Upload
jure-zepina
View
12
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
elastična alnaliza
Citation preview
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
1
1. Primjer: Elastina analiza 2. reda, metoda poveanog momenta uslijed bone pominosti
Svrha primjera: Potrebno je proraunati okvir prikazan na slici I.1. Primjer ilustrira elastinu analizu 2. reda indirektnom metodom nazvanom Metoda poveanog mo-menta uslijed bone pominosti.
Statiki sustav i raunska optereenja
Slika I.1. Statiki sustav i raunska optereenja
Nosa je pridrana u etvrtinama raspona (svaka 2 m).
Okvir: stupovi: HE 240 B c= y= 11260 cm4 A= 106,0 cm2
Wpl,y= 1053 cm3
nosai: IPE 240 b= y= 3892 cm4 A= 39,12 cm2
Wpl,y= 366,6 cm3
Kvaliteta elika S 355 Provjera okvira poduprt ili nepoduprt
Okvir je oito nepoduprt. Nije predvien vezni sustav koji bi reducirao horizontalni pomak. Za okvire utjecaj imperfekcija se moe zanemariti ako je:
EdEd V15,0H
kN8,4027215,0kN0,9
Potrebno je uzeti utjecaj imperfekcija.
EN 1993-1-1
5.3.2 (4)B
8,0 m
Hd=9 kN
6,0
m
qd=9 kN/m
IPE 240
HE
240 B
HE
240 B
Pd=100 kN Pd=100 kN
A
B
C
D
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
2
Imperfekcije okvira
mh0
0 1 200 /
0,1816,03
2816,0
6
2
h
2h
866,02/115,0m/115,0m
283
1866,0816,0
200
1
Ekvivalentna horizontalna sila
kN5,01002
0,89
283
1VH Edi
Kriterij pomian nepomian okvir
Uvjet za nepomian:
10F
F
Ed
crcr
Ed,HEd
Edcr
h
V
H.
Zbroj vertikalnog optereenja:
kN27210020,89P2LqV ddEd .
Zbroj horizontalnog optereenja:
kN105,029HHH idEd .
Konstanta za analizu okvira:
259,0800
600
26011
8923
L
hk
b
c
c
b
.
Pomak vrha stupa okvira
10259,0
1259,02
260110002112
600H
k
1k2
E12
h 3
Edc
3
Ed,H
cm46,4Ed,H
EN 1993-1-1
5.3.2(3)
Slika 5.2.
5.2.1.(3) 5.2.1.(4)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
3
Uvjet:
1095,446,4
600
272
10cr
.
Okvir je klasificiran kao pomian. Uinke 2. reda treba uzeti u obzir.
Analiza okvira
95,4cr > 3,0
Elastina analiza 1. reda, metoda poveanog momenta uslijed bone pominosti. MEd, VEd i NEd izraunati elastinom analizom 1. reda, slika I.2.
Slika I.2. M, V i N dijagrami od pojedinanih djelovanja
EN 1993-1-1
5.2.2.(5)
38 38
MEd kNm
36
VEd kN 6,4 6,4
36 6
,4
NEd kN 36 36
6,4
+ tlak + +
+
30 30
MEd kNm
7,5
VEd kN 5,0 5,0
7,5
5,0
NEd kN 7,5 7,5
5,0
+ tlak +
+
30
vlak
MEd kNm VEd kN NEd kN 100 100
+ tlak + +
a) uslijed djelovanja qd=9 kN/m
b) uslijed djelovanja Hd=10,0 kN
c) uslijed djelovanja Pd=100 kN
34
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
4
Dimenzioniranje okvira
Faktor poveanja:
25,120,01
1
/11
1
cr
.
Stup CD (najnepovoljniji)
U toki D:
kNm5,750,3025,10,38MEd ,
kN1451005,725,10,36NEd ,
kN9,120,525,14,6VEd .
Izvijanje u ravnini okvira
Duina izvijanja za nepomian mod
111 12
K
K K Kc
c
221 22
K
K K Kc
c
3
c
cc cm8,18
600
26011
LK
3
b
bb11 cm4,2
800
89235,0
L5,0KK
89,04,28,18
8,181
2 10 , (zglob)
Oitano za 89,01 i 0,12 i nepomian okvir:
96,0L/Liy
cm57660096,0L96,0Liy .
