forum » ROBOT Millennium » Problemów kilka z modelem przekrycia
Autor
Post
krystek

Problemów kilka z modelem przekrycia

Ostatni wiele czasu spędzam z Robotem i mam kilka pytań na
które sam nie potrafię odpowiedzieć:
1. Zamodelowałem w module powłoka układ płaskich łuków
połączonych blachą trapezową w konstrukcji bezpłatwiowej z
belkami krawędziowymi przy podporach łuków. Niestety
pojawiają się lokalne duże siły Nxy w pobliżu podpór łuków
skrajnych( tak jakby blacha przenosiła część sił osiowych z
łuków) tzn: W mapach dla paneli siły rozkładają się
równomiernie i wynoszą ok 4 kN/m, a w 2 miejscach lokalnie
przy skrajnych łukach 19,8 kN/m. Próbowałem zmniejszyć
sztywność w łukach skrajnych (mniej obciążonych), aby
zrównoważyć ugięcia na wszystkich łukach ale zanotowałem
tylko spadek sił do 19,3kN/m. Czy jest możliwość
wyeliminowania lokalnego wzrostu sił. Siatka ES, którą
zamodelowałem ma parametry jakości Q1=Q2=0.98 dla wszystkich
paneli. Może model nie jest do końca poprawny? Jeśli nie to
jakie mógłbym wprowadzić zmiany? W razie niejasności czy
mógłbym wysłać zrzuty widoku konstrukcji i map sił Nxy dla
paneli?
2. Czy wspomniane siły Nxy to składowe poziome od obciążeń
śniegiem i obciążeniem stałym w dachach pochylonych, styczne
do powierzchni połaci?
3. Jaka jest różnica pomiędzy siłami Qxx i Qyy w działaniu
na konstrukcję, które z nich są siłami od ssania wiatru
(normalne do powierzchni)?

Leszek_J

Problemów kilka z modelem przekrycia


Przez Nxx, Nyy i Nxy oznaczane są siły memebranowe w
powloce, natomiast Qxx i Qyy to siły scinajace. Konwencja
znakowania tych sil oraz ich rysunek na wycinku powloki,
pokazane sa w helpie w dziale: Wyniki analizy konstrukcji--
>Mapy(panele) (na dole); opis sił na tej samej stronie po
kliknieciu u góry 'Szczególowe'. Konwencja znakowania
opisana jest takze w helpie w dziale: Wprowadzenie--
>Konwencja znakowania (powierzchniowe elementy).

Z opisanej przez Pana sytuacji wynika, ze wprowadzona przez
Pana powloka pracuje czesciowo jako membrana, przenoszac
czesc sil poziomych. Byc moze wystarczy odpowiednio zwolnic
powloke na krawedziach opierajacych sie na belkach (na
przesuwy, obroty), tak aby przenosila ona jedynie obc.
pionowe. Oczywiscie trzeba zapewnic poprawnosc modelu,
czyli uklad musi zawierac elementy do przeniesienia obc
poziomych (stezenia, prety laczace poszczegolne ramy itp.)

krystek

Problemów kilka z modelem przekrycia

Na początek dziękuję za szybką odpowiedź i pomoc. Wydaje mi
się jednak, że nie wszystko wyjaśniłem do końca. W
konstrukcji bezpłatwiowej głównym założeniem jest uniknąć
wprowadzania dodatkowych elementów konstrukcyjnych, w tym
stężeń połaciowych (niektóre firmy zagraniczne np. IKEA, nie
dopuszczają stosowania stężeń prętowych tarczy dachowej,
trzeba wykorzystać obudowę do przeniesienia obciążeń
wiatrowych i stabilizacji prętów). W omawianym modelu
przyjąłem podstawowe założenie, że elementem sztywnym w
płaszczyźnie ZX są łuki 3-przegybowe, natomiast w ZY blacha
trapezowa, tzn. blacha przenosi siły: Nyy,Myy,Nxy,Qxx,Qyy;
nie powinna przenosić Nxx,Mxx(sztywność blachy w kierunku
prostopadłym do rozpiętości powinna być bliska zeru).
Reasumując wyniki dla sił Nxx,Nyy,Mxx,Myy,Qxx,Qyy są na
założonym poziomie (moim zdaniem poprawne), nie zgadzają się
tylko lokalnie duże siły Nxy(w przęsłach wewnętrznych są
poprawne, w skrajnych-nie). Zwolnień nie mogę zastosować,
gdyż blacha mocowana jest bezpośrednio do dźwigarów za
pomocą gęsto rozstawionych łączników (brak możliwość obrotu,
czy przesuwu), a to znacznie odbiegało by od rzeczywistości.
Może powodem jest współosiowość paneli z blachy i dźwigarów
łukowych? W rzeczywistej konstrukcji blacha spoczywa na
dźwigarach, a nie w ich osi. Czy jest jakiś sposób, aby to
zamodelować?

