Konstrukcja łukowa drewniana + blacha trapezowa-wnioski
Modelowana konstrukcja to układ luków trójprzegubowych z
drewna klejonego warstwowo o rozpiętości 60 m każdy w
rozstawie 5,3 m. Pokryte są blachą trapezową w konstrukcji
bezpłatwiowej (nie stosowałem płatwi i stężeń połaciowych).
Tarcza z blachy trapezowej zamknięta jest występującymi
pomiędzy przęsłami, przy podporach łuków belkami
krawędziowymi. Ściany czołowe stanowią tarcze żelbetowe
zapewniające stateczność układu łuków i przenoszące
obciążenie wiatrem od czoła budynku. Podczas modelowania,
jak i po skończeniu poprawnego modelu nasunęło mi się kilka
wniosków, z którymi chciałbym się podzielić. Niektóre na
pewno można znaleźć w pomocy, inne są oczywiste dla osób
znających tematykę MES-u, ale początkującym użytkownikom
napewno się przydadzą i dlatego postanowiłem je tu
zamieścić. Są to tylko rady (nie zasady), które na pewno
mogą pomóc w poprawnym modelowaniu konstrukcji przestrzennej
tego typu:
1. Stosowałem podział łuków na dużą liczbę odcinków
dostosowany do oczka siatki ES łączonych paneli. Pozwoliło
to uniknąć koncentracji naprężeń i zjawiska powstawania
dużych sił osiowych od obciążeń pionowych.
W tym przypadku zastosowałem podział na 120 odcinków. Taki
sam podział łuku zastosowałem dla panela z blachy
trapezowej. Naturalnie z podziałem nie można przesadzać,
gdyż zwiększy to czas obliczeń.
2. Stosowałem oczka siatki ES w postaci zbliżonej do
kwadratów dla paneli z blachy trapezowej (metoda Coonsa) i
trójkątów równobocznych dla tarcz żelbetowych. Najprościej
rzecz ujmując unikałem siatki o bardzo ostrych kątach i o
dużych dysproporcjach boków.
3. Używałem kopiowania fragmentów konstrukcji przez
przesunięcie (znacznie usprawnia modelowanie, nie spotkałem
się osobiście z błędami modelu z tego wynikłymi ? Robot
radzi sobie z tym całkiem sprawnie), natomiast unikałem
używania lustra przy kopiowaniu paneli (dla konstrukcji z
jedną lub wieloma osiami symetrii), powoduje to bowiem
zmianę orientacji krawędzi i utrudnia generację siatki w
metodzie Coonsa - trzeba wtedy generować osobno siatkę dla
paneli początkowych i odbitych.
4. Nie używałem generacji automatycznej siatki (myślę, że
można z niej skorzystać tylko przy bardzo prostych
kształtach, dużo lepiej jest trochę dopracować siatkę, gdyż
przy konstrukcjach w których skład wchodzą panele jakość
siatki ma decydujące znaczenie). Generowałem osobno siatkę
dla różniących się znacznie grup paneli (z blachy i żelbetu)
i stosowałem zagęszczenia w okolicach podpór. Otrzymałem
wtedy siatkę którą Robot szybko policzył (20 min na
AMD64,1GB RAM przy zastosowaniu obciążenia na konturze), a
informacje o siłach, naprężeniach itp. wynikłe z obliczeń są
wystarczające do celów inżynierskich.
5. Przy pierwszym podejściu do zagadnienia zamodelowałem 6
paneli łączących sąsiadujące łuki w taki sposób, aby łatwo
było mi modelować obciążenia i uniknąć stosowania obciążenia
na konturze, które zauważyłem, że zwiększa czasochłonność
obliczeń. Wartości sił wewnętrznych w panelach z blachy
trapezowej były jednak wyraźnie zbyt duże. Zamodelowałem
więc układ ponownie. Przy drugim podejściu zamodelowałem
pojedynczy panel na całym przęśle tzn. połączyłem każde dwa
sąsiadujące łuki jednym panelem z blachy trapezowej i dla
różniących się obciążeń na rozpiętości stosowałem obciążenie
na konturze. W obu przypadkach zastosowałem identyczną
siatkę ES, nie zmieniając układu łuków. W drugim modelu
wartości sił wewnętrznych okazały się zdecydowanie mniejsze
i w mojej ocenie poprawne do celów inżynierskich. Tak więc
drugi sposób modelowania podobnych układów uważam za lepszy.
Na tym chciałbym zakończyć i zachęcić innych użytkowników
Robota do podzielenia się swoimi doświadczeniami w
modelowaniu. Myślę, że wszystkim łatwiej byłoby podchodzić
do nowych zagadnień. Oczywiście nie zawsze są chęci i jest
czas, ale czasami można by.
