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 RP. 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.

Grupa prętów W płaszczyźnie Z płaszczyzny
Długość wyboczeniowa Lcr Wspł. μ Długość wyboczeniowa Lcr Wspł. μ
Pas górny L0 0.9 4xL0 1.0
Skratowanie L0 1.0 L0 1.0
Pas dolny L0 0.9 2xL0 1.0

 

Długość wyboczeniowa pasów z płaszczyzny układu wynika z rozstawu stężeń bocznych. Długość L0 jest długością teoretyczną elementu w rozpatrywanej płaszczyźnie (w modelu obliczeniowym – odległość między węzłami).

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:SGNSGU

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: brakparam pas górny
  • 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. mała.Żebrodłwyb
  • 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: brakpas dolny param
  • 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.Pas górny
    • 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.

5

  • 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.sguwspornik
  • 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%).Wytężenie

  • 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.

Procedurę optymalizacji konstrukcji kratowej przedstawiono w 2486.

Załączniki do pobrania

Plik Opis Wielkość pliku Pobrania
sdi stalowe_zadaszenie_2d 697 KB 248