De kritische belasting van een kolomlid wordt bepaald door factoren zoals de lengte van de kolom, dwarsdoorsnede, materiaal, en randvoorwaarden. Er worden twee formules gebruikt om de knik van de kolom te berekenen, afhankelijk van de slankheidsverhoudingen van de kolom:

• Euler's formule voor kolomknik wordt gebruikt wanneer de slankheidsratio van het kolomlid groter is dan de kritieke slankheidsratio.
• Johnson's parabolische formule voor kolomknik wordt gebruikt wanneer de slankheidsverhouding van het kolomlid kleiner is dan de kritieke slankheidsverhouding.

Leonhard Euler was een Zwitserse wiskundige die een formule afleidde die de belasting bepaalt waarbij een kolom zal knikken. De formule is relatief eenvoudig:

Het is belangrijk op te merken dat de formule van Euler wordt gebruikt wanneer de slankheidsverhouding van de kolom groter is dan de kritische slankheidsverhouding.

J. B. Johnson ontwikkelde de parabolische formule voor kolomknik voor kolommen met een lage slankheidsverhouding. De parabolische formule van Johnson is als volgt:

De effectieve lengtewaarde (K) gebruikt in de SkyCiv Column Buckling Calculator is gebaseerd op de aanbevolen ontwerpwaarde gevonden in tabel C-A-7.1 Geschatte waarden van effectieve lengtefactor, K van de ANSI/AISC 360-22 Specificatie voor constructieve stalen gebouwen.

Als u zich in de analysefase van een engineeringproject bevindt, blijkt dat een kolom knikt, kan een ingenieur een aantal methoden proberen om de structurele integriteit te garanderen. Deze eerste methode omvat het vergroten van de afmetingen van de dwarsdoorsnede van de kolom om een ​​verbeterd draagvermogen van de kolom mogelijk te maken. Materiaalwijzigingen zijn ook mogelijk, zoals het gebruik van staal met een hogere sterkte/stijfheid zal het laadvermogen van de kolommen opnieuw verbeteren. Tenslotte kan de kolom, indien nodig, worden verstevigd, zijdelings ondersteund, of versterkt om knikken te voorkomen.

Als u een beter begrip wilt krijgen van kolomknik en de berekeningen in deze knikbelastingcalculator wilt begrijpen, dan heeft SkyCiv een gedetailleerde tutorial over Column knikken om u op weg te helpen.

• Stijfheidsmatrixcalculator
• Overspanningscalculator voor vloerbalken

Naast onze kolomknikcalculator biedt SkyCiv een breed scala aan cloud-structurele analyse- en ontwerpsoftware voor ingenieurs. Als een constant evoluerend technologiebedrijf, we zijn toegewijd aan het innoveren en uitdagen van bestaande workflows om ingenieurs tijd te besparen in hun werkprocessen en ontwerpen.

Het gebruik van de SkyCiv Column Buckling Calculator is eenvoudig. Eerste, voer de lengte en ondersteuningsvoorwaarden voor uw kolom in. Zodra dit is gebeurd, is de volgende stap het invoeren van de details van de dwarsdoorsnede van de kolom, inclusief het dwarsdoorsnedegebied en het tweede moment van het gebied. Tenslotte, u moet Young's Modulus en Yield Strength invoeren van het materiaal waaruit de kolomdoorsnede bestaat. Zodra u tevreden bent met deze klik, voert u uit om uw resultaten te krijgen.

Het knikken van de kolom treedt op wanneer een verticaal element faalt door zijdelings afbuigen (buigen) als gevolg van axiale drukbelastingen. Dit kan leiden tot plotselinge en catastrofale structurele mislukkingen. Kolom buigen, echter, is de laterale vervorming van een structureel element als gevolg van meerdere factoren (ongelijkmatige ladingen, temperatuurveranderingen). Over het algemeen, dit is een geleidelijke verandering en leidt niet noodzakelijkerwijs tot mislukking. Als u zich zorgen maakt over het knikken of buigen van de kolom, dan moet een geregistreerd bouwkundig ingenieur worden geraadpleegd om de kolommen te controleren op knikken of buigen.

De slankheidsverhouding van een kolom is de eigenschap van een verticaal element dat kan worden gebruikt om de stabiliteit van een kolom te bepalen wanneer deze wordt onderworpen aan axiale belastingen. Het wordt bepaald door de verhouding van de effectieve lengte van de kolom over zijn gyratiestraal. De slankheidsverhouding geeft een indicatie van de gevoeligheid van de kolom voor knikken of faalwijzen op basis van laterale doorbuiging.

Het knikken van een kolom is een faalwijze die over het algemeen wordt aangetroffen in kolomelementen als gevolg van hoge axiale drukbelastingen. Wanneer een kolom knikt, ervaart deze een hoge zijdelingse doorbuiging en kan deze dagelijks plotseling instorten, onvoorspelbaar vervormen, of verkreukelen. Het vermogen van een kolom om knik te weerstaan ​​kan afhangen van de factoren van de kolom inclusief de doorsnede, materiaal, ondersteunt, lengte, en slankheidsverhouding.

De kritische belasting van een kolom kan worden berekend met de parabolische Johnson-formule of de formule van Euler voor knikken van kolommen. Verschillende factoren kunnen van invloed zijn op de kritische belasting van een kolomlid, inclusief de ondersteuningsomstandigheden, lengte (en daaropvolgende effectieve lengte), dwarsdoorsnede, materiaal, en vorm. Gebruik de bovenstaande rekenmachine om de kritische belasting te bepalen met behulp van de meest relevante formule op basis van deze factoren.

De effectieve lengtefactor, vaak de k-factor genoemd, wordt door ingenieurs gebruikt om de vermindering van de kritische knikbelasting van de kolom als gevolg van de randvoorwaarden te bepalen. Gebaseerd op tabel C-A-7.1 ANSI/AISC 360-22 de volgende gemeenschappelijke effectieve lengtefactoren kunnen worden gebruikt:

• Kolommen bevestigd aan beide uiteinden: 0.65
• Kolommen aan het ene uiteinde vastgemaakt en aan het andere vastgemaakt: 0.8
• Kolommen vastgemaakt aan beide uiteinden: 1

De volledige tabel met alle ondersteuningsomstandigheden die worden gebruikt in de knikbelastingcalculator en gerelateerde effectieve lengtefactoren vindt u hieronder: