Podpory węzłowe

Struktura odprowadza swoje obciążenia przez podpory do fundamentów. Bez oparcia wszystkie węzły byłyby swobodne i nieograniczone w ich przemieszczeniach i obrotach. Aby węzeł działał jako podporach, przynajmniej jeden ze stopni swobody musi być zablokowany lub ograniczony przez sprężynę. Ponadto węzeł musi być częścią powierzchni lub pręta.

Wymuszone odkształcenia węzła są możliwe tylko dla odpowiednio podpartych węzłów.

Jeśli chcesz przypisać nieliniowe właściwości do podpory węzłowej, możesz zdefiniować kryteria awarii dla sił rozciągających lub ściskających, rozdarcia i płynięcia, lub wykresy pracy i sztywności.

Symbol nazewniczy niestandardowej podpory węzłowej wskazuje zablokowane stopnie swobody. Następujące typy podparć są wstępnie zdefiniowane:

• Przegubowe
• Stałe
• Przesuwne
• Przesuwne w X'
• Przesuwne w Y'

Podstawowe

Zakładka Podstawowe zarządza podstawowymi parametrami podparcia.

Układ współrzędnych

Każda podpora węzłowa posiada lokalny układ współrzędnych, który jest standardowo równoległy do globalnych osi X, Y i Z. Jeśli utworzyłeś niestandardowy układ współrzędnych lub zdefiniowałeś go za pomocą przycisku , możesz również użyć tego układu odniesienia.

Warunki podparcia

Warunki podparcia są podzielone na stopnie swobody 'Translacyjne' i 'Rotacyjne'. Pierwsze opisują podparcia w kierunku osi podparcia, drugie zaciski wokół tych osi.

Aby zdefiniować podparcie lub zacisk, zaznacz pole kontrolne dla odpowiedniej osi. Zaznaczenie symbolizuje, że stopień swobody jest zablokowany i przemieszczenie lub obrót węzła w lub wokół danego kierunku nie jest możliwe.

Jeżeli nie ma podparcia lub zacisku, usuń zaznaczenie z odpowiedniego pola kontrolnego. Konstanta sprężyny przesunięcia lub obrotu zostanie wtedy ustawiona na zero. Możesz w dowolnym momencie dostosować 'Konstantę sprężyny', aby zamodelować elastyczne podparcie węzła. Wprowadź sztywności sprężyn jako wartości projektowe.

W kolumnie 'Nieliniowość' możesz celowo kontrolować przenoszenie wielkości przekrojowych dla każdej komponenty. W zależności od stopnia swobody, odpowiednie wpisy są dostępne do wyboru w liście nieliniowości.

Nieliniowe działające podpory są kolorystycznie wyróżnione na grafice.

Awaria, jeśli siła/moment w podporze jest negatywna lub pozytywna

Możesz łatwo kontrolować, czy podpora może przyjąć jedynie siły lub momenty dodatnie bądź ujemne: Jeśli siła lub moment działa w zabronionym kierunku, ta komponenta podporowa ulega awarii. Pozostałe utrzymania i zaciski nadal działają.

Kierunki 'negatywny' i 'pozytywny' odnoszą się do sił lub momentów, które są wprowadzane do podpory węzłowej względem odpowiednich osi (a więc nie do sił reakcji ze strony podpory). Znak wynika z kierunku globalnych osi: Na przykład, jeśli globalna oś Z jest skierowana w dół, to przypadek obciążenia "ciężar własny" powoduje pozytywną siłę podpory P_Z.

Awaria wszędzie, jeśli siła/moment w podporze jest negatywna lub pozytywna

W przeciwieństwie do opisanej powyżej awarii pojedynczej komponenty, cała podpora ulega awarii, kiedy tylko jedna komponenta staje się nieskuteczna.

Jeśli wybierzesz inną nieliniowość, możesz definiować parametry w zakładkach Częściowe działanie, Diagram lub Tarcie.

Opcje

Poprzez pola kontrolne w tej sekcji możesz ustawić dodatkowe właściwości podpory węzłowej. W zależności od wyboru uzupełniane są zakładki Określony kierunek lub Sztywność za pomocą fikcyjnej podpory. Jeśli włączono dodatek 'Betonowa analiza', dostępne jest dodatkowe pole kontrolne do definiowania Wymiary podpory.

Określony kierunek

Zakładka Określony kierunek oferuje możliwość obrócenia podpory. Dzięki temu nie musisz tworzyć niestandardowego układu współrzędnych.

