin mevcut güç altında olduğunu doğrulamak için, AISC 360 Bölüm E, hata yöntemine veya ikinci bir sipariş analizine dayanan etkili bir uzun süre alan sıkıştırma gücü için formüller sunar. RISA'da yapılan analizleri kullanarak, kodlarda Euler yük olarak da kullanılabilir.

Uzun binalar için, Uluslararası Bina Kodu (IBC) gibi bina kodları, hesaplama paketinde geliştirilmiş bir ilk sipariş analizi veya doğrudan ikinci sipariş analizi kullanılarak bir stabilite kontrolüne izin verir. RISA'nın bu gereklilikleri P-Delta ile birlikte her zaman analiz varsayımlarını ve sonuçlanan CLF'i belgeleyin.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

RISA'da uzun yapılarında hata analizi sadece rutin bir doğrulama değildir - binanın aşırı yükleme altında istikrarlı kalmasını sağlamak için temel bir parçasıdır. Süreç, daha önce inşaatta dikkatli modelleme, doğru analiz ayarları ve daha derin bir doğrulama ile elde edilen adımların anlaşılmasını gerektirir - yeterince modları çalıştırarak, kod şekillerini yorumlayarak - ve kontrol etmek için temel bir parçasıdır - inşaatçılar zayıf noktaları belirleyebilirler.