A Stability a globális imperfekciókat és a szerkezeti elemek imperfekcióit külön definiálja. A globális imperfekciók megadhatók egyszerű X és Y irányú dőlésként, vagy az LBA-ból kapott, skálázott kihajlási alakként. A szerkezeti elemek imperfekciói kizárólag az LBA-ból kapott, skálázott kihajlási alakként adhatók meg, további peremfeltételekkel. Mindkettőt a GMNIA használja.
A tipikus munkafolyamat:
- Futtassa le az MNA-t és az LBA-t. Az LBA eredményei nem szükségesek, ha csak az egyszerű dőlést használja.
- Tekintse át a kihajlási alakokat, és válassza ki az imperfekciókhoz relevánsakat.
- Határozza meg az imperfekciók amplitúdóját a méretezési szabvány szerint.
- Adja meg az imperfekciókat a tulajdonságtábla LBA+IMP lapján, a CHECK fülön.
- Futtassa le a GMNIA-t az imperfekciók mindkét előjelét figyelembe véve, és a legkedvezőtlenebb eredményt tekintse mértékadónak.
Az imperfekciók típusai és definíciójuk
A GMNIA-ban általában háromféle imperfekciót kell alkalmazni.
A. A szerkezet globális (eltolódási) imperfekciói
A globális imperfekció azt veszi figyelembe, hogy a szerkezet egésze sosem tökéletesen függőleges. Az oszlopok kissé kiesnek a függőlegesből, a megtámasztások nem teljesen vízszintesek, így a teljes vizsgált szerkezetrész eleve enyhén megdőlt. Ez az imperfekció főként az eltolódásra érzékeny szerkezeteknél lényeges, ahol a teljes szerkezet vízszintes elmozdulása növeli a belső erőket. Kétféleképpen adható meg:
A globális imperfekciók megadása – „Simple inclination” módszer
Az egyszerű dőlés a globális eltolódási imperfekciót a teljes szerkezet kezdeti megdöntéseként alkalmazza, LBA-eredmények és kihajlási alakok nélkül. Az LBA+IMP lapon, a Global imperfection of the structure részben adható meg a Dx és Dy dőlésekkel mm/m egységben, vagyis a globális X és Y irányú vízszintes eltolódással méterenkénti magasságra vetítve. Minden csomópont a Zero level [m] feletti magasságával arányosan, lineárisan tolódik el. A nulla szint tipikusan az alapozás vagy az oszloplábak felső síkja, ahol az eltolódás nulla.
A globális imperfekciók megadása – „Buckling shape” módszer
A Buckling shape módszer a globális imperfekciót az LBA-ból kapott kihajlási alakok skálázott kombinációjaként alkalmazza. Az LBA-t a MODEL lapon megadott peremfeltételekkel kell számítani. Az LBA+IMP lapon, a Global imperfection of the structure részben adható meg: a Method értéke Buckling shape, és meg kell adni a Buckling shape imperfection amplitude [mm] értékét, vagyis az imperfekt geometria legnagyobb eltérését.
A táblázat minden teherkombinációhoz felsorolja az alakokat a következő adataikkal:
- Factor: a kritikus teherszorzó αcr , amellyel a mértékadó teherkombinációt növelni kellene ahhoz, hogy a szerkezet az adott kihajlási alakban rugalmasan kihajoljon.
- Relevance [%]: azt mutatja, mennyire könnyen deformálódik a szerkezet az adott kihajlási alakban. A szerkezet deformálódó részének méretét hasonlítja össze a deformációhoz szükséges rugalmas energiával. Az az alak, amelyben a szerkezet nagy része kis energiával deformálódik, nagy relevanciaértéket kap. Az az alak, amely a szerkezetnek csak kis részét deformálja, vagy sok energiát igényel, alacsony értéket kap.
- Weight [-1, 1]: olyan tényező, amely bevonja a kihajlási alakot az imperfekcióba, és meghatározza az irányát. Bármely −1 és 1 közötti nem nulla érték aktiválja az alakot, az érték előjele pedig a deformáció irányát adja meg. A súlytényező megszorozza a megadott Buckling shape imperfection amplitude [mm] értéket, így az alak súlytényező × amplitúdó nagysággal érvényesül. Az üres vagy nulla cella azt jelenti, hogy az alakot nem használja a program.
Válassza ki azokat az alakokat, amelyekben a teljes szerkezet eltolódik. Ezek tipikusan a legkisebb tényezőjű és nagy relevanciájú alakok. Futtassa le a GMNIA-t a súlytényezők mindkét előjelét figyelembe véve.
B. A szerkezeti elemek imperfekciói
A szerkezeti elem imperfekciója az egyes szerkezeti elemek kezdeti ívét vagy csavarodását veszi figyelembe, a hengerlésből vagy hegesztésből származó maradó feszültségek hatásával együtt. Az LBA-ból kapott, releváns szerkezetielem-kihajlási alak formájában alkalmazzák (hajlító, csavaró, hajlító-csavaró vagy kifordulás). Az eltolódásra érzékeny szerkezeteknél a szerkezeti elemek imperfekcióit a globális imperfekcióval kombinálni kell, nem pedig helyette alkalmazni.
