Wymiarowanie

Opis problemu

Wymiarowanie wspornika kratowego.

Metody

Wymiarowanie przekrojów wiązara, należy przeprowadzić zgodnie z EN-1993-1. Warunki nośności powinny być spełnione w każdym przekroju, dla każdej kombinacji obciążeń. Na pas górny i skratowanie dobrano profile RK. Na pas dolny, ze względu na możliwość wyboczenia pod wpływem ściskania, dobrano obrócony profil RPKomentarzZwiększenie sztywności, ze względu na możliwość wyboczenia z płaszczyzny.. Wymiarowanie obejmuje sprawdzenie nośności przekrojów, nie obejmuje wymiarowania połączeń między elementami.

SGN: Współczynniki długości wyboczeniowej określono zgodnie z załącznikiem BB normy EN-1993-1.

Tab.1: Parametry wyboczeniowe.

Przyjmuje się domyślne parametry zwichrzenia: element wolnopodparty widełkowo, obciążenie równomiernie rozłożone.

SGU: Przyjęto, że ugięcie całkowite wspornika, liczone jako maksymalne przemieszczenie pionowe węzłów, nie powinno przekraczać L/150 (L – rozpiętość dźwigara).

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Należy zdefiniować parametry wymiarowania poszczególnych elementów i dobrać dla nich odpowiednie przekroje. Wymiaruje się najbardziej wytężony pręt z danej grupy. W przypadku wspornika, największe siły wewnętrzne wystąpią w elementach przypodporowych – ich wytężenie jest decydujące dla SGN. Elementy na drugim (wolnym) końcu doznają największego przemieszczenia, którego wartość zadecyduje o spełnieniu warunku SGU dobranych przekrojów.

Przy zmianie przekrojów zmienia się rozkład sił wewnętrznych w kratownicy, dlatego wymiarowanie może być procesem iteracyjnym. Na Rys.1. pokazano które pręty z poszczególnych grup podlegały analizie:

Rys.1. Pręty poddawane analizie

SGN – Pas górny

Reguły wymiarowania

• Z paska głównego wybierz zakładkę Analiza.
• W panelu Analiza wybierz Wymiarowanie.
• W panelu Narzędzia wymiarowania wybierz tryb Obwiednia.

Tryby generowania kombinacji określają ilość i rodzaj kombinacji branych pod uwagę podczas analizy konstrukcji. Po dokładny opis wybierz: Informacje o trybach generowania kombinacji)

• Kliknij dwukrotnie LPM w dany pręt, program automatycznie dobierze regułę na podstawie profilu i otworzy okno wymiarowania.

Parametry wymiarowania

• W nowym oknie, wybierz ikonę Parametry elementu.

• Efekt szerokiego pasa: brak – efekt nie wystąpi.
• Współczynniki interakcji zginania i ściskania: wybierz Metoda 2 – metoda zalecana w załączniku krajowym.

• • Ograniczenie przemieszczeń:
    • W płaszczyźnie układu w kolumnie max u/L zamień wartość L/350 na L/150. W L [mm] podaj 3200.
    • Prostopadle do płaszczyzny układu odznacz – nie nastąpi przemieszczenie.
  • Opcje połączenia: bez zmian – nie ma istotnego wpływu.
  • Warunki konstrukcyjne: wpisz 250 – ograniczenie smukłości elementów ściskanych.
  • Żebra usztywniające: brak
    

• Z paska ikon wybierz Długość wyboczeniowa.

• • Długość wyboczeniowa: sposób wyznaczania Użytkownika.
  • Zamocowanie w płaszczyźnie układu:
    • Współczynnik długości wyboczeniowej: wpisz 0.9.
    • Długość elementu: wybierz Według schematu.
  • Zamocowanie prostopadle do płaszczyzny układu:
    • Współczynnik długości wyboczeniowej: wpisz 1.0.
    • Długość elementu: wybierz Użytkownika i wpisz w Lcol [m] wartość 3.2.KomentarzPas górny jest dołączony do budynku wspornikowo, a połączone z nim przegubowo płatwie nie zapewniają geometrycznej niezmienności. Dlatego, w zasadzie, długość wyboczeniowa pasa górnego jest dużo większa. Jednak, jest to element przede wszystkim rozciągany, ewentualna siła ściskająca, mogąca wystąpić jest bardzo mała.
      

• Z paska ikon wybierz Zwichrzenie.

• • Sposób wyznaczenia: wybierz ENV 1993-1-1:1992.
  • Sposób definiowania: wybierz według tabeli.
  • W tabeli wybierz Obciążenie równomiernie rozłożone (pierwszy wiersz).
  • Sposób przyłożenia obciążenia wybierz pierwszą opcję i zatwierdź Ok.