Izvijanje izvan ravnine okvira
Duina izvijanja L L cmiz 600
EN 1993-1-1
5.2.2.(5)
.K.1
(VII.-100.)
(VII.-101.)
tablica VII.21.
slika VII.-83.
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
5
Klasifikacija presjeka
Hrbat
40,1610
164
10
212172240
t
r2t2h
t
c
w
f
73,263340,16 Klasa 1.
Pojasnica
53,517
94
172
21210240
t2
r2tb
t
c
f
w
29,7953,5 Klasa 1.
Presjek je svrstan u klasu 1.
Otpornost poprenog presjeka
Otpornost presjeka na tlak:
kN37630,1
5,350,106fAN
0M
yRd,c
0,104,03763
1450,1
N
N
Rd,c
Ed .
Otpornost presjeka na savijanje:
kNm374kNcm382370,1
5,350531fWM
0M
yy,plRd,y,pl
0,120,0374
5,750,1
M
M
Rd,y,pl
Ed,y .
Otpornost presjeka na poprenu silu:
kN681
0,1
3/5,3524,333/fAV
0M
yvRd,z,pl
7,11,220,17,1242106tr2ttb2AA fwfV
2cm24,33 > 2ww cm72,240,16,2020,1th
cm6,207,120,24t2hh fw
EN 1993-1-1
Tablica 5.2.
6.2.4.(2) 6.2.4.(1) 6.2.5.(2)
6.2.5.(1) 6.2.6.(2) 6.2.6.(3) 6.2.6.(1)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
6
0,102,0681
9,120,1
V
V
Rd,z,pl
Ed,z .
Interakcija M, N i V:
kN9,12VkN341V5,0 Ed,zRd,z,pl .
Nema redukcije otpornosti zbog poprene sile.
kN145NkN941N25,0 EdRd,c ,
kN145NkN3660,1
5,350,16,205,0
fth5,0 Ed
0M
yww
Nema redukcije otpornosti zbog uzdune sile.
kNm374MM Rd,yRd,y,V,N
kNm374kNm5,75MM Ed,y,V,NEd,y .
Otpornost elementa
Otpornost elementa na izvijanje
Duine izvijanja: Liy=576 cm Liz=600 cm
Elastina kritina sila:
kN7034576
1126021000
L
EIN
2
2
2iy
y2
y,cr
kN2259600
392321000
L
EIN
2
2
2iz
z2
z,cr
731,07034
5,35106
N
fA
y,cr
yy
291,12259
5,23106
N
fA
z,cr
yz
Krivulja izvijanja oko osi y-y b 34,0
Krivulja izvijanja oko osi z-z c 49,0
22
1
EN 1993-1-1
6.2.8(2)
6.2.9.1(4)
6.2.9.1(2)
6.3.1.2(1) Tablica
6.2.
Tablica 6.1.
6.3.1.2(1)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
7
2
2,015,0
857,0731,02,0731,034,015,0 2y 767,0
731,0857,0857,0
1
22y
601,1291,12,0291,149,015,0 2z
392,0
291,1601,1601,1
1
22z
kN88620,1
5,35106767,0
fAN
1M
yyRd,y,b
kN47510,1
5,35106392,0
fAN
1M
yzRd,z,b
0,105,02886
1460,1
N
N
Rd,y,b
Ed .
0,110,01475
1460,1
N
N
Rd,z,b
Ed .
Otpornost elementa na savijanje
5,0
z2
T2cr
z
w2cr
z2
1crEI
GIL
I
I
L
EICM
kNm886kNcm88617
392321000
7,1028077600
3923
486900
600
39232100077,1M
5,0
2
2
2
2
cr
65,088617
5,351053
M
fW
cr
yyLT
Krivulja izvijanja a 21,0LT
2LT
2LTLT
LT1
EN 1993-1-1
6.3.1.2(1)
6.3.1.1(3)
6.3.1.1(1)
.K. 1
Tablica VII.30.
EN 1993-1-1
6.3.2.2(1)
Tablica 6.4.
Tablica 6.3.
