P- 델타 효과를 고려한 빔을 분석하는 방법은 무엇입니까?


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P- 델타 효과를 고려하여 축 방향 하중을 지원하는 단순지지 빔에 대해 분석하고 싶습니다. 비선형 하중 케이스를 설정하고 축 하중을 적용합니다. 비선형 사례의 강성 매트릭스를 사용하여 빔의 실 하중 및 사하중에 대한 후속 분석이 선형으로 수행됩니다. 그러나 비선형 해석에서는 빔이 아래쪽으로 처지는 대신 위쪽으로 쇠약하게되어 라이브로드 및 데드로드의 영향이 완화되어 빔의 굽힘 모멘트가 줄어 듭니다.

위의 분석이 올바르게 수행되었는지 확실하지 않거나 비선형 경우 빔이 아래로 처지도록 할 수 있습니까? 빔이 중심에 가해지는 축 방향 하중과 이중 대칭을 이루는 이유에서 처짐보다는 빔 호깅이 발생하는 이유는 무엇입니까? 위의 분석을 위해 SAP 2000 v18 소프트웨어를 사용하고 있습니다.

답변:


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TL; DR - 현재 결과가 잘못 사용하기 안전하다. 축 하중뿐만 아니라 P- 델타 분석의 모든 하중을 포함하여 분석을 다시 수행하십시오 .


축 하중 "P"만 단독으로 완벽한 빔에 적용하면 P- 델타 효과가 발생하는 "델타"가 없습니다.

초기 "델타"를 생성하는 다양한 방법이 있습니다. SAP 2000을 사용한 적이 없으므로 내장 방법이 있는지 또는 어느 정도 수동으로 수행해야하는지 전혀 모릅니다. 내가 사용한 소프트웨어에서 고유 값 분석을 수행하고 첫 번째 모드 형태를 선택한 다음 결함에 대한 코드 지정 크기로 P- 델타 분석의 초기 형태로 사용합니다.

이에 대한 문제는 적절한 모드 형태를 선택하는 것입니다. 호깅 모드 형태를 선택하면 P- 델타가 호깅을 증가시키는 경향이 있습니다. 처짐 모드 모양을 선택하면 처짐이 증가합니다. 숫자 그대로, 완벽하게 직선 인 빔의 경우 소프트웨어는 서로 수치 적으로 유효하기 때문에 호깅 또는 처짐을 쉽게 선택할 수 있습니다.

우리는 지금 당신의 경우에 온다. 비선형 분석에 대해 알아야 할 중요한 것은 선형 중첩을 수행 할 수 없다는 것입니다. 이는 유효하지 않습니다. 비선형의 경우 모든 하중을 가져야합니다.

이전 방법론으로 돌아가서 축 방향 하중과 가로 하중으로 처짐을 유발하는 고유 값 분석을 수행하면 모드 모양 이 늘어납니다 (가로 방향 하중으로 인해). 모든 하중을 다시 포함하는 P- 델타 분석에서 가로 하중은 델타를 더욱 증가시켜 P- 델타 효과가 훨씬 커집니다.

굽힘 모멘트를 감소시키는 축 방향 하중을 보여주는 현재 결과는 정확하지 않으며 사용하기에 안전하지 않습니다.


"완벽하게 직선형 빔의 경우, 소프트웨어는 서로 수치 적으로 유효하기 때문에 호깅 또는 처짐을 쉽게 선택할 수 있습니다." 고유 값 분석의 경우 빔이 완전히 직선인지 여부에 관계없이 항상 "서로 유효한 숫자"입니다. 고유 벡터의 부호는 소프트웨어가 입력에서 선택할 수있는 방법이없는 한 임의적입니다 (예 : 벡터에서 1 자유도의 변위를 양 또는 음으로 변위로 규정).
— alephzero

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@alephzero-솔직히 말하면 고유 값 분석의 수학적 이론에 대한 이해가 부족합니다. 그러나 초기 처짐 결함이있는 빔이있는 경우 첫 번째 고유 값 모드 모양이 처지지 않으면 오류가 있다고 생각합니다. 이것은 유한 요소 소프트웨어에서 이러한 종류의 분석을 수행 한 경험을 바탕으로합니다.
— AndyT

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비선형 해석에서 빔이 "잘못된 방법"으로 변위 된 이유는 빔에 작용 하는 모든 하중을 정의하지 않았기 때문일 수 있습니다.

예를 들어 빔이 수평이고 축 ​​하중뿐만 아니라 자체 중량을 포함하는 경우 빔이 아래쪽이 아니라 위쪽으로 편향되면 매우 이상합니다.

나는 토목 기술자는 아니지만 일반적인 원리로서, 추가적인 "의사-선형"분석을위한 기초로 비선형 해석의 강성을 사용하려고 시도하는 것이 일부 토목 공학 코드에 의해 정당화되지 않는 한 이론적으로 "정확히 잘못되었다"고 보인다 또는 내가 알지 못하는 하중의 상대적 크기에 대한 가정.

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