Żebro - Definicja modelu

Definicja geometrii

Metody

Zgodnie z przyjętą koncepcją modelu obliczeniowego [1561] praca żebra opisana jest poprzez element belkowy, który wymaga wskazania osi elementów (zbioru środków ciężkości wszystkich przekrojów). Ze względu na konieczność zdefiniowania wewnętrznych podpór (podpora może być zdefiniowana tylko w węźle), żebro musi zostać podzielone na szereg mniejszych elementów o długości zgodnej z rozstawem wsporników (podpór).

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Schemat dwuprzęsłowy

  • Z paska głównego wybierz zakładkę Modelowanie.
  • W panelu Elementy wybierz Rysuj Pręty.python_2019-06-22_14-49-40 - Copy
  • Aby narysować pierwszy węzeł przesuń kursor nad obszar kreślenia i naciśnij LPM.
  • [a] Następnie przesuń kursor w prawo w celu uaktywnienia śledzenia kątowego i wpisz długość 4.2.długość4.2
  • Następnie kliknij LPM na zdefiniowany pręt i w pasku narzędzi wybierz Podziel pręt.2-3-1
  • W oknie dialogowym zaznacz Podział równomierny i wpisz 2 w Ilość elementów.
  • Po kliknięciu OK element zostanie podzielony na dwie równe części.

Schemat trzyprzęsłowy

  • Postępuj zgodnie z procedurą dla schematu dwuprzęsłowego, podając długość 6.3m i dzieląc pręt na 3 równe elementy

Zdefiniuj naprzemiennie 3 geometrie żeber o schemacie dwuprzęsłowym i 2 o schemacie trzyprzęsłowym.

Definicja podpór

Metody

Podparcie żebra, jako elementu belkowego, realizowane jest przez podpory punktowe (połączenie żeber z wspornikami). W modelu numerycznym podpory mogą być zdefiniowane tylko w węzłach. Przyjęte rozwiązanie konstrukcyjne podpór pośrednich umożliwia pewien ich przesuw (np. pod wpływem temperatury), dlatego zamodelowano je jako przesuwne. Skrajnym podporom zablokowano możliwość przesuwu, w celu zachowania geometrycznej niezmienności układu (płatew połączona na 2 śruby).

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Podpory przegubowe przesuwne

  • Z paska głównego wybierz zakładkę Modelowanie.
  • W panelu Podpory rozwiń listę rodzajów podpór.
  • Z listy wybierz Podpora przesuwna.
  • W oknie Zaznacz wybierz WszystkieZastosuj.Zaznacz-Zastosuj
  • W oknie Podpory kliknij OK.

Podpory przegubowe nieprzesuwne

  • Zaznacz wszystkie lewe skrajne podpory (oraz przedskrajną żebra środkowego) klikając w nie LPM.
  • Wybierz Edycja podpór.
  • W oknie Podpory wybierz Zamień na przegubowe nieprzesuwne i Ok.nieprzesuwne

Definicja profilu

Metody

Definicja profilu stanowi niezbędne uzupełnienie opisu modelu żebra [1561] o cechy geometryczne i materiałowe. Dlatego też, profil w programie Soldis PROJEKTANT stanowi złożenie definicji przekroju belki oraz materiału z którego została wykonana. Przekroje oraz materiały można dobierać z gotowych bibliotek/katalogów, lub definiować samodzielnie. W przypadku analizowanego żebra należy zdefiniować stały na długości elementu, jednogałęziowy profil dwuteowy IPN80 wykonany ze stali S235, pochylony o 3º  w stosunku do osi globalnego układu współrzędnych.

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Definicja przekroju

  • W zakładce Profile, z lewej strony ekranu, wybierz Utwórz nowy profil.dodajprofil
  • Pojawi się okno Edytor profili, w którym aktualny będzie nowo definiowany profil.
  • Widoczny w środku okna domyślnie wybrany przekrój zaznacz klawiszem LPM i usuń klawiszem Delete.
  • Zdefiniuj materiał podstawowy i profil.
    • Z górnego paska wybierz Profil > Materiał podstawowy.
    • Rozwiń katalogi Standardowe, Stal, następnie wybierz S 235 i Ok.
    • Z górnego paska wybierz Profil > Dodaj profil.
    • Rozwiń katalogi Walcowane, Dwuteownik, następnie wybierz IPN80 i Ok.
  • W zakładce Pozycja, w polu Kąt [st] wpisz 3kkat3

Nazwa profilu

  • Ustal zdefiniowany profil jako aktualny, klikając w jego opis LPM.
  • Ponownie kliknij w LPM w opis, wprowadź nazwę profilu Żebro i zatwierdź.
  • Zamknij edytor.Żebro-profil

Przypisanie przekroju do konstrukcji

  • Zaznacz wszystkie pręty
    • [Sposób 1] Kliknij LPM trzymając kursor myszy w lewym górnym rogu obszaru z prętami, a następnie rozwiń prostokąt zaznaczenia tak, aby objął wszystkie pręty i kliknij ponownie LPM.
    • [Sposób 2] Przesuń kursor myszy nad pierwszy pręt i kliknij LPM, czynność powtórz dla pozostałych prętów.
  • Z paska narzędzi wybierz Zmień profil.zmienprof
  • W oknie Menadżer profili wybierz profil Żebro i Ok.

