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.
• 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.

• Następnie kliknij LPM na zdefiniowany pręt i w pasku narzędzi wybierz Podziel pręt.

• 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 Wszystkie i 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.

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.
• 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 3

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.

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.
• 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.

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.

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.
• 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.
• 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.
• 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	Wielkość pliku	Pobrania
stalowe_zadaszenie_2d		697 KB	302