6.3.2.2(1)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
8
2LTLTLTLT 2,015,0
759,065,02,065,021,015,0 2LT
869,065,0759,0759,0
1
22LT
kNm324kNcm484320,1
5,351053869,0
fWM
1M
yyLTRd,b
0,123,0324
5,750,1
M
M
Rd,b
Ed .
Interakcija M i N
0,1/M
Mk
/M
Mk
/N
N
1MRk,y
Ed,zyz
1MRk,yLT
Ed,yyy
1MRky
Ed
0,1/M
Mk
/M
Mk
/N
N
1MRk,y
Ed,zzz
1MRk,yLT
Ed,yzy
1MRkz
Ed
Odreivanje interakcijskih faktora kij (Annex B)
1MRky
Edmy
1MRky
Edymyyy
/N
N8,01C
/N
N2,01Ck
1MRkz
Ed
mLT
1MRkz
Ed
mLT
zzy
/N
N
25,0C
1,01
/N
N
25,0C
1,01k
Faktori ekvivalentnih momenata Cij
4,0M
M4,06,0C
2
1my
4,0M
M4,06,0C
2
1mLT
EN 1993-1-1
6.3.2.2(1)
6.3.2.1(3)
6.3.2.1(1) 6.3.3.(4) Tablica
B.2.
Tablica
B.3.
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
9
4,06,05,75
04,06,0Cmy
4,06,05,75
04,06,0CmLT
62,00,1/3763767,0
1458,016,0
61,00,1/3763767,0
1452,0731,016,0kyy
61,0kyy
97,0
0,1/3763392,0
145
25,060,0
1,01
96,00,1/3763392,0
145
25,060,0
291,11,01kzy
97,0kzy
0,119,000,1/374869,0
5,7561,0
0,1/3763731,0
145
.
0,132,000,1/374869,0
5,7597,0
0,1/3763392,0
145
.
Nosa BD
U toki D:
kNm5,750,3025,10,38MEd
kN7,120,525,14,6NEd
kN4,455,725,10,36VEd
U toki B:
kNm5,00,3125,10,38MEd
kN7,120,525,14,6NEd
kN6,265,725,10,36VEd
EN 1993-1-1
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
10
Klasifikacija presjeka
Hrbat
70,302,6
4,190
2,6
1528,92240
t
r2t2h
t
c
w
f
78,303870,30 klasa 2.
Pojasnica
28,48,9
9,41
8,9
2
1522,6120
t
2
r2tb
t
c
f
w
29,7928,4 klasa 1.
Presjek je svrstan u klasu 2. Otpornost poprenog presjeka
Otpornost presjeka na tlak:
kN13890,1
5,3512,39fAN
0M
yRd,c
0,101,01389
7,120,1
N
N
Rd,c
Ed .
Otpornost presjeka na savijanje:
kNm130kNcm014130,1
5,356,366fWM
0M
yy,plRd,y,pl
0,158,0130
5,750,1
M
M
Rd,y,pl
Ed,y
Otpornost presjeka na poprenu silu:
kN392
0,1
3/5,3515,193/fAV
0M
yvRd,z,pl
98,012212,39tr2ttb2AA fwfv
2cm15,1998,05,1262,0 >
EN 1993-1-1
Tablica
5.2. 6.2.4.(2) 6.2.4.(1) 6.2.5.(2) 6.2.5.(1) 6.2.6.(2) 6.2.6.(3)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
11
> 2ww cm40,1662,004,2220,1th
cm04,2298,020,24t2hh fw
0,112,0392
4,450,1
V
V
Rd,z,pl
Ed,z
Interakcija M, N i V:
kN4,45VkN196V5,0 Ed,zRd,z,pl .
Nema redukcije otpornosti zbog poprene sile.
kN7,12NkN347N25,0 EdRd,c .
kN7,12NkN2430,1
5,3562,004,225,0
fth5,0 Ed
0M
yww
Nema redukcije otpornosti zbog uzdune sile.
kNm130MM Rd,yRd,y,V,N .
kNm130kNm5,75MM Rd,y,V,NEd,y .
