Quy tắc tổ hợp của Eurocode có thể sinh ra rất nhiều trường hợp tải. Mỗi tác động biến đổi lần lượt làm tác động chính trong khi các tác động khác bị giảm bởi hệ số ψ (psi), và số hoán vị nhân lên nhanh. Câu hỏi thật lòng mọi kỹ sư đặt ra lần đầu gặp ma trận tổ hợp là: tất cả những cái này có thực sự quan trọng không?
Vì sao có nhiều đến vậy
EN 1990 lập tổ hợp ULS bằng cách chọn một tác động biến đổi làm tác động chính (lấy ở giá trị đặc trưng đầy đủ) và coi phần còn lại là tác động đi kèm, giảm bởi hệ số tổ hợp ψ0. Luân phiên vai trò chính qua tĩnh tải, hoạt tải, gió và tuyết, kể đến gió theo các chiều khác nhau, và số đếm leo lên hàng chục. Mỗi tổ hợp là một câu hỏi hợp lệ tiêu chuẩn đặt ra: nếu tác động này là cái ở đỉnh trong khi các cái khác chỉ hiện diện thì sao?
Hệ số ψ là ý tưởng then chốt. Chúng mã hóa sự thật thống kê đơn giản rằng vài tác động biến đổi độc lập rất khó cùng đạt đỉnh một thời điểm, nên tác động đi kèm lấy ở giá trị giảm thay vì giá trị đặc trưng đầy đủ.
Một nghiên cứu độ nhạy
Để thấy bao nhiêu tổ hợp xứng đáng có chỗ, lấy một ví dụ cụ thể: khung một nhịp 24 m với tĩnh tải, hoạt tải, gió và tuyết, chạy mọi tổ hợp ULS theo EN 1990.
Trong mười bốn tổ hợp, chỉ ba cho nội lực khống chế. Phần còn lại luôn bị bao bởi ba cái đó.
Đó là tỉ lệ đáng chú ý, nhưng hợp lý về mặt vật lý. Khung một nhịp có một số ít tác động và hiệu ứng tới hạn - gió đẩy ngang và bốc mái, và trọng lực chất lên xà và chân cột. Phần lớn ma trận tổ hợp gồm các trường hợp mà không cái nào trong số đó ở mức xấu nhất.
Điều gì khống chế, và vì sao
Trong khung đó:
- Trường hợp gió là biến chính khống chế xà và mô men hiên - bốc gió và tải ngang là thứ khung nhẹ nhạy cảm nhất.
- Trường hợp trọng lực hoạt tải-và-tuyết khống chế chân cột, nơi tải hướng xuống và mô men của nó lớn nhất.
- Mọi cái khác rơi vào bao của hai trường hợp đó.
Kiểu - vài trường hợp khống chế - là điển hình của kết cấu đơn giản, đều đặn. Kết cấu phức tạp hơn hoặc không đều trải các trường hợp khống chế rộng hơn, chính vì vậy bạn không thể giả định kết quả.
Bài học đúng (và bài học sai)
Bài học sai là tự chọn tổ hợp và chỉ chạy ba cái bạn nghĩ sẽ khống chế. Đó là cách bạn bỏ lỡ trường hợp khống chế ở khung tiếp theo, hoặc cấu kiện bạn không lường trước.
Điều này không nghĩa là nên tự chọn tổ hợp - hãy tự động hóa chúng. Nó nghĩa là một sàng lọc nhanh cho biết nên tập trung công sức cấu tạo ở đâu.
Bài học đúng có hai phần:
- Tự động hóa toàn bộ ma trận tổ hợp. Phân tích hiện đại chạy hết chúng với chi phí rẻ, nên không có lý do cắt bớt đầu vào. Sự đầy đủ là miễn phí.
- Dùng kết quả để tập trung sự chú ý. Khi thấy hai hoặc ba tổ hợp khống chế, bạn biết nội lực nào xứng đáng cấu tạo cẩn thận và nội lực nào đã được bao thoải mái.
Để lập và kiểm tra các tổ hợp theo EN 1990, công cụ tổ hợp tải sinh đầy đủ bộ với hệ số ψ đúng. Bài quy trình tải gió bổ trợ việc suy ra tác động gió thường hóa ra là cái chính.