Wymiarowanie

Opis problemu

Wymiarowanie drewnianego wiązara dachowego.

Metody

Wymiarowanie przekrojów wiązara, przeprowadzono zgodnie z PN-EN 1995:2010. Dobrane profile powinny zapewnić spełnienie warunków stanów granicznych nośności i użytkowalności w każdym przekroju, dla każdej kombinacji obciążeń.

Zaprojektowano wiązar z drewna litego – materiałowy częściowy wspł. bezpieczeństwa γ_M=1.3.

Przyjęta klasa użytkowania konstrukcji: S2KomentarzWilgotność materiału odpowiadająca temperaturze 20°C, wilgotność względna otaczającego powietrza przekracza 85% tylko przez kilka tygodni w roku..

Największy udział w wytężeniu konstrukcji ma obciążenie stałe (ciężar własny i ciężar pokrycia), dlatego przyjęto klasę trwania obciążenia „Stałe”. (Tabl.2.1. EC)KomentarzZgodnie z załącznikiem krajowym, klasa trwania obciążenia dla obciążenia śniegiem - 'Średniotrwałe', dla obciążenia wiatrem - 'Krótkotrwałe'.

Zgodnie z EC współczynnik długości wyboczeniowej (μ) pasów w obu płaszczyznach przyjęto 1.0, dla skratowania natomiast przyjęto μ_y=0.8 i μ_z=1.0. W pasie wiązara występują niewielkie momenty zginająceKomentarzObciążenie na wiązar jest przekazywane poprzez kontrłaty - zamodelowano je więc jako równomiernie rozłożone., dlatego należy sprawdzić możliwość ich zwichrzenia. Przyjęte parametry: belka swobodnie podparta, obc. równomierne przyłożone na górnej powierzchni. Długość zwichrzeniowa równa odległości między węzłami.

Założono wykonanie wiązara bez wygięcia konstrukcyjnego, zadano graniczne ugięcie równe L/300.

Wymiarowanie obejmuje sprawdzenie nośności przekrojów, nie obejmuje wymiarowania połączeń między elementami. Złącza na płytki kolczaste wymagają jednakowej szerokości przekrojów pasów i skratowania.

Procedura (Soldis PROJEKTANT v8.5)

Definicja parametrów wymiarowania i dobór odpowiednich przekrojów. Wymiarowaniu poddano najbardziej wytężony element/odcinek z danej grupy (Rys.1. i Rys.2.).

Przy zmianie przekrojów zmienia się rozkład sił wewnętrznych w kratownicyKomentarz'Sztywniejszy element przejmuje większą siłę' oraz jej ugięcie, dlatego wymiarowanie może być procesem iteracyjnym.

Rys.1. Obwiednia sił normalnych

Rys.2. Pręty poddawane analizie

KOMENTARZ: Pasy ściskane i zginane powinno się sprawdzić dla dwóch sytuacji: (1) M_max+N_odp i (2) N_max+M_odp. W tym przypadku ekstremalne siły występują w jednym przekroju. Pręty skratowania mogą podlegać rozciąganiu i ściskaniu siłami o porównywalnej wartości, dlatego do analizy wybrano tylko pręt najbardziej ściskany.

Pas górny

Reguły wymiarowania

• Z paska głównego wybierz Analiza > 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.

• Klasa trwania obciążenia dla SGN > Stałe.
• Klasa użytkowania konstrukcji > 2.
• Ogranicz smukłość do: 150 (element ściskany).
  
• Ograniczenie przemieszczeń > Prostopadle do osi
  • max u/L > L/300.
  • L [mm] > 9960.0.
• Z paska ikon wybierz Długość dla wyboczenia/zwichrzenia.
  
• Zdefiniuj parametry zgodnie z rysunkiem poniżej.

Pas dolny

Parametry wymiarowania ustala się tak samo jak dla pasa górnego, z dwoma różnicami:

• Definiując parametry elementu – dezaktywuj (odznacz kontrolkę) warunek Ogranicz smukłość do: – pas dolny jest rozciągany.
• Definiując parametry zwichrzeniowe – Miejsce przyłożenia obciążenia > dolna powierzchnia belki.

Skratowanie

Parametry wymiarowania ustala się tak samo jak dla pasa górnego, z dwoma różnicami:

• Definiując parametry wyboczeniowe – Wspł. długości wyboczeniowej w płaszczyźnie μ > Y-Y > 0.8.
• Definiując parametry zwichrzeniowe – Rodzaj belki i obc. > Swobodnie podparta, stały moment zginający.
  

Dobór przekroju

W obszarze kreślenia wyświetlony jest schemat konstrukcji. Poszczególne elementy mają przypisaną regułę wymiarowania i określony stopień wytężenia. Warunki nośności są spełnione z dużym  zapasem (Wytężenie: pas górny 91%, pas dolny 28%, skratowanie 52%) dlatego zdecydowano się zmniejszyć przekroje.

• W przypadku profili o przekroju definiowanym, należy bezpośrednio zmodyfikowaćKomentarzBrak jest gotowych katalogów/bibliotek jak w przypadku np. przekrojów walcowanych. wymiary poprzez Edytor profili.
  • Kliknij 2xLPM w odpowiedni profil w zakładce Profile z lewej strony ekranu.
  • Kliknij 2xLPM w rysunek profilu i zmień wartość H [mm] lub S [mm].
• Po każdej zmianie profilu w panelu Narzędzie wymiarowania kliknij Przelicz.KomentarzPrzy zmianie przekrojów zmienia się rozkład sił wewnętrznych w kratownicy
• Po zmianie przekroju pasa dolnego na 200×50[mm] i skratowania na 125×50[mm] wytężenie wiązara przedstawia się następująco: Do efektywnego określenia najbardziej optymalnych przekrojów służy moduł Optymalizacja.

Załączniki do pobrania

Plik	Opis	Wielkość pliku	Pobrania
budynek_wielorodzinny		865 KB	463