1. Allmänt
I FEM-Design kan vanliga krafter (punkt-, linje- och ytlaster) placeras antingen på den teoretiska excentriska axeln eller en fysisk axel (tyngdpunkt) för ett element. Beroende på inställningarna kan detta ge olika resultat. I denna artikel tittar vi på några exempel på balkar med olika förutsättningar.
2. Var finns inställningarna?
Inställningarna för excentricitet för stångelement finns på fliken "End conditions".
Figur 1. Balkexcentricitetinställningar
Här har vi flera alternativ. Först har vi valet mellan om ändvillkoren ska tillämpas på den teoretiska excentriska axeln (bort från elementet) (1) eller på den fysiska axeln (vid sektionens tyngdpunkt) (2).
För betongelement finns det ett alternativ att beakta den excentricitet som orsakas av sprickbildning i Cracked section-analysen (3).
Sedan kan vi välja om båda ändarna av elementet är lika, eller om vi vill ha olika villkor för start och slut av elementet (4).
Vi kan också välja ändstyvheter för den valda änden (antingen Start, Slut eller båda ändarna) (5).
Slutligen kan vi ställa in en excentricitet antingen genom att manuellt skriva in siffran eller klicka på de gröna prickarna i ikonen till höger (6).
För laster finns inställningarna för excentricitet i dialogen standardinställningar för den relevanta lasten:
Figur 2. Lastexcentricitetsinställningar
3. Exempel
I exemplen använder vi en 4 m lång balk, tvärsnitt HEA200, material S355. Den har ingen egenvikt applicerad. Den har en jämnt fördelad last på 10 kN/m och en axiell last på 20 kN. Vi använder elastisk 1:a ordningens analys. Vi visar både resultatet av stångmodellen och bredvid det en teoretisk illustration av hur det skulle kunna se ut i verkligheten (i skalmodellen).
Figur 3. Schematisk belastningsfigur
I exemplen använder vi fritt upplagda balkar. Stödens styvheter är följande:
Figur 4. Stödstyvheter för balken
Exempel 1: Centrisk balk med centrisk last (referens).
I det första exemplet använder vi den centriska balken med den centriska lasten (normalfallet). Här kan du förvänta dig att resultaten blir som för en fritt upplagd balk. Detta är ett referensfall som vi kan jämföra med.
Figur 5. Centrisk balk, translationer
Figur 6. Centrisk balk, reaktioner
Figur 7. Centrisk balk, snittkrafter
Figur 8. Centrisk balk, förskjutningar och rotationer
Den teoretiska, illustrativa referensmodellen skulle se ut på följande sätt.
Figur 9. Centrisk balk, illustrerande skalmodell
Figur 10. Centrisk balk, deformation av illustrerande skalmodell
Exempel 2: Centrisk balk med excentrisk last
Om vi skulle aktivera excentriciteten för lasterna, skulle det se ut exakt som i referensexempel 1 ovan. Eftersom det inte finns någon excentricitet inställd för balken, har alternativet för excentrisk last ingen effekt och lasten fungerar som om den är centrisk.
Exempel 3: Excentrisk balk med last applicerad på fysisk axel
I detta exempel lägger vi till en excentricitet på 200 mm till balken. Inställningarna ser ut så här:
Figur 11. Balkexcentricitetsinställning som används i följande exempel
Belastningen kommer att appliceras på den fysiska axeln (tyngdpunkten). Detta innebär att vi INTE markerar rutan "Applicera på den excentriska axeln/ytan". Belastningen kommer att vara centrerad till själva balken, men den kommer faktiskt att vara excentrisk till stöden (eftersom balken också är excentrisk till stöden). Det är bättre att visualisera detta när man tittar på skalmodellen nedan.
Här är resultaten för balkberäkningarna
Figur 12. Excentrisk balk - centrisk last, translationer 
Figur 13. Excentrisk balk, centrisk last, reaktioner
Figur 14. Excentrisk balk, centrisk last, snittkrafter
Figur 15. Excentrisk balk - Centrisk last, förskjutningar och rotationer
Den teoretiska, illustrativa referensmodellen skulle se ut på följande sätt. 
Figur 16. Excentrisk balk - centrisk last, illustrerande skalmodell
Figur 16. Excentrisk balk - centrisk last, translationer av illustrerande skalmodell
Med denna illustrativa skalmodell är det lätt att se varför balken hade vridning Mt eller varför det finns ett konstant Mz' moment i balken. Alla de förskjutningar som vi såg i balkens resultat är också synliga här.
Exempel 4: Excentrisk balk med excentrisk last
I detta exempel använder vi samma excentriska balk som i föregående exempel, men båda lasterna kommer att appliceras på den excentriska axeln den här gången. Detta innebär att vi kryssar i rutan “Apply on the eccentric axis/surface”.
Figur 18. Excentrisk balk - excentrisk last, translationer
Figur 19. Excentrisk balk - excentrisk last, reaktioner
Figur 20. Excentrisk balk - excentrisk last, snittkrafter
Figur 21. Excentrisk balk - excentrisk last, förskjutningar och rotationer
Den teoretiska, illustrativa referensmodellen skulle se ut på följande sätt.
Figur 22. Excentrisk balk - excentrisk last, illustrerande skalmodell
Figur 23. Excentrisk balk - excentrisk last, deformationer av illustrerande skalmodell
Med denna illustrerande skalmodell är det återigen lätt att se varför balken hade variabelt torsionsmoment Mt och hur balken är vriden i mitten. Även övriga förskjutningar som vi såg på balkens resultat är synliga här.