Podpora węzłowa

Konstrukcja nośna przenosi swoje obciążenia poprzez podpory do fundamentów. Bez podparcia wszystkie węzły byłyby swobodne, bez ograniczeń w swoich przemieszczeniach i obrotach. Jeśli węzeł ma pełnić funkcję podpory, co najmniej jeden stopień swobody musi być zablokowany lub ograniczony za pomocą sprężyny. Ponadto węzeł musi być częścią pręta.

Deformacje wymuszone węzła są możliwe tylko dla odpowiednio podpartych węzłów.

Jeśli chcesz przypisać podporze węzłowej właściwości nieliniowe, możesz zdefiniować kryteria awarii dla sił rozciągających lub ściskających, zerwania i uplastycznienia lub wykresy robocze i sztywności.

Symbol nazwy podpory węzłowej zdefiniowanej przez użytkownika wskazuje utrzymywane stopnie swobody. Predefiniowane są następujące typy utwierdzenia:

• Przegubowe
• Sztywne
• Przesuwne
• Przesuwne w X‘
• Przesuwne w Y'

Podstawy

Karta Podstawy zarządza podstawowymi parametrami podpory.

Układ współrzędnych

Każda podpora węzłowa posiada lokalny układ współrzędnych. Domyślnie jest on zorientowany równolegle do osi globalnych X, Y i Z. Jeśli utworzono układ współrzędnych zdefiniowany przez użytkownika lub definiujesz go za pomocą przycisku , można również użyć tego układu odniesienia.

Warunki podparcia

Warunki podparcia dzielą się na 'Translacyjne' i 'Rotacyjne' stopnie swobody. Pierwsze opisują podpory w kierunku osi podpory, drugie utwierdzenia wokół tych osi.

Aby zdefiniować podporę lub utwierdzenie, zaznacz pole wyboru dla odpowiedniej osi. Znacznik oznacza, że stopień swobody jest zablokowany, a przemieszczenie lub obrót węzła w lub wokół odpowiedniego kierunku jest niemożliwy.

Jeśli nie występuje podpora ani utwierdzenie, usuń znacznik z odpowiedniego pola wyboru. Stała sprężyny translacyjnej lub obrotowej zostaje wtedy ustawiona na zero. Stałą sprężystości można w każdej chwili dostosować, aby modelować podparcie sprężyste węzła. Podaj sztywność sprężystą jako wartości obliczeniowe.

W kolumnie Nieliniowość można celowo sterować przenoszeniem sił wewnętrznych dla każdego składnika. W zależności od stopnia swobody na liście nieliniowości dostępne są odpowiednie pozycje do wyboru.

Podpory działające nieliniowo są na grafice przedstawione innym kolorem.

Wyłączenie, jeśli siła/moment podporowy jest ujemny lub dodatni

Dzięki temu można w prosty sposób sterować, czy podpora może przenosić tylko dodatnie lub ujemne siły albo momenty: Jeśli siła lub moment działa w niedozwolonym kierunku, ten składnik podpory ulega wyłączeniu. Pozostałe utrzymania i utwierdzenia pozostają aktywne.

Kierunki 'ujemny' i 'dodatni' odnoszą się do sił lub momentów, które są wprowadzane do podpory węzłowej w odniesieniu do odpowiednich osi (czyli nie siły reakcji ze strony podpory). Znaki wynikają z kierunku osi globalnych: jeśli globalna oś Z jest skierowana np. w dół, przypadek obciążenia "Ciężar własny" powoduje dodatnią siłę podporową P_Z.

Wyłączenie wszystkich, jeśli siła/moment podporowy jest ujemny lub dodatni

W przeciwieństwie do opisanego powyżej wyłączenia pojedynczego składnika, podpora wyłącza się całkowicie, gdy tylko składnik jest nieskuteczny.

Jeśli wybierzesz inną nieliniowość, możesz zdefiniować parametry na kartach Częściowa aktywność, Wykres lub Tarcie.

Opcje

Za pomocą pól wyboru w tej sekcji można ustawić dalsze właściwości podpory węzłowej. W zależności od wyboru uzupełniane są karty Kierunek określony lub Sztywność za pomocą fikcyjnego słupa.

Kierunek określony

Karta Kierunek określony umożliwia obrócenie podpory. Dzięki temu nie trzeba tworzyć układu współrzędnych zdefiniowanego przez użytkownika.

Typ kierunku

Do orientacji podpory dostępnych jest kilka możliwości: można obrócić podporę wokół osi podpory X', Y' i Z', wyrównać ją do jednego lub dwóch węzłów albo ustawić równolegle do pręta. Obiekty można wybierać graficznie za pomocą przycisku .

