Chiều dài không giới hạn cho Buckling xoắn bên so với sức mạnh

Đặc điểm kỹ thuật AISC 360-10 cho Nhà thép kết cấu đưa ra các quy định để tính toán độ dài không giới hạn tối đa của mặt bích nén ngăn cách thời điểm mang lại với độ uốn xoắn bên (LTB). Công thức này là (AISC 360-10, Eqn. F2-5):

Ở đâu

$L_p =$ chiều dài giới hạn phân tách thời điểm sản lượng đầy đủ và LTB bán kính hồi chuyển về -axis mô đun của Young cường độ năng suất của vật liệu
$r_y =$$y$
$E =$
$F_y =$

Giả sử rằng người ta đang sử dụng thép kết cấu thông thường, mô đun vật liệu của Young được coi là giống nhau bất kể loại thép.

Phương trình này giải quyết sao cho một loại thép có cường độ năng suất thấp hơn thực sự có thể được giằng ở khoảng cách nhỏ hơn so với thép có cường độ năng suất cao hơn . Nói cách khác, với cùng kích thước chùm tia, vật liệu có cường độ năng suất cao hơn khóa trước.

Tôi cũng đã tìm thấy điều này có thể áp dụng cho thiết kế bằng cách sử dụng mã nồi hơi và bình áp lực ASME , cụ thể là Phân khu III, Tiểu mục NF để hỗ trợ. Với các ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ năng suất và mô đun của Young được tính đến, có thể một thành viên ở nhiệt độ cao có thể khóa ở độ dài dài hơn một ở nhiệt độ phòng.

Điều này có vẻ phản trực giác với tôi. Tại sao một vật liệu yếu hơn thể hiện hành động LTB ít hơn với cùng độ dài cho trước?

Như đã thảo luận trong câu trả lời trước đó, nếu chúng ta nhìn vào đường cong của công suất mô men so với chiều dài không giới hạn, chúng ta sẽ thấy ba vùng hành vi - năng suất, LTB không đàn hồi và LTB đàn hồi (xem Hình C-F1.1 trong Hướng dẫn xây dựng thép AISC ). Điều quan trọng cần lưu ý là chúng ta chỉ có LTB không co giãn do các ứng suất dư. Đây là nơi mà thuật ngữ đến từ (các ứng suất dư được giả định là ). Cũng cần lưu ý rằng phương trình ứng suất tới hạn tại LTB đàn hồi có dạng và không phải là hàm của ứng suất. Alpha là một thuật ngữ cho sự vênh ngoài mặt phẳng của mặt bích nén và beta là một thuật ngữ cho độ cứng xoắn.$0.7F_yS_x$$0.3F_y$$\alpha + \sqrt{1+\beta}$

Vì vậy, về mặt khái niệm, chúng ta có thể nhìn vào một đường cong bất chấp các ứng suất dư - có nghĩa là chúng ta vừa tạo ra LTB vừa đàn hồi. Khi chúng tôi tăng , đường cong LTB đàn hồi vẫn giữ nguyên trong khi tăng. Kết quả là chúng ta chuyển sang LTB đàn hồi ở độ dài không nhỏ hơn. Một cách để suy nghĩ về nó là với một tăng , phải mất lực nhiều hơn để mang lại thành viên, làm cho nó nhiều khả năng nó sẽ khóa trước năng suất.$F_y$$M_p$$F_y$

Độ mảnh ( ) là tỷ lệ chiều dài của thành viên với bán kính hồi chuyển nhỏ nhất của nó. Nó nên có ý nghĩa rằng:$\lambda = L/r$

• Thành viên càng mảnh khảnh, độ bền nhựa của nó càng cần được xem xét hơn là độ bền Euler (vênh).
• Thành viên càng mảnh mai, sức mạnh Euler (oằn) của nó càng cần được xem xét hơn là sức mạnh dẻo của nó.

Nói cách khác, khi độ mảnh tăng lên, sẽ trở thành một điểm mà căng thẳng oằn nghiêm trọng trở thành yếu tố giới hạn thay vì cường độ năng suất dẻo ( ). Cường độ nén tối đa được phép là tối thiểu của cường độ năng suất và cường độ vênh . Điều này được minh họa trong sơ đồ dưới đây:$F_y$

Công thức bạn đã cung cấp đã tách thời điểm mang lại năng suất khỏi sự vênh xoắn bên (LTB) như bạn đã nêu. Đây sẽ là điểm thanh mảnh nơi cường độ tới hạn thay đổi từ cường độ dẻo sang cường độ Euler. Nếu tăng, thì điểm này trên trục x sẽ di chuyển sang trái. Điều này có nghĩa là độ mảnh sẽ nhỏ hơn và do đó chiều dài của thành viên (hoặc chiều dài giữa các điểm giằng), nên nhỏ hơn.$F_y$$\lambda$$L$

Nhìn vào công thức có vẻ phản trực giác. Nhưng điều bạn phải nhớ là nó sẽ thất bại do năng suất nhựa hoặc LTB. Và do đó, ở cường độ năng suất cao hơn, cường độ vênh giảm xuống dưới cường độ năng suất ở độ mảnh thấp hơn (chiều dài thành viên nhỏ hơn) so với cường độ năng suất thấp hơn.

Mong rằng sẽ giúp.