Otpornost elementa
Otpornost elementa na izvijanje
Duine izvijanja: Liy =L/2=400 cm Liz= L/4=200 cm
Elastina kritina sila:
kN5042400
389221000
L
EIN
2
2
2iy
y2
y,cr
kN1469200
6,28321000
L
EIN
2
2
2iz
z2
z,cr
525,05042
5,3512,39
N
fA
y,cr
yy
972,01469
5,3512,39
N
fA
z,cr
yz
Krivulja izvijanja oko osi y-y a 21,0
Krivulja izvijanja oko osi z-z b 34,0
EN 1993-1-1
6.2.6.(1)
6.2.8.(2)
6.2.9.1(4)
6.2.9.1(1)
6.3.1.2(1)
Tablica 6.2.
Tablica 6.1.
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
12
22
1
2
2,015,0
672,0525,02,0525,021,015,0 2y
916,0
525,0672,0672,0
1
22y
104,1972,02,0972,034,015,0 2z
614,0
972,0104,1104,1
1
22z
kN12720,1
5,3512,39916,0
fAN
1M
yyRd,y,b
kN8530,1
5,3512,39614,0
fAN
1M
yzRd,z,b
0,101,01272
7,120,1
N
N
Rd,y,b
Ed .
0,102,0852
7,120,1
N
N
Rd,z,b
Ed .
Otpornost elementa na savijanje
z2
T2cr
z
w2cr
z2
1crEI
GIL
I
I
L
EICM , 77,1C1 (linearna apr.)
kNm370kNcm37025
6,28321000
88,128077200
6,283
37390
200
6,2832100077,1M
5,0
2
2
2
2
cr
593,037025
5,356,366
M
fW
cr
yyLT
EN 1993-1-1
6.3.1.2(1)
6.3.1.1(3)
6.3.1.1(1)
.K. 1
Tablica VII.30.
EN 1993-1-1
6.3.2.2(1)
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
13
Krivulja izvijanja a 21,0LT
2LT
2LTLT
LT1
2LTLTLTLT 2,015,0
717,0593,02,0593,021,015,0 2LT
893,0593,0717,0717,0
1
22LT
kNm116kNcm116220,1
5,356,366893,0
fWM
1M
yyLTRd,b
0,165,0116
5,750,1
M
M
Rd,b
Ed,y .
Interakcija M i N s problemom bonog izvijanja
(I) 0,1/M
Mk
/M
Mk
/N
N
1MRk,y
Ed,zyz
1MRk,yLT
Ed,yyy
1MRky
Ed
(II) 0,1/M
Mk
/M
Mk
/N
N
1MRk,y
Ed,zzz
1MRk,yLT
Ed,yzy
1MRkz
Ed
Odreivanje interakcijskih faktora kij (Annex B)
1MRky
Edmy
1MRky
Edymyyy
/N
N8,01C
/N
N2,01Ck
1MRkz
Ed
mLT
1MRkz
Ed
mLT
zzy
/N
N
25,0C
1,01
/N
N
25,0C
1,01k
Faktori ekvivalentnih momenata Cij
EN 1993-1-1
Tablica 6.4.
Tablica 6.3.
6.3.2.2(1)
6.3.2.1(2)
6.3.2.1(1) 6.3.3.(4) Tablica
B.2.
Zavod za konstrukcije Katedra za metalne konstrukcije
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3 Kolegij: Metalne konstrukcije 3 (diplomski studij)
Separat 2: Elastina analiza II reda Mii
14
Razmatra se savijanje oko osi y-y izmeu oslonaca u ravnini:
05,75
5,0
M
M
;45,05,75
34
M
M
D
B
h
ss
4,08,01,0C smy
4,046,045,08,01,0Cmy
Razmatra se savijanje oko osi y-y izmeu oslonaca izvan ravnine:
4,08,02,0C
0
;48,05,75
36
M
M
smLTh
ss
58,048,08,02,0CmLT
46,00,1/1389916,0
7,128,0146,0
46,00,1/1389916,0
7,122,0525,0146,0kyy
0,1
0,1/1389614,0
7,12
25,058,0
1,01
99,00,1/1389614,0
7,12
25,058,0
972,01,01kzy
0,138,000,1/130717,0
5,7546,0
0,1/1389916,0
7,12
.
0,182,000,1/130717,0
5,750,1
0,1/1389614,0
7,12
.
EN 1993-1-1
Tablica
B.3.