Rodzaj kierunku

Istnieje kilka możliwości orientacji podpory: możesz obrócić ją wokół osi X', Y' i Z', dostosować do jednego lub dwóch węzłów, lub ustawić równolegle do pręta lub linii. Możesz wybrać obiekty z użyciem przycisku graficznie.

Sztywność za pomocą fikcyjnej podpory

Zakładka Sztywność za pomocą fikcyjnej podpory jest szczególnie polecana dla punktowych podparć konstrukcji 2D. Można obliczyć stałe sprężyn podporowych na podstawie parametrów podpory, która nie jest odwzorowana w modelu. Ponadto, ponieważ punktowe podparcie odzwierciedla tylko w ograniczony sposób rzeczywiste warunki w obszarze głowicy podpory, dostępne są specjalne makroelementy podporowe. Na podstawie warunków brzegowych RFEM oblicza sztywności sprężyn podparcia, co pozwala na realistyczne modelowanie bez efektów singularności, które mogłyby się pojawić przy stałym podparciu w jednym węźle FE.

Parametry

Dostępne są trzy modele 'Modelowania podpory'. Są one symbolizowane w grafice dialogowej.

• Model 'Podłoże powierzchniowe' wyodrębnia powierzchnię w wymiarach podpory i umieszcza ją w podłożu elastycznym. Współczynniki podłoża są wyznaczane na podstawie danych geometrycznych i materiałowych podpory.
• Model 'Elastyczne podparcie węzła' ekstraluje powierzchnię i umieszcza ją na podłożu punktowym. Podpora jest wyposażona w sprężyny przesunięcia i obrotu, które są wyznaczane na podstawie danych geometrycznych i materiałowych podpory. Aby uwzględnić większą sztywność na zginanie w obszarze podpory, powierzchnia jest wewnętrznie podwajana.
• Model 'Podpora węzłowa z dostosowaną siatką FE' odpowiada elastycznemu podparciu węzła, jednakże nie przypisuje się sprężyn do punktowych podpór.

Podaj dane dotyczące podpory, które są potrzebne do obliczenia sztywności sprężyn. Geometrię 'Głowicy podpory' można opisać jako prostokątną lub okrągłą, opcjonalnie z obrotem podpory.

'Wysokość podpory' wpływa na stałe sprężyn przesunięcia i obrotu.

Przekrój i materiał podpory

Do obliczenia sztywności sprężyn potrzebne są wartości materiałowe i geometria przekroju podpory. Jeśli podpora nie jest 'Identyczna z głowicą podpory' (czyli ani prostokątna, ani okrągła), można wybrać lub zdefiniować w liście odpowiedni przekrój podpory.

Wybierz 'Materiał podpory' z listy. Za pomocą przycisków i możesz stworzyć nowy materiał.

Warunki podpory

Rodzaj podparcia na głowicy podpory i na jej podstawie wpływa na obliczenia sprężyn przesunięcia i obrotu. W liście dostępne są następujące opcje:

• Przegubowe
• Podatne
• Sztywne

W opcji 'Podatne' można określić stopień zakotwienia stopy podpory w procentach.

'Sztywność na ścinanie' podpory jest standardowo uwzględniana w obliczeniach sztywności.

Sprężyny podporowe wynikające z fikcyjnej podpory

Ta sekcja wyświetla stałe sprężyn podporowych, które są wyznaczane na podstawie geometrycznych i materiałowych właściwości podpory. Wartości są przekazywane do zakładki 'Podstawowe'.

Wymiary podpory

Wymiary podpory są potrzebne do wyznaczenia powierzchni wprowadzającej obciążenie podczas dowodu na przebicie. Ta zakładka jest dostępna tylko wtedy, gdy aktywowany jest dodatek Betonowa analiza.

Ustal dla każdej komponenty podporowej 'Rodzaj', który opisuje kształt powierzchni podparcia – prostokątny lub okrągły. Możesz następnie zdefiniować geometrię podpory poprzez długości lub średnicę w pozostałych kolumnach.

Częściowe działanie

Częściowe działanie komponenty podpory jest dostępne jako nieliniowa właściwość podpory (zobacz obraz Wybór nieliniowości podpory).

Określ działanie podpory dla 'Zakresu negatywnego' oraz 'Zakresu pozytywnego'. Zasady znakowania omówiono w sekcji Awaria. W liście 'Rodzaj' dostępne są różne kryteria dla skuteczności podpory.

