Struktura przekazuje swoje obciążenia przez podpory do fundamentów. Bez podparcia wszystkie węzły byłyby wolne i nieograniczone w swoich przemieszczeniach i obrotach. Jeśli węzeł ma działać jako podpora, co najmniej jeden ze stopni swobody musi być zablokowany lub ograniczony sprężyną. Ponadto węzeł musi być częścią pręta.
Wymuszone deformacje węzła są możliwe tylko dla odpowiednio podpartych węzłów.
Jeśli chcesz przypisać właściwości nieliniowe do podpory węzła, możesz zdefiniować kryteria awarii dla sił rozciągających lub ściskających, pęknięcie i płynięcie, lub diagramy pracy i sztywności.
Symboliką nazwy niestandardowej podpory węzła oznaczone są zatrzymane stopnie swobody. Następujące typy podpór są zdefiniowane jako standardowe:
- Przegubowe
- Sztywne
- Przesuwne
- Przesuwne w X'
- Przesuwne w Y'
Podstawy
Zakładka Podstawy zarządza podstawowymi parametrami podpory.
Układ współrzędnych
Każda podpora węzła ma lokalny układ współrzędnych. Domyślnie jest ustawiony równolegle do globalnych osi X, Y i Z. Jeśli utworzysz niestandardowy układ współrzędnych lub zdefiniujesz go przyciskiem
, możesz także użyć tego układu odniesienia.
Warunki podparcia
Warunki podparcia są podzielone na tłumienie w kierunku liniowym i obrotowym. Pierwsze z nich opisują podpory w kierunku osi podparcia, drugie zaś obejmują sztywność wokół tych osi.
Aby określić podporę lub sztywność, zaznacz pole wyboru dla danej osi. Zaznaczenie symbolizuje, że stopień swobody jest zablokowany i przemieszczenie lub obrót węzła wzdłuż lub wokół odpowiedniego kierunku nie jest możliwy.
Jeśli nie ma podpory lub sztywności, usuń zaznaczenie dla odpowiedniego pola wyboru. Wtedy stała sprężyny przemieszczeniowej lub obrotowej zostanie ustawiona na zero. Możesz dostosować 'Stałą sprężyny' w dowolnym momencie, aby modelować elastyczne podparcie węzła. Wprowadź sztywności sprężyn jako wartości projektowe.
W kolumnie 'Nieliniowość' możesz precyzyjnie kontrolować przenoszenie sił wewnętrznych dla każdej z komponentów. W zależności od stopnia swobody, dostępne są odpowiednie opcje nieliniowości do wyboru.
Awaria, jeśli siła/moment podparcia jest ujemny lub dodatni
Możesz w łatwy sposób kontrolować, czy podpora może przejmować tylko dodatnie lub ujemne siły lub momenty: jeśli siła lub moment działają w niedozwolonym kierunku, ta komponenta podpory zawodzi. Pozostałe punkty podparcia i sztywności nadal działają.
Kierunki 'ujemny' i 'dodatni' odnoszą się do sił lub momentów działających w węźle w odniesieniu do odpowiednich osi (czyli nie są to siły reakcyjne ze strony podpory). Znaki wynikają z kierunku globalnych osi: na przykład, jeśli globalna oś Z jest skierowana do dołu, przypadek obciążenia "ciężar własny" skutkuje pozytywną siłą podpory PZ.
Awaria wszyscy, jeśli siła/moment podparcia jest ujemny lub dodatni
W przeciwieństwie do powyższego opisu awarii jednej komponenty, podpora całkowicie przestaje działać, gdy komponent jest nieskuteczny.
Jeśli wybierzesz inną nieliniowość, możesz zdefiniować parametry w zakładkach Częściowe działanie, Diagram lub Tarcie.
Opcje
Dzięki polom wyboru w tej sekcji możesz ustalić dodatkowe właściwości podpory węzła. W zależności od wyboru, zostaną dodane zakładki Specyficzny kierunek lub Sztywność poprzez fikcyjną podporę.
Specyficzny kierunek
Zakładka Specyficzny kierunek oferuje możliwość obrotu podpory. Dzięki temu nie musisz tworzyć niestandardowego układu współrzędnych.
Typ kierunku
Istnieje kilka możliwości ustawienia kierunku podpory: możesz obrócić podporę wokół osi podparcia X', Y' i Z', ustawić ją w kierunku jednego lub dwóch węzłów, lub równolegle do pręta. Obiekty do tego możesz wybrać graficznie używając przycisku
.
Sztywność poprzez fikcyjną podporę
Zakładka Sztywność poprzez fikcyjną podporę jest szczególnie polecana dla punktowych podparć w konstrukcjach 2D. Możesz tutaj określić stałe sprężyny podpory na podstawie parametrów kolumny, która nie jest odzwierciedlona w modelu. Z warunków brzegowych RSTAB określa sztywności podpory. Pozwala to na modelowanie, które lepiej odzwierciedla rzeczywistość niż stałe podparcie w węźle.
Parametry
Model podporowy bazuje na założeniu elastycznego podparcia węzła. Sztywności sprężyn przemieszczeniowych i obrotowych wynikają z danych geometrycznych i materiałowych kolumny, które określasz w tej zakładce.
Geometria 'Główki kolumny' może być opisana jako prostokątna lub okrągła, opcjonalnie z obrotem kolumny.
'Wysokość kolumny' wpływa na stałe sprężyn przemieszczeniowych i obrotowych.
Przekrój i materiał kolumny
Do określenia sztywności sprężyn niezbędne są dane dotyczące przekroju i materiału kolumny. Jeśli kolumna nie jest 'Identyczna z główką kolumny' (czyli nie jest ani prostokątna, ani okrągła), możesz wybrać odpowiedni przekrój kolumny z listy lub zdefiniować nowy.