SGN – Pas dolny

Procedura ustalania parametrów wymiarowania jest analogiczna do procedury dla pasa górnego . Ze względu jednak na obrócony profil następują pewne zmiany. Wyrażenie Układ odnosi się do lokalnego układu osi profilu (który jest odwrócony) nie globalnego układu wspornika. Przykład: Przemieszczenie z płaszczyzny układu odpowiada przemieszczeniu w płaszczyźnie wspornika, gdyż kierunek Y układu profilu odpowiada kierunkowi Z układu globalnego.

Reguły wymiarowania

• Kliknij dwukrotnie LPM w dany pręt, program automatycznie dobierze regułę na podstawie profilu i otworzy okno wymiarowania.

Parametry wymiarowania

• W nowym oknie, wybierz ikonę Parametry elementu.

• • Efekt szerokiego pasa: brak – efekt nie wystąpi.
  • Współczynniki interakcji zginania i ściskania: wybierz Metoda 2 – metoda zalecana w załączniku krajowym.
  • Ograniczenie przemieszczeń:
    • W płaszczyźnie układu: odznacz – nie nastąpi przemieszczenie
    • Prostopadle do płaszczyzny układu: w kolumnie max u/L zamień wartość L/350 na L/150. W L [mm] podaj 3200.
  • Opcje połączenia: bez zmian – nie ma istotnego wpływu.
  • Warunki konstrukcyjne: wpisz 250 – ograniczenie smukłości elementów ściskanych.
  • Żebra usztywniające: brak
    
• Z paska ikon wybierz Długość wyboczeniowa.

• • Długość wyboczeniowa: sposób wyznaczania Użytkownika.
  • Zamocowanie w płaszczyźnie układu:
    • Współczynnik długości wyboczeniowej: wpisz 0.9.
    • Długość elementu: wybierz Według schematu.
  • Zamocowanie prostopadle do płaszczyzny układu:
    • Współczynnik długości wyboczeniowej: wpisz 1.0.
    • Długość elementu: wybierz Użytkownika i wpisz w Lcol [m] wartość 1.6.
  • zatwierdź zmiany Ok.

• Z paska ikon wybierz Zwichrzenie.

• • Sposób wyznaczenia: wybierz ENV 1993-1-1:1992.
  • Sposób definiowania: wybierz według tabeli.
  • W tabeli wybierz Obciążenie równomiernie rozłożone (pierwszy wiersz).
  • Sposób przyłożenia obciążenia wybierz pierwszą opcję i zatwierdź Ok.

SGN – Skratowanie

Procedura ustalania parametrów wymiarowania jest taka analogiczna jak dla pasów. Jedyne różnice:

• W oknie Parametry elementu odznacz ograniczenia przemieszczeń – wystarczy ograniczenie dla pasów.
• W oknie Długość wyboczeniowa > Sposób wyznaczania ustal wg. ENV 1993-1-1:1992 i zatwierdź Ok.

SGU – Pasy

Największe przemieszczenia wystąpią na wolnym (niezamocowanym) końcu wspornika. Dlatego ograniczenia ugięć należy dokonać dla innych elementów (Rys.1.).

• W panelu Narzędzia wymiarowania wybierz Przypisz regułę.

• Wybierz regułę Dopuszczalne przemieszczenia.
• Wskaż dwa skrajne pręty pasów i kliknij Zastosuj.
• Z paska ikon wybierz Ustawienia ograniczeń.
  • Włącz Ograniczenie przemieszczeń po kierunku y i w polu Limit [m] podaj 0.02 (~L/150).
  • Zatwierdź zmiany Ok.
• Z paska ikon wybierz Kombinacja obciążenia.
  • Ustaw Wyniki dla kombinatoryki > (PN-EN 1990:2002) SGU – Kombinacja charakterystyczna.
  • Zatwierdź zmiany Ok.
• W oknie Reguły projektowania wyświetlone jest wytężenie elementów (30% i 29%) ze względu na zadane ograniczenia. Warunek jest spełniony, zamknij okno wymiarowania klikając Ok.

Dobór przekroju

W obszarze kreślenia wyświetlony schemat konstrukcji. Poszczególne elementy mają przypisaną regułę wymiarowania i określony stopień wytężenia. Warunki nośności ze względu na SGN i SGU są spełnione, lecz wytężenie przekroju jest nierównomierne (pas dolny 93%, pozostałe grupy < 60%).

• W celu zmiany przekroju wejdź w okno wymiarowania danego pręta i w zakładce Przekrój z rozwijanej listy Zamień na: wybierz odpowiedni profil.
• Po każdej zmianie profilu w panelu Narzędzie wymiarowania kliknij Przelicz.KomentarzPrzy zmianie przekrojów zmienia się rozkład sił wewnętrznych w kratownicy

Procedurę optymalizacji konstrukcji kratowej przedstawiono w 2486.

Załączniki do pobrania

Plik	Opis	Wielkość pliku	Pobrania
stalowe_zadaszenie_2d		697 KB	315