Wie kann ein Strahl unter Berücksichtigung des P-Delta-Effekts analysiert werden?

Ich möchte eine Analyse eines axial belasteten einfach unterstützten Trägers unter Berücksichtigung des P-Delta-Effekts durchführen. Ich richte einen nichtlinearen Lastfall ein und übe eine axiale Last auf ihn aus. Die anschließende Analyse der Nutzlast und der Eigenlast des Trägers erfolgt linear unter Verwendung der Steifheitsmatrix aus dem nichtlinearen Fall. Die nichtlineare Analyse führt jedoch dazu, dass der Balken nach oben und nicht nach unten durchhängt, wodurch die Auswirkungen von Nutzlast und Eigenlast gemindert werden und das Biegemoment auf den Balken verringert wird.

Ich bin nicht sicher, ob die obige Analyse korrekt durchgeführt wurde, oder gibt es eine Möglichkeit, den Strahl im nichtlinearen Fall nach unten durchzubiegen? Warum kommt es eher zu einem Schwanken des Strahls als zu einem Durchhängen, da der Strahl bei axialer Belastung seines Schwerpunkts doppelt symmetrisch ist? Ich verwende die Software SAP 2000 v18 für die obige Analyse.

TL; DR - Ihre aktuellen Ergebnisse sind falsch und nicht sicher zu verwenden. Führen Sie die Analyse erneut durch, einschließlich alles Belastung in der P-Delta-Analyse, nicht nur die axiale Belastung.

Wenn Sie nur die Axialkraft "P" auf einen perfekt geraden Träger ausüben, gibt es kein "Delta" für den P-Delta-Effekt.

Es gibt verschiedene Methoden zum Erstellen eines anfänglichen "Deltas". Ich habe SAP 2000 noch nie verwendet, daher habe ich keine Ahnung, ob es eine integrierte Methode gibt oder ob Sie diese teilweise manuell ausführen müssen. In der Software, die ich verwendet habe, würde ich eine Eigenwertanalyse durchführen, die erste Modenform auswählen und sie mit einer vom Code angegebenen Größe für Unvollkommenheiten als Ausgangsform für meine P-Delta-Analyse verwenden.

Das Problem dabei ist die Auswahl einer geeigneten Modusform. Wenn Sie sich für eine Form für den Hogging-Modus entscheiden, wird das Hogging durch P-Delta tendenziell verstärkt. Wenn Sie sich für einen Durchhangmodus entscheiden, erhöht sich der Durchhang. Numerisch gesehen kann die Software für einen perfekt geraden Strahl leicht zwischen "hogging" und "sagging" wählen, da beide Werte zahlenmäßig gleich sind.

Wir kommen jetzt zu Ihrem Fall. Eine wichtige Erkenntnis zur nichtlinearen Analyse ist, dass Sie keine lineare Überlagerung durchführen können - sie ist nicht gültig. Sie müssen alle Lasten im nichtlinearen Fall haben.

Zurück zur vorherigen Methodik: Wenn Sie eine Eigenwertanalyse mit Axialbelastung und Querbelastung durchführen, die ein Durchhängen verursacht, dann die Modenform werden ein durchhängender sein (verursacht durch die Querbelastung). In der P-Delta-Analyse, die wieder die gesamte Last einschließt, erhöht die Querlast das Delta noch weiter, was einen noch größeren P-Delta-Effekt ergibt.

Ihre aktuellen Ergebnisse, denen zufolge die Axialkraft das Biegemoment verringert, sind falsch und unsicher.

In einer nichtlinearen Analyse liegt der Grund dafür, dass der Strahl "in die falsche Richtung" verschoben wurde, wahrscheinlich darin, dass Sie ihn nicht definiert haben alles die Lasten, die darauf wirken.

Wenn der Balken beispielsweise horizontal wäre und Sie das Eigengewicht sowie die Axiallast mit einbeziehen, wäre es sehr seltsam, wenn er nach oben und nicht nach unten abgelenkt würde.

Ich bin kein Bauingenieur, aber grundsätzlich scheint der Versuch, die Steifigkeit einer nichtlinearen Analyse als Grundlage für weitere "pseudo-lineare" Analysen zu verwenden, theoretisch "einfach falsch" zu sein, es sei denn, dies wird durch einige Bauingenieurvorschriften gerechtfertigt oder Annahmen über die relativen Größen der Lasten, die ich nicht kenne.