Leszek_J

Problemów kilka z modelem przekrycia

Z Pana opisu, wydaje się że model jest poprawny.
Rzeczywiscie w tego typu konstrukcji ważne jest gęste i
sztywne połączenie takiego pokrycia z konstrukcją nośną.
Konieczna byłaby analiza dokładna modelu, aby sprawdzić
skąd jest wzrost sił Nxy. Może to być być spietrzenie
czysto teoretyczne, wynikajace z modelu (chociazby sposob
polaczneia panela z łukiem). Warto byłoby jednak sprawdzic
po kolei wartośc sił Nxy od poszczegolnych przypadkow
prostych i sprawdzic który z nich wpływa decydujaco na te
sily. Wydaje mi sie, ze moze to byc wiatr przylozony na
sciane szczytowa. Przeslo skrajne odksztalca sie
najbardziej i stad moga wynikac duzo wieksze sily niz w
dalszej czesci pokrycia.
Wdaje mi sie, ze wprowadzenie panela nie wspolosiowo z
lukami niewiele tutaj zmieni. konieczne byloby
zamodelowanie takiego panela odsunietego i
polaczneie 'rigid linkami' wezlow jego siatki z
wprowadzonymi wezlami na luku. Jest to na pewno
pracochlonne przy duzej konstrukcji.
Czy zadaniem w tym projekcie jest dobor blachy i
znalezienie sil dzialajacych na lączniki, czy tez
zwymiarownaie łuków nośnych?

krystek

Problemów kilka z modelem przekrycia

Oba zadania ? blacha z łącznikami i łuki. W pierwszej
koncepcji chciałem użyć żelbetowych ścian czołowych
połączonych z blachą trapezową na łączniki Hilti, jednak
wychodziły bardzo duże siły ścinające Nxy w płaszczyźnie
tarczy (wielokrotnie większa sztywność tarcz żelbetowych w
porównaniu do łuków)-nic dziwnego, to tak jak z belką
wieloprzęsłową ze skrajnymi podporami sztywnymi, a
wewnętrznymi o dużej podatności(w skrajnym przypadku tworzy
nam się belka o rozpiętości pomiędzy podporami sztywnymi). W
drugiej (obecnej koncepcji), blacha nie jest połączona z
tarczami żelbetowymi-tylko z łukami drewnianymi (drewno
klejone), tak więc w obecnym układzie nie występują siły od
wiatru działające na czoło konstrukcji, gdyż przejmą je
ściany żelbetowe (nie przekazując na dźwigary). Podjąłem
dziś próby korzystania z r-linków, jednak siły jeszcze
bardziej wzrosły (tak jak Pan pisał nic to ni dało). Czy w
r-linkach 1 węzeł podrzędny można przyporządkować do 2
głównych? Jeśli nie (mi się nie udało) to właśnie
nieciągłość powoduje wzrost sił. Modelując tylko kilka
przęseł (część konstrukcji) zauważyłem, że przy panelach
ciągłych (rozciągniętych na całej długości łuku) siły są
bardziej równomiernie rozłożone niż w zastosowanym wcześniej
modelu kilku paneli w jednym przęśle (oczywiście przy
identycznej siatce ES-ów). Spróbuję pójść w tym kierunku i
zamodelować całość konstrukcji. Dziękuję za pomoc, gdyby coś
się Panu nasunęło, będę zaglądał na forum i napiszę o
rezultatach końcowych. Do usłyszenia.

