Skip to main content

Proiectarea grinzilor și a stâlpilor din oțel ușor

Independent de montanții panourilor, o centură (grindă) sau un stâlpișor (stâlp) din model poate fi proiectat cu o secțiune din oțel ușor. Calculul se face prin metoda lățimii efective (EGM), cu eforturile din anvelopa de element finit ale elementului (M3, V2, N; la stâlp, în plus M2) — este varianta pentru oțel ușor a fluxului grinzilor și stâlpilor din oțel. Pentru proiectarea panourilor, consultați articolul Proiectarea panourilor și a montanților din oțel ușor.

info

În ce ediții? Calculele pentru oțel ușor se găsesc în ediția StatiCAD Ultimate.

1. Atribuirea secțiunii​

  1. În fereastra Proprietățile centurii (stâlpișorului), din căsuța Tip element bifați opțiunea „Oțel ușor” (alături de opțiunile lemn și oțel).
  2. Pentru secțiune, deschideți fereastra Profil de fabrică și, sub Cold Formed, alegeți categoria C, Z, U, C+, Sigma sau Sigma+. Cele 527 de profile din tabelele predefinite sunt listate în forma „CC C200x80x16x2”, „ZZ Z200x60x15x2”, „UU U200x94x4”, „CPLUS C+200-89x25x15x4”, „SIGMA S200-50x67x16x2”, „SIGMAPLUS S+200-55x95x25x15x4”.
  3. Alegeți profilul și apăsați Atribuie; desenul secțiunii (conturul real), proprietățile brute (A, Ix, Iy din catalog) și mărimile de torsiune apar automat. Ca material se atribuie o clasă de oțel (de ex. S235, S355); Fy și E se citesc din acest material.
  4. Rulați analiza; rezultatele apar în lista de avertismente de analiză și în raport.

2. Combinații de încărcări​

Solicitările se preiau, în plus față de combinațiile programului, și cu combinațiile HCBTİE 4.3.1 — YDKT (LRFD): 1,4G; 1,2G + 1,6Q + 0,5S; 1,2G + 1,6S + 1,0Q; dacă există vânt, 1,2G + 1,0Q + 0,5S + 1,6W și 0,9G + 1,6W; GKT (ASD): combinațiile ASCE 7 corespunzătoare. Astfel, coeficienții combinațiilor verticale din proiect (implicit 1,0G + 1,0Q) nu rămân insuficienți pentru elementele din oțel ușor. În raport se scrie numele combinației determinante; marcajul „[1.2G+1.0Q]” sau „[GKT]” arată că coeficienții combinației programului au fost convertiți în funcție de metodă.

note

În lista combinațiilor TBDY nu există cazul de încărcare din vânt: pentru ca vântul să intre în proiectarea grinzilor și a stâlpilor trebuie selectate cazurile de încărcare și combinațiile definite (altfel se emite un avertisment). Săgeata grinzii se calculează din combinațiile de serviciu fără coeficienți (G + Q, G + S). Metoda de proiectare (YDKT/GKT) provine din aceeași setare de proiect ca la montanții panourilor.