Wybierz 'Materiał kolumny' z listy. Przyciski
i
pozwalają na utworzenie nowego materiału.
Warunki kolumny
Sposób podparcia na główce i stopie kolumny wpływa na określenie sztywności sprężyn. Na liście dostępne są następujące opcje:
- Przegubowo
- Półsprężyście
- Sztywno
Dla opcji 'Półsprężyście' możesz podać stopień usztywnienia stopy kolumny w procentach.
'Sztywność na ścinanie' kolumny jest domyślnie uwzględniana w określaniu sztywności.
Sprężyny podparcia w wyniku fikcyjnej kolumny
Ta sekcja wymienia stałe sprężyn podparcia wynikające z właściwości geometrycznych i materiałowych kolumny. Wartości są przekazywane do zakładki 'Podstawy'.
Częściowe działanie
Częściowe działanie komponenty podpory jest dostępne jako nieliniowa właściwość podpory (patrz obraz Wybór nieliniowości podpory).
Ustal działanie podpory dla 'Zakresu ujemnego' jak i 'Zakresu dodatniego'. Regulacja znaków jest wyjaśniona w sekcji Awaria. Na liście 'Typ' dostępne są różne kryteria skuteczności podpory.
- Całkowita: Składnik podpory jest całkowicie skuteczny.
- Sztywne od przemieszczenia/obrotu: Sztywność sprężyny przemieszczeniowej lub obrotowej jest skuteczna tylko do określonego przemieszczenia lub obrotu. Przy przekroczeniu, skuteczne jest sztywne podparcie lub usztywnienie.
- Pęknięcie od siły/momentu: Podpora jest skuteczna do określonej siły lub momentu. Przy przekroczeniu, podpora zawodzi.
- Płynięcie od siły/momentu: Podpora jest skuteczna do określonej siły lub momentu. Przy przekroczeniu, odkształcenia zwiększają się, ale nie naprężenia.
- Awaria: Element podpory nie jest skuteczny.
Większość typów podpory można łączyć z 'Poślizgiem', przez co podpora staje się skuteczna dopiero po określonym przemieszczeniu lub obrocie.
Diagram
Diagram komponenty podpory jest dostępny jako nieliniowa właściwość podpory (patrz obraz Wybór nieliniowości podpory).
W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' określ liczbę punktów definicyjnych diagramu roboczego z odpowiednimi wartościami. W kolumnie 'Siła' lub 'Moment' możesz następnie przypisać wartości osi odciętych przemieszczenia lub obrotu z odpowiadającymi im siłami lub momentami podpory.
Przyciskiem
możesz zaimportować diagram z tabeli Excela. Jeśli kolejność punktów definicyjnych nie jest poprawna, możesz posortować wpisy przyciskiem
w porządku rosnącym.
Dla 'Początku diagramu' i 'Końca diagramu' dostępne są następujące kryteria:
- Pęknięcie: Podpora działa tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu podpora zawodzi.
- Płynięcie: Podpora działa tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. Po przekroczeniu, odkształcenia zwiększają się, ale nie naprężenia.
- Ciągłe: Poza zakresem definicji stosowana jest stała sprężyny z ostatniego kroku.
- Zderzak: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do maksymalnej wartości przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu skuteczne jest sztywne podparcie lub usztywnienie.
Diagram sztywności
Diagram sztywności komponenty podpory jest dostępny jako nieliniowa właściwość podpory obrotowej.
Najpierw w liście 'Sztywność w zależności od' (na dole zakładki) ustaw składową siły podparcia, od której zależy sztywność sprężyny. Opcja |P| reprezentuje wynikową siłę podparcia.
Następnie w kolumnie 'Siła' określ liczbę punktów definicyjnych diagramu roboczego z odpowiednimi parametrami. W kolumnie 'Sprężyna' możesz przypisać odpowiednie stałe sprężyny.
Dla 'Początku diagramu' i 'Końca diagramu' dostępne są następujące kryteria:
- Pęknięcie: Podpora działa tylko do maksymalnej wartości siły. Po przekroczeniu podpora zawodzi.
- Płynięcie: Podpora działa tylko do maksymalnej wartości siły. Po przekroczeniu, odkształcenia zwiększają się, ale nie naprężenia.
- Ciągłe: Poza zakresem definicji stosowana jest stała sprężyny z ostatniego kroku.
Tarcie
Na liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery opcje definiowania tarcia dla translacyjnej podpory w zależności od innej komponenty podpory (patrz obraz Wybór nieliniowości podpory).
Siły podparcia są związane z siłami nacisku działającymi w innym kierunku. W zależności od wyboru w zakładce 'Podstawy', tarcie może zależeć od tylko jednej siły podparcia lub całkowitej siły dwóch jednocześnie działających sił podparcia. Związek między siłą podparcia a siłą tarcia jest następujący:
FAQ 003537 wyjaśnia, jak uwzględnić tarcie w podparciu węzła.
Poniższy model kolumny pokazuje podporę, w której siły poziome są przenoszone poprzez tarcie. Siły poziome nie mogą jednak przekraczać 10% sił pionowych. W przypadku obciążenia 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 podpory dla obrotowych stopni swobody φX i φY. Umożliwia definiowanie podpor rusztowań dla tymczasowych konstrukcji, takich jak rusztowania robocze lub podpory budowlane.
W zakładce 'Przegub rusztowania' możesz zdefiniować diagram roboczy M-φ. Parametry są opisane w cechach produktu Podparcia rusztowania.
