Vzpieranie v ohybe a lokálne vzpieranie oceľových stĺpov v prípade požiaru
Vzpieranie v ohybe a lokálne vzpieranie oceľových stĺpov v prípade požiaru. Správa Diego Somaini IBK č. 344, 22. novembra.
KĽÚČOVÉ SLOVÁ: Štrukturálna analýza, nosníkové stĺpy, vzpery v ohybe, lokálne vzpery, nelineárne správanie materiálu, metódy požiarneho návrhu, stabilita prvkov. Toto dielo je chránené autorským právom. Týmto sú ustanovené práva, najmä tie, ktoré sa týkajú prekladu, tlače, prezentácie, extrakcie čísel a tabuliek, rozhlasového vysielania, mikrofilmovania alebo duplikovania inými spôsobmi a ukladania v systémoch na spracovanie údajov, aj keď sú využívané iba čiastočne. Reprodukcia tohto diela alebo jeho častí je povolená iba v jednotlivých prípadoch v medziach zákonných ustanovení autorského zákona v platnom znení. Spravidla podlieha odmenám. Porušenia podliehajú trestným ustanoveniam autorského zákona. Diego Somaini: Vzpieranie v ohybe a lokálne vzpieranie oceľových podpier v prípade požiaru. Správa IBK č. 344, 22. novembra 22. Inštitút pre štrukturálnu analýzu a navrhovanie ETH Zürich v Zürichu.
Ohýbanie, ohýbanie a miestne ohýbanie oceľových stĺpov v prípade požiaru Diego Somaini Inštitút pre štrukturálnu analýzu a dizajn, Švajčiarsky federálny technologický inštitút Zürich Zürich, 22. novembra
Obsah Úvod. Problém. 2 Cieľ. 3 prehľad. 2.4 Vymedzenie. 3 2 Zaťaženie vzpernej tyče 5 2. Historický prehľad. 5 2.2 Bifurkačné zaťaženie s lineárnym chovaním elastického materiálu. 6 2.3 Bifurkačné zaťaženie s nelineárnym správaním materiálu. 7 2.3. Vzperový modul podľa Engesser-Kármána. 8 2.3.2 Únosnosť oceľových stĺpov v prípade požiaru. 9 2.4 Zhrnutie a závery. 3 Nosné správanie lisovaných stĺpov s ohybom 3 3. Historický prehľad. 3 3.2 Chovanie lineárneho elastického materiálu. 7 3.3 Nelineárne správanie materiálu. 2 3.3. Model zníženej rovnováhy. 2 3.3.2 Model rozšírenej rovnováhy. 25 3.3.3 Energetická metóda pre centricky lisované podpery. 29 3.4 Diskusia a porovnanie. 34 3.4. Vplyv materiálových a vnútorných napätí. 34 3.4.2 Vplyv geometrickej nedokonalosti. 38 3.4.3 Deformačný údaj. 39 3.4.4 Plazenie. 46 3.4.5 Porovnanie s testami. 48 3.5 Zhrnutie a závery. 49 4 Zjednodušené výpočtové modely pre vzpery 5 4. Existujúce výpočtové modely pre centrické vzpieranie. 5 4 . Lineárny elastický model. 5 4.2 Eurokód a SIA 263 pri izbovej teplote. 52 4.3 Stredové vzpery v prípade požiaru podľa Eurokódu. 55 pred Kr
4.4 Stredové vzpery v prípade požiaru podľa SIA 263. 57 4.5 Ohybové vzpery v prípade požiaru podľa Toha (Rankinov model). 57 4.6 Ďalšie výpočtové modely pre centrické vzpieranie. 58 4.2 Nové výpočtové modely pre vzpery v prípade požiaru. 59 4.2. Zjednodušený stresový model. 59 4.2.2 Zjednodušený rovnovážny model. 65 4.3 Zhrnutie a závery. 75 5 Bifurkačné zaťaženie dosky 77 5. Historický prehľad. 77 5.2 Numerické výpočtové modely. 8 5.2. Model s prihliadnutím na pružný reliéf. 8 5.2.2 Model bez zohľadnenia elastického odľahčenia. 83 5.3 Zjednodušené analytické výpočtové metódy. 86 5.3. Riešenie od Iľjušina. 86 5.3.2 Elastická ortotropická platňa. 89 5.3.3 Model s tuhosťou dosky závislou od zaťaženia. 93 5.3.4 Zjednodušený model. 98 5.4 Zhrnutie a závery. 99 6 Nosnosť prierezu 6. Historický prehľad. 6.2 Zaťaženie dosiek. 2 6.2. Metóda efektívnych zemepisných šírok. 2 6.3 Odpor prierezu. 6 6.3. Obdĺžnikové duté prierezy. 6 6.3.2 Otvorené I alebo H prierezy. 2 6.4 Interakcia medzi vybočením a vybočením. 6 6.5 Porovnanie s testami. 7 6.6 Zhrnutie a závery. 9 7 Zhrnutie a závery 2 7. Zhrnutie. 2 7.2 Závery. 23 7.3 Výhľad. 24 vi
Príloha A Chovanie materiálu konštrukčnej ocele 27 A. Trojrozmerný napäťový stav. 27 A.2 Dvojrozmerný napäťový stav. 29 A.3 Jednorozmerný napäťový stav. 3 Príloha B Numerické výpočtové modely 33 B. Model zníženej rovnováhy. 33 B.2 Energetická metóda. 35 Príloha C Zvyškové stresy 39 C. Vytváranie zvyškových stresov. 39 C. Relaxácia v dôsledku plazenia. 43 C.2 Zmena zvyškových napätí v prípade požiaru. 44 Príloha D Rovnovážny model, približné riešenie podľa Ježka 45 D. Vzťah deformácie zaťaženia. 45 D.2 Napäté čiary vzpery. 48 Príloha E Príklady výpočtu 49 E. Centrálne zaťažený stĺpec. 49 E . Zjednodušený stresový model. 49 E.2 Zjednodušený rovnovážny model. 5 E.2 Excentricky zaťažený stĺp. 53 E.2. Zjednodušený rovnovážny model. 54 Príloha F Hliníkové podpery 57 Príloha G Zoznamy 6 G. Označenia. 6 G.2 Bibliografia. 63 vii
2 Bifurkačné zaťaženie vzpernej tyče Porovnanie osí (S235) Porovnanie druhov ocele (y-y). 8,8 Eng.-Sh. S235 Eng.-Sh. S46.6.6.4.4.2.2.5.5 2 2.5.5.5 2 2.5 Obr. 2-3: Vľavo: Vplyv smeru vybočenia pre zaťaženie vetvenia podľa Engesser-Kármán. Vpravo: Vplyv typu ocele, ako aj porovnanie modelov Engesser-Kármán a Engesser-Shanley. ako medzná štíhlosť podľa rovnice 2.6 nastáva vybočenie v oblasti pružnosti. Kritické zaťaženie možno určiť nasledovne: N cr θ π 2 E θ I, = ------------- pre λ K λ Klimit, L 2 (2,7a) Pre stĺpy so súvisiacou štíhlosťou menšou ako medza štíhlosti zostáva pre podporu bez nedokonalostí dokonale rovná, pokiaľ zaťaženie zostáva nižšie ako nasledujúce kritické zaťaženie N cr θ π 2 T θ I, = ------------- pre λ K