3. Verificări​

ElementSolicitări (anvelopa analizei)Lungimi de flambajVerificări
GrindăM3, V2, NLx = deschiderea; lungimea nesprijinită lateral în funcție de semnul momentului: Lb+ = lungimea elementului sau Le introdus de utilizator (dacă talpa superioară este legată de placare, la moment pozitiv nu apare flambaj lateral cu răsucire), Lb− = distanța de susținere laterală a tălpii inferioare (dacă nu se introduce nimic, Lb+); Cb din diagrama de momente (1 la consolă și când Lb < L)M+/Md+ și M−/Md− cu semn, V/Vd, P/Pd + M/Md (Ec. 4.8.4), încovoiere + forfecare simultane (Ec. 4.8.5/4.8.6, la numitor Mdlo), strivirea inimii la reazem (4.8.3), necesitatea rigidizatorului 7.4, săgeata L/K și săgeata numai din încărcarea utilă L/250 (Tabelul 7.1), vibrații (7.5)
StâlpN, M3, M2, V2KLx = KLy = înălțimea de nivel (K = 1) sau introdusă de utilizatorN/Pd, P/Pd + Mx/Md,x + My/Md,y (Ec. 4.8.4), V/Vd, avertisment KL/r > 200; la stâlpul întins T/Td (Ec. 4.8.1/4.8.2)
  • Rezistența la încovoiere este cea mai mică dintre liniile de flambaj general (lateral cu răsucire), local și distorsional; rezistența la compresiune se determină la fel.
  • La stâlp, capacitatea la încovoiere pe axa slabă se calculează separat, din secțiunea efectivă, pentru cele două direcții.
  • Suficiența rigidizatorului de margine (buză) se verifică conform HCBTİE 4.9.3; dacă există reducere, aceasta se scrie în nota de subsol a raportului.
  • Secțiunile care nu satisfac condițiile de secțiune transversală din HCBTİE Capitolul 3 (de ex. la secțiunile cu raportul buză/talpă < 0,20 buza se ignoră) sunt menționate în nota de subsol a raportului.
  • Pentru datele de intrare specifice grinzii de planșeu (legarea de placare, distanța de susținere laterală a tălpii inferioare, forma reazemului, lungimea de rezemare, rigidizatorul, antretoazele) și pentru detaliile verificărilor, consultați articolul Planșeu din oțel ușor: grinzi de planșeu și diafragmă.
  • Secțiunea Z se calculează ca pană/grindă încovoiată pe axa perpendiculară pe inimă; la secțiunea U, deoarece nu există buze, tălpile se iau ca elemente nerigidizate și nu apare linia distorsională; la secțiunile C+ și Sigma+, revenirea de la capătul buzei este luată în calcul ca parte a rigidizatorului de margine.

4. Reținerea la rotire a placării​

La grinzi și stâlpi se poate lua în considerare și reținerea la rotire (kφ) pe care placarea o oferă tălpii: în proprietățile elementului (la grindă fila Lemn2, la stâlp fila Lemn) în căsuța „Oțel ușor: reținerea la rotire a placării” se introduc tipul placării, distanța dintre elemente, rigiditatea la încovoiere a plăcii, pasul șuruburilor și, la nevoie, valoarea kφ definită de utilizator.

  • Se consideră că placarea introdusă există pe ambele tălpi; la elementele cu o singură talpă placată lăsați „Nedefinit”.
  • La elementele de margine la care placa se află doar pe o parte a elementului (de ex. grinda de planșeu de margine), introduceți jumătate din rigiditatea la încovoiere a plăcii.
  • Condiții: pasul șuruburilor ≤ 305 mm și distanța dintre elemente ≤ 625 mm; în caz contrar se ia kφ = 0, iar motivul se scrie în raport.

5. Rapoarte​

Dacă în proiect există grinzi sau stâlpi din oțel ușor, în grupul Rapoarte elemente din oțel ușor apar paginile Proiectarea grinzilor din oțel ușor (EGM) și Proiectarea stâlpilor din oțel ușor (EGM): numele elementului și secțiunea, geometria (L, Lb / KL, zveltețea, A, I), metoda și materialul, solicitările și combinațiile determinante, încovoierea (general / local / distorsional → Md; la grindă, momentul pozitiv și cel negativ separat), forfecarea, interacțiunea axial + încovoiere, săgeata la grindă, liniile pentru strivirea inimii, rigidizatorul de inimă și vibrații, liniile de compresiune la stâlp și nota cu ipoteze.

6. Biblioteca de profile de oțel ușor predefinite​

Profilele se citesc din fișierul HafifCelikProfil.txt din folderul de instalare. Tabelul conține cele 527 de secțiuni predefinite de oțel ușor: C (89), Z (90), U (88), C+ (87), Sigma (90), Sigma+ (83); înălțime 100–400 mm, grosime 1,0–4,0 mm.