A szerkezeti elemek imperfekcióinak megadása
A szerkezeti elemek imperfekciói az LBA-ból kapott kihajlási alakok skálázott kombinációjaként érvényesülnek, további peremfeltételekkel. Az X és Y irányú megtámasztásokat a CBFEM szerkezeti elemekhez kapcsolódó összes szomszédos szerkezeti elem végén kell felvenni, amelyeket 1D gerendaelemek modelleznek. Ezek a megtámasztások megakadályozzák a globális kihajlási alakok kialakulását, így a kihajlási alakok az egyes szerkezeti elemek kihajlását jelentik a kapcsolódási pontjaik között. Az LBA+IMP lapon, a Member imperfection részben a Buckling shape imperfection amplitude [mm] értékével adhatók meg.
A Member imperfection részben lévő táblázat ugyanúgy működik, mint a fent leírt, globális imperfekciókhoz tartozó táblázat. Az egyetlen különbség, hogy a kihajlási alakok a további peremfeltételekkel számított LBA-ból származnak. Minden teherkombinációhoz (Loads) felsorolja a kihajlási alakokat (Shape) a kritikus teherszorzójukkal (Factor, αcr) és a Relevance [%] értékkel. A −1 és 1 közötti Weight bevonja az alakot az imperfekcióba, és megszorozza a Buckling shape imperfection amplitude [mm] értéket, az előjele pedig az irányt adja meg.
Válassza ki azokat az alakokat, amelyek a vizsgált szerkezeti elemek hajlító, csavaró, hajlító-csavaró vagy kifordulás jellegű kihajlását mutatják, és futtassa le a GMNIA-t a súlytényezők mindkét előjelét figyelembe véve.
C. Lemezimperfekciók
A lemezimperfekció az egyes lemezek, például gerincek, övek vagy merevítők kezdeti síktól való eltérését veszi figyelembe. Az LBA-ból kapott, releváns lokális kihajlási alak formájában alkalmazzák.
A lemezimperfekciók megadása
A lemezimperfekciókat ugyanabban a táblázatban kell megadni, mint a Member imperfection értékeit, külön bevitel nincs hozzájuk. Ha a táblázat tartalmaz olyan kihajlási alakokat, amelyek az övek vagy gerincek lokális lemezkihajlását jelentik, vonja be őket az imperfekcióba azzal, hogy ezekhez az alakokhoz nem nulla Weight értéket ad meg.
Az imperfekciók megjelenítése
A CHECK fül Imperfection csoportja három módot kínál az imperfekciók 3D nézetben való megjelenítésére:
- LB shape: azt a kihajlási alakot jeleníti meg, amelyik a jelenleg fókuszban lévő táblázatban és sorban szerepel.
- Partial: annak a típusnak az imperfekcióját jeleníti meg, amelynek táblázata éppen fókuszban van: globális vagy szerkezeti elem.
- Total: az összes imperfekció összegét jeleníti meg, a fókusztól függetlenül. Ez az imperfekt geometria, amely a GMNIA-ba bemegy.
Az imperfekciók amplitúdója a méretezési szabványok alapján
Minden szabvány tartalmaz útmutatást az imperfekciók meghatározásához, amelyeket a Stabilityben a GMNIA analízishez kell megadni. Az alábbiakban az Eurocode szerinti definíciók szerepelnek.
Globális (eltolódási) imperfekciók
A szerkezet globális imperfekcióit az EN 1993-1-1 5.3.2 (3) pontja írja le. A szerkezetet az alábbi ábrának megfelelően, egyenértékű eltolódási imperfekció formájában kell megdönteni.
Egyenértékű eltolódási imperfekció (az EN 1993-1-1 5.2 ábrája)
Az imperfekció szöge:
ahol:
- ϕ0 = 1/200 – az imperfekció alapértéke
- – az oszlopokra vonatkozó, a h magasságtól függő csökkentő tényező
- h – a szerkezet magassága méterben
- – az egy sorban lévő oszlopok számától függő csökkentő tényező
- m – az egy sorban lévő oszlopok száma, csak azokat az oszlopokat figyelembe véve, amelyek NEd függőleges terhe legalább az oszlop átlagos értékének 50 %-a a vizsgált függőleges síkban
A szerkezeti elemek imperfekciói
A szerkezeti elemek lokális imperfekcióit az EN 1993-1-1 5.3.2 (3) pontja írja le. Az e0 imperfekciós amplitúdót az 5.1 táblázat alapján kell számítani, ahol képlékeny analízist kell alkalmazni.
A kihajlási görbe meghatározásához a lapon a Member LBA analízisében megjelenő kihajlási alak alapján el kell döntenie, hogy:
- a szerkezeti elem túlnyomórészt nyomott, ahol hajlító, csavaró vagy hajlító-csavaró kihajlás várható, és ekkor a 6.2 táblázatot kell használni,
- vagy a szerkezeti elem túlnyomórészt hajlított és a mértékadó tönkremeneteli mód a kifordulás, és ekkor a 6.4 táblázatot kell használni.
Lokális lemezimperfekciók
Az amplitúdókat az EN 1993-1-5 C.5 pontja szerint kell felvenni. Karcsú lemezeknél a lokális imperfekció a lemezmező rövidebb támaszközének 1/200-a. Karcsú (4. osztályú) keresztmetszeteknél legalább két kihajlási alakot kombinálni kell, hogy a lokális és a szerkezetielem-kihajlás kölcsönhatása érvényesüljön.
Az imperfekciók iránya
Minden imperfekciót pozitív és negatív irányban is fel kell venni, és a kedvezőtlenebb eredmény a mértékadó. Több imperfekció kombinálása esetén az irányaik összes kombinációját számítani kell.
