1054x
004816
2020-11-11

Pytanie

W przypadku kierunków i sił w polu wyboru „Zgrupowane” dostępne są cztery opcje umożliwiające wygładzenie sił wewnętrznych. Jakie grupowanie mam tu wybrać?


Odpowiedź:
„Zgrupowane“ wyznaczanie sił wewnętrznych podzielone jest na cztery podkomendy.

  1. u gdzie my ,mxy ,vy ,ny ,nxy
  2. v o wartości mx ,mxy ,vx ,nx ,nxy
  3. u z mx ,mxy ,vx ,nx ,nxy
  4. v gdzie my ,mxy ,vy ,ny ,nxy

Wpływ tych poleceń wyjaśniono na prostym przykładzie.

Konstrukcja:

  • Płyta jako belka-ściana
  • Rozpiętość 9 m²
  • Wysokość belki 1,5 m
  • Obciążenie skupione 20 kN w środku przęsła
  • Rozmiar oczka siatki ES 10 cm
Rysunek 01 przedstawia maksymalne i minimalne siły wewnętrzne w punkcie przyłożenia obciążenia nieuśrednionego. Oczywiście, te siły wewnętrzne są wyjątkowymi wynikami. Szczegółowe informacje na temat osobliwości można znaleźć w artykule technicznym 001503.

Aby w całości uwzględnić co najmniej dwa elementy ES dla każdej strony wprowadzania obciążenia, za pomocą obszaru uśredniania definiuje się obszar uśredniania 50/50 cm (rysunek 02).

Poniższa tabela przedstawia zmianę wygładzania dla każdej grupy z osobna. W tym celu uwzględniany jest tylko narysowany górny obszar przyłożenia obciążenia. Grupowanie 0 oznacza w tym przypadku nieuśrednione siły wewnętrzne.

 01234
nx74,9 kN/m²74,9 kN/m²47,2 kN/m²51,8 kN/m²74,9 kN/m²
ny109,0 kN/m²26,5 kN/m²109,0 kN/m²109,0 kN/m²5,8 kN/m²
nxy75,1 kN/m²30,7 kN/m²15,8 kN/m²30,7 kN/m²15,8 kN/m²

Z tabeli wynika, że kombinacja Grup 1 i 2 oraz Grup 3 i 4 jest zawsze uzasadniona w odniesieniu do sił osiowych.

Rysunek 03 pokazuje siły wewnętrzne uśrednione dla grup 1/2 i 3/4 łącznie.

W przypadku kombinacji stosowane są następujące wartości:

 1/23/41/2 i 3/4
nx47,2 kN/m²51,8 kN/m²47,1 kN/m²
ny26,5 kN/m²5,8 kN/m²5,3 kN/m²
nxy12,9 kN/m²12,9 kN/m²12,9 kN/m²

Jak już wspomniano, kombinacje 1/2 i 3/4 wykorzystują minimalne średnie siły wewnętrzne odpowiedniej grupy. Siła tnąca nxy jest obliczana na podstawie sił w kierunku normalnym, a zatem jest już wyświetlana jako "siła tnąca rozmazana" dla kombinacji 1/2 i 3/4.

Podsumowanie

W przypadku materiału o różnej sztywności i wytrzymałości, takiego jak beton zbrojony lub drewno klejone krzyżowo, kierunek wytrzymałości jest istotny dla wyboru prawidłowego grupowania. W kombinacji dla Grupy 1/2 siły wewnętrzne są uśredniane w kierunku podłużnym elementu konstrukcyjnego, w Grupie 3/4 w kierunku poprzecznym. Jeżeli element konstrukcyjny jest zorientowany w kierunku podłużnym, jak pokazano na rysunku 04, zaleca się wygładzanie w kierunku podłużnym. Jednak istotny jest tu również rodzaj przyłożenia obciążenia i nadrzędny wymiarowanie. Wszystkie grupy można wykorzystać do obliczeń materiału izotropowego oraz do wyznaczania głównych sił tnących.