Flambaj flexural și flambaj local al coloanelor de oțel în caz de incendiu
Flambaj flexural și flambaj local al coloanelor de oțel în caz de incendiu Diego Somaini Raport IBK nr. 344, 22 noiembrie
CUVINTE CHEIE: Analiză structurală, grinzi-coloane, flambaj flexural, flambaj local, comportament material neliniar, metode de proiectare a incendiilor, stabilitate a membrului Drepturile stabilite prin aceasta, în special cele de traducere, reimprimare, prezentare, extragere de figuri și tabele, difuzare radio, microfilmare sau duplicare în alte moduri și stocare în sisteme de prelucrare a datelor, sunt rezervate, chiar dacă sunt folosite doar parțial. Reproducerea acestei opere sau a unor părți ale acesteia este permisă, de asemenea, în cazuri individuale numai în limitele prevederilor legale ale legii drepturilor de autor din versiunea aplicabilă în prezent. Practic este supus remunerației. Încălcările sunt supuse dispozițiilor penale ale legii drepturilor de autor. Diego Somaini: Flambaj flexural și flambaj local al coloanelor de oțel în caz de incendiu Raport IBK nr. 344, 22 noiembrie 22 Institutul pentru Analiza Structurală și Proiectarea ETH Zurich, Zurich Tipărit pe hârtie fără acid Tipărit în Elveția
ÎNCORDAREA ȘI ÎNCHIDEREA LOCALĂ A CULOANELOR DIN OȚEL ÎN CAZ DE INCENDIU Institutul Diego Somaini pentru Analiză Structurală și Proiectare Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Zürich, 22 noiembrie
Cuprins Introducere. Problemă. 2 Obiectiv. 3 prezentare generală. 2.4 Delimitare. 3 2 Sarcina de ramificare a barei de flambaj 5 2. Analiza istorică. 5 2.2 Sarcina de bifurcație cu comportament liniar al materialului elastic. 6 2.3 Sarcina de bifurcație cu comportament material neliniar. 7 2.3. Modul de flambaj conform Engesser-Kármán. 8 2.3.2 Sarcina portantă a coloanelor de oțel în caz de incendiu. 9 2.4 Rezumat și concluzii. 3 Comportamentul portant al coloanelor presate cu îndoire 3 3. Revizuirea istorică. 3 3.2 Comportamentul liniar al materialului elastic. 7 3.3 Comportamentul material neliniar. 2 3.3. Model de echilibru redus. 2 3.3.2 Model de echilibru extins. 25 3.3.3 Metoda energetică pentru suporturile presate central. 29 3.4 Discuție și comparație. 34 3.4. Influența solicitărilor materiale și interne. 34 3.4.2 Influența imperfecțiunii geometrice. 38 3.4.3 Figura deformării. 39 3.4.4 Fluire. 46 3.4.5 Compararea cu testele. 48 3.5 Rezumat și concluzii. 49 4 Modele de calcul simplificate pentru flambaj 5 4. Modele de calcul existente pentru flambaj centric. 5 4 . Model elastic linear. 5 4.2 Eurocod și SIA 263 la temperatura camerei. 52 4.3 Flambaj central în caz de incendiu conform Eurocodului. 55 î.Hr.
4.4 Flambaj central în caz de incendiu conform SIA 263. 57 4.5 Flambaj flexural în caz de incendiu conform Toh (model Rankine). 57 4.6 Alte modele de calcul pentru flambaj centric. 58 4.2 Modele noi de calcul pentru flambaj în caz de incendiu. 59 4.2. Model de stres simplificat. 59 4.2.2 Model de echilibru simplificat. 65 4.3 Rezumat și concluzii. 75 5 Sarcina de bifurcație a plăcii 77 5. Revizuirea istorică. 77 5.2 Modele de calcul numeric. 8 5.2. Model cu luarea în considerare a reliefului elastic. 8 5.2.2 Modelează fără a lua în considerare relieful elastic. 83 5.3 Metode de calcul analitice simplificate. 86 5.3. Soluție de la Ilyushin. 86 5.3.2 Placă ortotropă elastică. 89 5.3.3 Model cu rigiditate a plăcii dependentă de sarcină. 93 5.3.4 Model simplificat. 98 5.4 Rezumat și concluzii. 99 6 Capacitatea portantă a secțiunii transversale 6. Analiza istorică. 6.2 Capacitatea de încărcare a plăcilor. 2 6.2. Metoda latitudinilor efective. 2 6.3 Rezistența secțiunii transversale. 6 6.3. Secțiuni transversale goale dreptunghiulare. 6 6.3.2 Deschideți secțiunile I sau H. 2 6.4 Interacțiunea dintre flambaj și flambaj. 6 6.5 Compararea cu testele. 7 6.6 Rezumat și concluzii. 9 7 Rezumat și concluzii 2 7. Rezumat. 2 7.2 Concluzii. 23 7.3 Outlook. 24 vi
Anexa A Comportamentul materialului oțelului structural 27 A. Stare de tensiune tridimensională. 27 A.2 Starea de tensiune bidimensională. 29 A.3 Starea de solicitare unidimensională. 3 Anexa B Modele de calcul numeric 33 B. Model de echilibru redus. 33 B.2 Metoda energiei. 35 Anexa C Stresurile reziduale 39 C. Crearea streselor reziduale. 39 C. Relaxare datorată fluării. 43 C.2 Modificarea tensiunilor reziduale în caz de incendiu. 44 Anexa D Model de echilibru, soluție aproximativă conform Jezek 45 D. Relația încărcare-deformare. 45 D.2 Linii de stres. 48 Anexa E Exemple de calcul 49 E. Coloană încărcată central. 49 E . Model de stres simplificat. 49 E.2 Model de echilibru simplificat. 5 E.2 Coloană încărcată excentric. 53 E.2. Model de echilibru simplificat. 54 Anexa F Suporturi din aluminiu 57 Anexa G Liste 6 G. Denumiri. 6 G.2 Bibliografie. 63 vii
2 Sarcina de bifurcație a barei de flambare Compararea axelor (S235) Compararea tipurilor de oțel (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 Fig. 2-3: Stânga: Influența direcției de flambare pentru sarcina de ramificare conform Engesser-Kármán. Dreapta: Influența tipului de oțel, precum și compararea modelelor Engesser-Kármán și Engesser-Shanley. ca zveltă limită conform ecuației 2.6, flambarea are loc în domeniul elastic. Sarcina critică poate fi specificată după cum urmează: N cr θ π 2 E θ I, = ------------- pentru λ K λ Klimit, L 2 (2.7a) Pentru coloane cu o subțire legată mai mică de limita de subțire rămâne perfect dreaptă pentru un suport fără imperfecțiuni, atâta timp cât sarcina rămâne mai mică decât următoarea sarcină critică N cr θ π 2 T θ I, = ------------- pentru λ K