Definicja obciążeń

Metody

Rozpatrywane żebra znajdują się w osiach 1-5/A-D. Wszystkie obciążenia modelowane są jako liniowe, równomiernie rozłożone. Przyjęto, że kierunek działania obciążeń przechodzi przez środek ścinania przekroju.

Grupy obciążeń ustalono w 1657. Podstawy do zebrania obciążeń i zestawienie obciążeń powierzchniowych przedstawiono w 1559. Obciążenia zebrano przy pomocy narzędzia Kalkulator obciążeń (1713) i sprowadzono do obciążeń liniowych, przemnażając je przez rozstaw żeber (0.8m).

Obciążenie wiatrem działa w innej płaszczyźnie niż pozostałe obciążenia (zgodnie osiami lokalnego układu współrzędnych przekroju). Pominięto korektę wartości składowej po kierunku Z ze względu na pomijalną różnicę (1/cos(3º)=1.001), oraz pominięto składową po kierunku Y.

Dla skrajnych żeber wartość obciążenia zaspą śnieżną pobrano z zestawienia utworzonego narzędziem Kalkulator obciążeń. Dla żeber wewnętrznych wartości interpolowano, zgodnie z Rys.1.

Tab.1: Zestawienie obciążeń na żebra.

Rodzaj obciążenia Obc. powierzchniowe [kN/m2] Obc. liniowe [kN/m]
Ciężar własny
Pokrycie  0.530 0.424
Śnieg równomiernie 0.720 0.576
Śnieg nierównomiernie 3.600 1.440
2.064 0.826
Temp. lato
Temp. zima
Wiatr A ssanie  -0.417 -0.334
Wiatr A parcie  0.315 0.252
Wiatr B ssanie -0.708 -0.283
Wiatr B parcie 0.916  0.366
Wiatr C ssanie  -0.759 -0.607
Wiatr C parcie 0.565 0.452

Obciążenia powierzchniowe działające na skrajne żebra należy przemnożyć przez 0.4m (mniejsza powierzchnia, z której zbierają obciążenie). W Tab.1. kursywą zaznaczono te przypadki, które oddziałują tylko na żebra skrajne (wiatr na połaci B i ekstremalne obciążenia zaspą śnieżną). Jako, że norma PN-EN 1991-1-4 nie podaje jak traktować pola narożne przy obciążeniu wiatrem, przyjęto, że należą one do połaci B dachu.

Zaspa

Rys.1: Zaspa śnieżna – sprowadzenie do obciążenia liniowego.

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Ciężar własny

Ciężar własny jest automatycznie uwzględniany przez program, na podstawie zdefiniowanego materiału i przekroju elementu. Istnieje jednak możliwość wyłączenia/włączenia jego uwzględniania.

  • Z paska głównego wybierz zakładkę Modelowanie.
  • W panelu Obciążenie wybierz Uwzględnienie ciężaru własnego.python_2019-06-22_14-56-00 - Copy (2)
  • W oknie Zaznacz wybierz Wszystkie, Zastosuj i Uwzględniaj.

Definiując uwzględnianie ciężaru własnego grupa obciążeń “Ciężar własny” nie musi być aktualna, ani aktywna

Obciążenie liniowe

  • W oknie Obciążenia kliknij LPM na żądanej grupie i wybierz Ustal aktualną.
  • Z paska głównego wybierz zakładkę Modelowanie.
  • W panelu Obciążenie wybierz Równomiernie rozłożone wzdłuż osi X.python_2019-06-22_14-52-06
  • Wskaż odpowiednie pręty, klikając w nie LPM i w oknie Zaznacz wybierz Zastosuj.

Pobranie z Kalkulatora obciążeń

  • [a] W opcji Wartość [kN/m] wybierz Pobierz wartość z zestawienia obciążeń.

    • W oknie Kalkulator obciążeń, wybierz odpowiednie obciążenie (definicja przypadków: 1713) i Ok.
    • Ustal wartość mnożnika jako 1.0, zaś dla żeber skrajnych 0.5 (o połowę mniejsza powierzchnia, z której zbierają obciążenie).

Definicja ręczna

  • [b] W opcji Wartość [kN/m] w polach A i B podaj odpowiednią wartość obciążenia.

    • W przypadku obciążenia pokryciem, ustal wartość zgodnie z Tab.1. Dla żeber skrajnych podaj wartość dwukrotnie mniejszą.
    • W przypadku obciążenia zaspą żeber pośrednich, ustal wartość zgodnie z Rys.1.

Obciążenie temperaturą

  • W oknie Obciążenia kliknij LPM na żądanej grupie Temp. lato i wybierz Ustal aktualną.
  • Z paska głównego wybierz zakładkę Modelowanie.
  • W panelu Obciążenie wybierz Obciążenie temperaturą.
  • W oknie Zaznacz wybierz Wszystkie i Zastosuj.
  • Wybierz Pobierz z zestawienia i z okna Kalkulator obciążeń wybierz Obciążenie termiczne lato.
  • Mnożnik ustal jako 1.0 i zatwierdź.templato
  • Ustal jako aktualną grupę obciążenia Temp. zima i zdefiniuj obciążenie zgodnie z powyższą procedurą. W oknie Kalkulator obciążeń wybierz Obciążenie termiczne zima.

Załączniki do pobrania

Plik Opis Rozmiar pliku Pobrania
sdi Żebro - definicja modelu 57 KB 505

Następne:

Leave a Comment