Analiza statyczna

Wersja programu: Soldis PROJEKTANT X1

Analiza statyczna została przeprowadzona z użyciem superpozycji obciążeń dla kombinacji stanu granicznego nośności (SGN) i stanu granicznego użytkowalności (SGU) dla przekroju niezarysowanego (I faza).

Uruchomienie projektu

  • Po uruchomieniu programu w oknie startowym wybierz opcję Otwórz,
  • Wybierz uprzednio przygotowany model (plik .sdi, załączony na końcu niniejszego opracowania),
  • Otwórz zdefiniowaną w modelu pozycję obliczeniową stropu:
    • wybierając ją z lewego, dolnego okna Pozycje obliczeniowe,

lub

    • wybierając ją z menedżera pozycji, uruchamianego przyciskiem w prawym, dolnym rogu ekranu.

Uruchomienie obliczeń dla statyki

W programie Soldis PROJEKTANT tryb “Statyka” służy uruchomieniu analizy statycznej i prezentacji wyników sił i przemieszczeń. Wartości statyczne odczytuje się dla konkretnych zestawów kombinacji.

Wybór aktywnych kombinacji i ewentualna definicja kombinacji użytkownika nie mają wpływu na dalszy etap analizy (wymiarowanie).

Obsługa zakładki 'Analiza'


Zakładka “Analiza” umożliwia uruchomienie jednej z trzech rodzajów analizy:

  1. “Statyka” – określenie sił statycznych (momenty, tnące, przemieszczenia) na podstawie liniowej analizy sprężystej,
  2. “Wymiarowanie” – obliczenie potrzebnego zbrojenia i zarysowania w oparciu o wyniki z analizy statycznej,
  3. “Weryfikacja” – analiza nieliniowa z uwzględnieniem zarysowania oraz reologii.

Przy ikonach dla poszczególnych trybów analizy znajdują się kontrolki sygnalizujące aktualność wyników. Kolor pomarańczowy oznacza brak aktualnych wyników dla danej analizy (potrzebne przeliczenie). Kolor zielony oznacza wyniki aktualne (wybierając daną analizę, nie następuje przeliczenie).


  • Przejdź do zakładki Analiza,

1_A_RodzajeAnalizy

  • Włącz obliczenia wybierając przycisk Statyka.

Jeśli program nie wykryje żadnych błędów w modelu, obliczenia zostaną przeprowadzone. W przeciwnym wypadku wprowadź sugerowane korekty i spróbuj ponownie.

Kombinacje obciążeń

Kombinacje tworzone są zgodnie z wybraną podstawą normową – PN-B lub PN-EN. Wyboru norm wg których analizowana będzie konstrukcja dokonuje się na etapie tworzenia projektu (okno “Dane projektu”).

W każdej chwili można jednak zmienić podstawę normową wybierając odpowiednią kontrolkę w prawym dolnym narożniku programu. W przypadku zmiany podstawy normowej, dopasowaniu ulegają współczynniki obliczeniowe dla wszystkich grup obciążeń.

W prezentowanym przykładzie konstrukcja obliczana jest wg norm PN-EN (Eurokod). 1_A_Norma

  • Pozostań w zakładce Analiza,
  • Z okna Kombinatoryka wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki,

1_A_KombinatorykaUstawienia

  • Wybierz ikonę podglądu dla SGN – Kombinacja podstawowa,

1_A_Płyta_KombinacjeSGNpodstawowaPodgląd

Program zdefiniował kombinacje obciążeń SGN wg PN-EN 1990. W kombinacjach występują górne i dolne wartości obliczeniowe obciążeń stałych. Obciążenia zmienne, jeśli występują, występują jako wiodące.

1_A_Płyta_KombinacjeSGNpodstawowa

  • Zamknij okno podglądu,
  • W oknie Ustawienia kombinatoryki wybierz ikonę podglądu np. dla SGU – kombinacja charakterystyczna,

Program zdefiniował kombinacje obciążeń SGU wg PN-EN 1990. Obciążenia stałe występują ze współczynnikiem obliczeniowym równym 1.0. Obciążenia zmienne, jeśli występują, występują ze współczynnikiem obliczeniowym równym 1.0.

  • Zamknij okno podglądu.

Możliwe jest również utworzenie własnych kombinacji obciążeń, w tym celu w oknie “Ustawienia kombinatoryki” wybierz “Kombinacje użytkownika” i zdefiniuj kombinacje.

Przeglądanie wyników w postaci map

W programie Soldis PROJEKTANT wyniki prezentowane są w postaci izolinii lub map ukazujących wartości średnie na elementach (ustawienie domyślne). W przypadku relatywnie dużych elementów skończonych zalecane jest użycie izolinii (czasochłonne przy dużych modelach).

Wyniki prezentowane są zgodnie z lokalnymi układami współrzędnych (LUW) przypisanymi do paneli (domyślnie przypisany jest układ globalny (GUW)). Jeśli LUW przypisany do panelu nie pokrywa się z GUW to wyniki są transformowane (tj. rzutowane) na kierunki LUW. W konsekwencji:

  • wartości statyczne prezentowane są w kierunkach w których następnie zostanie dobrane zbrojenie,
  • możliwe są nieciągłości między poszczególnymi panelami.

Stan graniczny nośności (SGN)

Wyniki dla kombinacji obciążeń stanu granicznego nośności stanowią podstawę doboru zbrojenia.

  • Pozostań w zakładce Analiza,
  • Z okna Kombinatoryka wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki 
    • W oknie ustawień wybierz jako aktywne SGN – Kombinacja podstawowa,

  • W oknie Kombinatoryka wybierz Włącz kombinatorykę obciążeń,

1_A_Kombinatoryka_Wł

  • Pozostań w zakładce Analiza, przejdź do okna z wynikami dla płyt,

1_A_StatykaWynikiSiłyPrzemieszczenia

  • Wybierz odpowiednią wartość statyczną np. Mx.