• Pełna: Komponenta podparcia jest w pełni skuteczna.
• Stałe od przesunięcia/obrotu podpory: Sztywność sprężyny przesunięcia lub obrotu jest skuteczna tylko do określonego przesunięcia lub obrotu. Po przekroczeniu wartości maksymalnej staje się skuteczna podpora sztywna lub zacisk.
• Rozrywanie od siły/momentu w podporze: Podparcie jest skuteczne tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu podparcie ulega awarii.
• Płynięcie od siły/momentu w podporze: Podparcie jest skuteczne tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia zwiększają się, jednakże napięcia już nie.
• Awaria: Komponenta podparcia nie jest skuteczna.

Większość typów podparcia można połączyć ze 'ślizgiem', co sprawia, że podparcie staje się skuteczne dopiero po określonym przesunięciu lub obrocie.

1. diagram##

Diagram

Diagram komponenty podparcia jest dostępny jako nieliniowa właściwość podpory (zobacz obraz Wybór nieliniowości podpory).

Określ w kolumnie 'Przesunięcie' lub 'Obrót' liczbę punktów definicji wykresu roboczego z odpowiadającymi wartościami. Następnie w kolumnie 'Siła' lub 'Moment' można przypisać wartości odciętych odpowiednich przesunięć lub obrotów do sił lub momentów podpory.

Dla 'Początku diagramu' i 'Końca diagramu' dostępne są następujące kryteria:

• Rozrywanie: Podparcie jest skuteczne tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu następuje awaria podparcia.
• Płynięcie: Podparcie jest skuteczne tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, jednak napięcia już nie.
• Kontynuacja: Poza obszarem określonym przyjmuje się stałą sprężyny z ostatniego kroku.
• Zatrzymanie: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone maksymalną wartością przesunięcia lub obrotu. Po przekroczeniu następuje skuteczna podpora sztywna lub zacisk.

Diagram sztywności

Diagram sztywności komponenty podparcia jest dostępny jako nieliniowa właściwość podporu rotacyjnego.

Najpierw wybierz w liście 'Sztywność zależna od' (na dole zakładki) komponentę siły podparcia, od której zależy sztywność sprężyny. Opcja |P| przedstawia wynikową siłę podparcia.

Następnie określ w kolumnie 'Siła' liczbę punktów definicji wykresu roboczego z odpowiednimi wartościami wskaźnikowymi. Następnie w kolumnie 'Sprężyna' można przypisać odpowiednie stałe sprężyn.

Dla 'Początku diagramu' i 'Końca diagramu' dostępne są następujące kryteria:

• Rozrywanie: Podparcie jest skuteczne tylko do maksymalnej wartości siły. Po przekroczeniu następuje awaria podparcia.
• Płynięcie: Podparcie jest skuteczne tylko do maksymalnej wartości siły. Po przekroczeniu rosną odkształcenia, jednak napięcia już nie.
• Kontynuacja: Poza obszarem określonym przyjmuje się stałą sprężyny z ostatniego kroku.

Tarcie

W liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery możliwości wyboru, aby zdefiniować Tarcie podporu translatorskiego w zależności od innej komponenty podporu (zobacz obraz Wybór nieliniowości podpory).

Przenoszone siły podporu są związane z siłami ściskającymi, które działają w innym kierunku. W zależności od wyboru w zakładce 'Podstawowe', tarcie jest zależne od tylko jednej siły podporu lub od całkowitej siły dwóch jednocześnie działających sił podporu. Istnieje następująca zależność między siłą podporu a siłą tarcia:

FAQ 003537 wyjaśnia, jak uwzględnić tarcie w podporze węzłowej.

Poniższy model podpory pokazuje podporę, w której siły poziome są przenoszone przez tarcie. Siły poziome nie mogą przekraczać 10% siły pionowej. W przypadku LF 1 ten warunek jest spełniony. W przypadku LF 2 model staje się niestabilny, ponieważ obciążenie poziome jest zbyt duże.

Przegub rusztowania

Przegub rusztowania jest dostępny jako nieliniowa właściwość podporu dla stopni swobody rotacyjnych φ_X i φ_Y. Dzięki temu możesz definiować podpory rusztowaniowe dla tymczasowych struktur nośnych, takich jak rusztowania robocze lub podpory budowlane.

W zakładce 'Przegub rusztowania' można zdefiniować wykres roboczy M-φ. Szczegóły dotyczące parametrów znajdziesz w funkcji produktu Podpory rusztowania.