2.7 Členěný prut s rámovými spojkami

Posuďte centricky tlačený sloup složený ze dvou profilů IPE 240 (3D model, 867kB), zatížený silou . Prut je 8 m dlouhý, osová vzdálenost mezi rámovými spojkami je 800 mm. Na obou koncích prutu jsou klouby. Je užito oceli S 235, . Průřezové hodnoty pro navržený profil :
Zatřídění průřezu V našem případě platí pro stojinu I profilu: a pro přečnívající části pásnic , průřez spadá do třídy 1.	Analýza systémem ANSYS Podobně jako u příkladu 2.2 je třeba analýzu provést ve třech krocích. Statická analýza s vlivem předepnutí od normálového napětí (PSTRES, ON) Eulerovská stabilitní analýza, která určí tvar vybočení sloupu. Sloupu se zadá počáteční imperfekce podle tvaru vybočení (GEOMETRY UPDATE) a provede se geometricky nelineární výpočet. Pokud by byla výrazně překročena mez kluzu materiálu, je potřeba v závěrečné fázi provést geometricky i fyzikálně nelineární výpočet.
Vybočení kolmo k hmotné ose y Štíhlost při vybočení kolmo k hmotné ose y . Pro poměrnou štíhlost odečteme hodnotu c z tabulky pro křivku a , . Návrhová únosnost prutu, pro průřezy tříd 1, 2 a 3 se uvažuje , je rovna , . Prut pro vybočení kolmo k hmotné ose vyhoví.	Obr. 1a Obr. 1b 1a… vybočení kolmo k nehmotné ose 1b… vybočené kolmo ke hmotné ose (je řádově nižší) 3D model vybočení sloupu, 993kB
Vybočení kolmo k nehmotné ose z Uprostřed délky členěného prutu Moment setrvačnosti průřezu je roven . Efektivní moment setrvačnosti průřezu a kritická síla se spočítají Spojky s rozměry P 12 - 180 x 250 mm jsou navrženy ve vzdálenosti 800 mm . Moment setrvačnosti průřezu spojky k její vodorovné těžišťové ose je a splňuje podmínku : , Spojky jsou dostatečně tuhé, proto jejich smykovou tuhost lze stanovit jako . Při návrhu tlačených členěných prutů se uvažuje ekvivalentní geometrická imperfekce ve formě počátečního zakřivení s amplitudou e0 minimální velikosti . . Síla v dílčím prutu uprostřed jeho délky se určí z výrazu Štíhlost pásového prutu mezi spojkami se stanoví jako , pro průřezy tříd 1,2 a 3 , , pro křivku vzpěrnosti b . Únosnost dílčího prutu je rovna , Dílčí prut tedy uprostřed vzpěrné délky prutu vyhovuje.	Obr. 2 Tlakové napětí v MPa (3D model, 1,28MB) Obr. 3 Tlakové napětí ve spodní části sloupu
Členěný prut v koncovém úseku V koncovém úseku prutu působí tlaková síla i ohybový moment. Síla připadající na jeden dílčí prut je . Posouvající síla se rovná . Moment od působení spojek připadající na jeden dílčí prut Pro prut zatížený koncovými momenty je y = -1. Součinitel ekvivalentního konstantního momentu se určí pro jako ale může být , tudíž , . Pro posouzení interakce vzpěrného tlaku a ohybu platí vztah Dílčí prut v koncovém úseku vyhovuje. Členěný prut v místě spojky V místě spojky působí tlaková síla i ohybový moment. Pro posouzení interakce prostého tlaku a ohybu platí vztah . Dílčí prut v místě spojky vyhovuje. Navržený členěný prut vyhovuje.	Obr. 4 Srovnávací napětí ve spodní části sloupu – spolupůsobení rámových spojek a IPE profilů