Program wyświetli komunikat o prezentacji wyników zgodnie z układami współrzędnych przypisanymi do paneli.

1_A_SiłyWewLUW

Program wyświetli mapę wartości danej wartości statycznej.

  • Chcąc poznać ekstremalną wartość danej wartości statycznej, należy w oknie Kombinatoryka włączyć odpowiedni przycisk – Min lub Max,

1_A_Kombinatoryka_MinMax

W przykładzie, ze względu na przegubowe podparcie stropu, kluczowe są wartości sił i przemieszczeń w przęśle płyty. Te, ze względu na kierunek działania obciążenia (-Z), mają wartości ujemne. Chcąc więc poznać ekstremum sił i przemieszczeń przęsłowych, należy wybrać przycisk “Min (Wyświetl wartości minimalne)”.

  • W celu zmiany prezentacji wyników (wielokąty/izolinie, wartość min/max itp.) w oknie z wynikami wybierz Ustawienia wyświetlania wyników,

1_A_StatykaWynikiSiłyPrzemieszczenia_Ustawienia

  • W oknie Ustawienia wykresów przejdź do zakładki Mapy i dopasuj parametry. W przykładzie pozostawiono domyślne ustawienia.

Poniżej zaprezentowano wyniki minimalnych sił statycznych w analizowanej płycie dla kombinacji SGN.

Rys. 1: Mapy sił przekrojowych

Konwencja znakowania sił przekrojowych w konstrukcjach płytowych:

  • Mx [kNm/m] – moment zginający wywołujący naprężenia σx w płaszczyźnie normalnej do osi X układu,
  • My [kNm/m] – moment zginający wywołujący naprężenia σy w płaszczyźnie normalnej do osi Y układu,
  • Mxy [kNm/m] – moment skręcający wywołujący naprężenia τxy w płaszczyźnie normalnej do osi X układu,
  • Qx [kN/m] – siła ścinająca wywołująca naprężenia τxz,
  • Qy [kN/m] – siła ścinająca wywołująca naprężenia τyz,

Stan graniczny użytkowalności (SGU)

Stan graniczny użytkowalności w świetle PN-EN 1992-1-1 polega na ograniczeniu naprężeń, ograniczeniu zarysowania oraz ograniczeniu przemieszczeń elementu. Kontrolę ugięć w stanie niezarysowanym można przeprowadzić z poziomu analizy wyników statyki.

W poniższym przykładzie przyjęto ograniczenie ugięć równe 1/500 rozpiętości elementu dla quasi-stałej kombinacji obciążeń.

Graniczne wartości ugięć wg PN-EN 1992-1-1


W p. 7.4.1(4) i p. 7.4.1(5) wspomnianej normy znajdują się graniczne wartości przemieszczeń elementów żelbetowych. Oblicza się jest dla quasi-stałej (prawie-stałej) kombinacji obciążeń. Graniczne wartości ugięć wynoszą:

    • 1/500 rozpiętości elementu, gdy ugięcia mogą powodować uszkodzenie przylegających do siebie części konstrukcji (czyli np. ściany działowe niższych kondygnacji, oszklenia),
    • 1/250 rozpiętości elementu, gdy ww ryzyko uszkodzeń nie występuje.

Przytoczone zapisy zawierają sformułowania (“Właściwą granicą ugięcia […] jest zwykle 1/500 rozpiętości”, “[…] wygląd i ogólna przydatność konstrukcji mogą być niezadowalające”), które zdają się dopuszczać pewną (nieokreśloną) odchyłkę od wskazanych wartości granicznych ugięć.

Dodatkowo, przytoczone zapisy normowe nie są oznaczone symbolem “(P)”, który określa zasady, od których nie może być odstępstw.

Posiłkując się powyższymi zapisami Projektant w każdym przypadku musi samodzielnie przyjąć graniczną wartość ugięć dla kombinacji quasi-stałej.


  • Pozostań w zakładce Analiza,
  • Z okna Kombinatoryka wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki,
  • W oknie ustawień wybierz jako aktywne SGU – Kombinacja quasi-stała,

1_A_Kombinatoryka_KombinacjeSGUQuasi

  • W oknie Kombinatoryka wybierz przycisk Min (Wyświetl wartości minimalne),

1_A_Kombinatoryka_MinMax

  • Pozostań w zakładce Analiza, przejdź do okna z wynikami dla płyt,

1_A_StatykaWynikiSiłyPrzemieszczenia

  • Wybierz ikonę Przemieszczenia,

Program wyświetli mapę wartości przemieszczeń w kierunku Z (GUW).

  • W celu wyboru przemieszczeń kątowych (obroty wokół osi X lub Y) lub zmiany układu współrzędnych (w tym wypadku zwrot osi Z jest ten sam dla GUW i LUW) rozwiń listę znajdującą się pod przyciskiem Przemieszczenia i wskaż odpowiednią wartość.

Poniżej zaprezentowano wartości minimalnych ugięć i obrotów płyty:

Rys. 2: Mapy deformacji

W stanie niezarysowanym warunek ograniczenia ugięć jest spełniony. 

2.97 mm < 5200 mm / 500 = 10.40 mm

Ocena ugięć w stanie zarysowanym zostanie wykonana przy omówieniu modułu “Weryfikacja”.

Etapy pracy nad modelem i analizy

Załączniki do pobrania

Plik Opis Rozmiar pliku Pobrania
sdi Strop_Pracujący_Jednokierunkowo 552 KB 48

Leave a Comment