Fiecare rând conține codul de tip (1 = C, 2 = Z, 3 = U, 5 = Sigma, 8 = C+, 9 = Sigma+), geometria completă (H, A, B, C1, C2, D revenire, E, F, G, T, R) și proprietățile de secțiune din catalog (greutate, A, Ix, Wx, ix, Iy, Wy, iy, ex, ey). În lista de montanți ai panourilor sunt oferite doar secțiunile C, C+, Sigma și Sigma+. În proiectare, A, Ix, Iy brute se iau din coloanele catalogului; coloanele de geometrie se folosesc în calculul lățimii efective, al torsiunii și al flambajului distorsional.

info

Adăugarea propriilor profile: Fișierul este în format text simplu; rândurile care încep cu # sunt comentarii. Vă puteți adăuga propriile profile cu aceeași organizare a coloanelor (geometria în mm, proprietățile secțiunii în unități cm, separator zecimal punct). Dacă coloanele de catalog se lasă goale sau 0, proprietățile se calculează din geometrie (model cu colțuri ascuțite, cu câteva procente mai mari).

# Tip|Ad|H|A|B|C1|C2|D|E|F|G|T|R|Agirlik_kgm|Alan_cm2|Ix_cm4|Wx_cm3|ix_cm|Iy_cm4|Wy_cm3|iy_cm|ex_cm|ey_cm
1|C200x80x16x2|200|80|80|16|16|0|0|0|0|2|3|5.9|7.51|471.93|47.19|7.91|60.29|10.51|2.83|2.26|0
5|S200-50x67x16x2|200|67|67|16|16|0|50|15|25|2|3|5.89|7.5|430.94|43.09|7.55|32.56|7.46|2.08|2.34|0

7. Domeniu și ipoteze​

  • Se calculează doar secțiunile din tabelul de profile predefinite (HafifCelikProfil.txt); dacă se atribuie o secțiune care nu există în bibliotecă, calculul este marcat insuficient, cu nota „kütüphanede yok” (nu există în bibliotecă).
  • Calculul grinzii se bazează pe ipoteza că încărcarea trece prin centrul de forfecare sau că răsucirea este limitată prin îmbinări (HCBTİE Capitolul 5). La grinzile C, U și C+, dacă cele două tălpi nu sunt legate efectiv de placare, trebuie prevăzută o legătură suplimentară împotriva răsucirii.
  • Secțiunea Z se calculează doar pentru încovoierea pe axa perpendiculară pe inimă; încovoierea pe axa principală și comportarea biaxială fără susținere laterală nu sunt modelate.
  • La stâlp, la întindere aria netă se ia egală cu aria brută; găurile pentru șuruburi și rezistența îmbinării trebuie verificate separat.
  • Forța axială artificială (compozită) produsă împreună de decalajul axei grinzii și de diafragma rigidă se scade din forța axială la proiectarea grinzilor din oțel ușor (vezi Planșeu din oțel ușor: grinzi de planșeu și diafragmă).

8. Întrebări frecvente​

Primesc avertismentul „… hafif çelik kiriş/kolon hesabı yapılamadı: kesit kütüphanede yok” (calculul grinzii/stâlpului din oțel ușor nu a putut fi efectuat: secțiunea nu există în bibliotecă). Elementului i s-a atribuit o secțiune din afara tabelului de profile predefinite. Alegeți o secțiune din categoria C, Z, U, C+, Sigma sau Sigma+, sub Profil de fabrică → Cold Formed.

Primesc avertismentul „… hafif çelik kiriş yetersiz (M/Md=… V/Vd=… sehim=…)” (grinda din oțel ușor este insuficientă, săgeată=…). Măriți secțiunea sau revizuiți datele de susținere laterală (Le). Dacă la grinda de planșeu talpa superioară este legată continuu de placare, bifați acest lucru în fila Oțel ușor; la moment pozitiv, flambajul lateral cu răsucire dispare.

În raportul profilului U, liniile distorsionale scriu „yok” (inexistent). La secțiunea U fără buze, linia de flambaj distorsional nu se aplică; aceste linii sunt pentru tălpile cu rigidizatori de margine.

La stâlp apare linia „Çekme” (Întindere). Stâlpul este întins în cel puțin o combinație. Rezistența la întindere se calculează cu ipoteza arie netă = arie brută; găurile și rezistența îmbinării trebuie verificate separat.