Leszek_J

Problemów kilka z modelem przekrycia

Jezeli chodzi o rigid linki, to niestety ale dany węzeł
może być zdefiniowany jako węzeł podrzędny (uczestniczący)
tylko w jednym połączeniu sztywnym.
Wracajac do modelu. Wzrost wspomnianych sil Nxy w skrajnych
przeslach, moze byc wiec znaczacy w przypadku ssania/parcia
na boczne sciany. Wowczas deformacja pola skrajnego
(niejako do rombu) bedzie znacznie wieksza niz w przeslach
posrednich (ramy posrednie zbieraja obc. z calego przesla,
skrajna z polowy przesla). Czyli rozwiazaniem mogloby byc
odpowiednie dobranie sztywnosci ram skrajnych i posrednich,
aby podobnie sie odksztalcaly przy dzialanie sil 'bocznych'
(np. odpowiednie 'pocienienie' ramy skrajnej, jezeli jej
nosnosc na to pozwala). Prosze zobaczyc na przemieszczenia
calej konstrukcji, czy niejako hala sie nie wygina
(bardziej srodek - ale rownomiernie, natomiast mniej boki)
przy dzialaniu wiatru z boku.
Sa to oczywiscie tylko sugestie, na podstawie wyobrazenia o
modelu. Powodzenia.

krystek

Problemów kilka z modelem przekrycia

Udało mi się zamodelować konstrukcję, która "pracuje tak jak
powinna" tzn. wszystkie wspomniane siły, w tym Nxy są
właściwego rzędu. Dla tego przypadku wynoszą ~6kN/m. Jak Pan
wspomniał zmniejszenie sztywności łuków skrajnych faktycznie
spowodowało zmniejszenie sił Nxy, ale tylko nieznacznie.
Najistotniejszą zmianę w wartościach sił spowodowała zmiana
paneli z blachy trapezowej. W pierwszym modelu jedno przęsło
długości 5,3m pomiędzy łukami (podział na 120 odcinków) o
rozpiętości 60m podzielone było na sześć paneli-
dopasowanych do zasięgu obciążenia wiatrem i śniegiem (o
jednakowych wartościach lub dające możliwość łatwego
modelowania obciążenia). W drugim przypadku zrezygnowałem z
podziału i na jedno przęsło przypadał jeden panel, a
nierównomierny rozkład obciążenia modelowałem obciążeniem po
konturze. Oczywiście w obu przypadkach panele podzielone
były na ES tak aby siatka była identyczna. Tak więc
najistotniejszy był właściwy model.
Za wszystkie cenne uwagi i pomoc serdecznie dziękuję.
Chciałbym podzielić się moimi spostrzeżeniami przy
modelowaniu tej konstrukcji z innymi użytkownikami Robota na
łamach forum, dlatego rozpocznę nową myśl pt. ?Konstrukcja
łukowa drewniana z pokryciem z blachy trapezowej-wnioski
użytkownika?, tak aby łatwiej było wyszukać interesujące
informacje.

Leszek_J

Problemów kilka z modelem przekrycia

Staralem sie pomoc na tyle, na ile moglem sobie wyobrazic
Pana konstrukcje. Gratuluje uzyskania prawidlowego modelu i
rezultatow. Pozostaje mi tylko potwierdzic, ze prawidlowy
model to 90% sukcesu. Dotyczy to zarowno prawidlowego
zamodelowania fizycznej (rzeczywistej) pracy konstrukcji,
jak i odpowiedniego skonstruowania modelu z punktu widzenia
MES. Zbudowanie modelu, zwlaszcza skomplikowanej
konstrukcji, wiaze sie zazwyczaj z iteracyjnym podejsciem,
w ktorym po kolejnych probnych przeliczeniach, zmienia sie
sztywnosci elementow, podatnosci i kierunki podpor,
dokladnosc siatkownaia itp itd. Dziekuje rownież za
opisanie w nowym watku swoich spostrzezen. Zalozeniem tego
typu forum bylo wlasnie stworzneie miejsca do wymiany
doswiadczen przez uzytkownikow naszych programow i ew.
wspieranie ich z naszej strony.

 
forum » ROBOT Millennium » Problemów kilka z modelem przekrycia



GRAITEC Advance Design jest w pełni rozwiniętym i łatwym w obsłudze oprogramowaniem do analizy strukturalnej MES, dedykowanym inżynierom konstruktorom pracującym w środowisku BIM. Daje możliwość projektowania każdego typu konstrukcji, kompleksowych obliczeń statycznych, wraz z wymiarowaniem elementów żelbetowych, stalowych i drewnianych. Wszystko to zgodnie z Eurokodami (posiada Polskie Załączniki Krajowe do Eurokodów) - EC0, EC1, EC2, EC3, EC5 oraz EC8.

CADKON+ BASIC jest skutecznym narzędziem CAD do edycji i przeglądania rysunków, posiada pełną kompatybilność ze wszystkimi formatami DWG. Zapewnia użytkownikom proste, naturalne i ekonomiczne rozwiązanie umożliwiające tworzenie oraz edycję rysunków.