Sztywność za pomocą fikcyjnego słupa

Karta Sztywność za pomocą fikcyjnego słupa jest zalecana zwłaszcza dla punktowych podpór konstrukcji 2D. Można tu wyznaczyć stałe sprężystości podpory z parametrów słupa, który nie jest odwzorowany w modelu. Na podstawie warunków brzegowych RSTAB określa sztywność sprężystą podpory. Umożliwiają one modelowanie lepiej odwzorowujące rzeczywistość niż sztywne podparcie w węźle.

Parametry

Jako 'Model podparcia' przyjmowane jest sprężyste podparcie węzłowe. Sztywności sprężyn translacyjnych i obrotowych wynikają z danych geometrycznych i materiałowych słupa, które określasz na tej karcie.

Geometrię 'Głowicy słupa' można opisać jako prostokątną lub kołową, opcjonalnie z obrotem słupa.

'Wysokość słupa' wpływa na stałe sprężyn translacyjnych i obrotowych.

Przekrój i materiał słupa

Do wyznaczenia sztywności sprężystej potrzebne są właściwości przekroju i materiału słupa. Jeśli słup nie jest 'Identyczny z głowicą słupa' (czyli ani prostokątny, ani kołowy), można wybrać z listy odpowiedni przekrój słupa lub zdefiniować nowy.

Wybierz 'Materiał słupa' z listy. Za pomocą przycisków i można utworzyć nowy materiał.

Warunki słupa

Sposób podparcia na głowicy i stopie słupa włącza się do wyznaczania sprężyn translacyjnych i obrotowych. Na liście dostępne są następujące możliwości:

• Przegubowe
• Podatne
• Sztywne

Przy opcji 'Podatne' można podać stopień utwierdzenia na stopie słupa w procentach.

'Sztywność na ścinanie' słupa jest domyślnie uwzględniana przy wyznaczaniu sztywności.

Sprężyny podporowe wskutek fikcyjnego słupa

Ta sekcja wyświetla stałe sprężyn podporowych wynikające z geometrii i właściwości materiałowych słupa. Wartości są przenoszone do karty 'Podstawy'.

Częściowa aktywność

Częściowa aktywność składnika podpory jest dostępna jako właściwość nieliniowa podpory (patrz rys. Wybór nieliniowości podpory).

Określ aktywność podpory dla 'Zakresu ujemnego' oraz 'Zakresu dodatniego'. Regulację znaków wyjaśniono w sekcji Wyłączenie. Na liście 'Typ' dostępne są różne kryteria aktywności podpory.

• Pełna: Składnik podparcia jest w pełni aktywny.
• Sztywno od przemieszczenia/obrotu podpory: Sztywność sprężysta sprężyny translacyjnej lub obrotowej jest aktywna tylko do określonego przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu aktywuje się sztywna podpora lub utwierdzenie.
• Zerwanie od siły/momentu podporowego: Podpora jest aktywna tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu podpora ulega wyłączeniu.
• Uplastycznienie od siły/momentu podporowego: Podpora jest aktywna tylko do określonej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, ale naprężenia już nie.
• Wyłączenie: Składnik podparcia jest nieaktywny.

Większość typów podparcia można łączyć z 'Poślizgiem', przez co podpora staje się aktywna dopiero po określonym przemieszczeniu lub obrocie.

Wykres

Wykres składnika podpory jest dostępny jako właściwość nieliniowa podpory (patrz rys. Wybór nieliniowości podpory).

W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' określ liczbę punktów definicyjnych wykresu roboczego z odpowiednimi wartościami. W kolumnie 'Siła' lub 'Moment' można wtedy przypisać odciętym wartościom przemieszczeń lub obrotów siły podporowe lub momenty.

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

• Zerwanie: Podpora jest aktywna tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu podpora ulega wyłączeniu.
• Uplastycznienie: Podpora jest aktywna tylko do wartości maksymalnej siły lub momentu. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, ale naprężenia już nie.
• Ciągły: Poza zakresem definicji stosowana jest stała sprężystości ostatniego kroku.
• Ogranicznik: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do wartości maksymalnej przemieszczenia lub obrotu. Po przekroczeniu aktywuje się sztywna podpora lub utwierdzenie.

Wykres sztywności

Wykres sztywności składnika podpory jest dostępny jako właściwość nieliniowa podpory rotacyjnej.

Najpierw na liście 'Sztywność zależna od' (na dole karty) określ składnik siły podporowej, od którego zależy sztywność sprężysta. Opcja |P| oznacza wypadkową siłę podporową.

Następnie w kolumnie 'Siła' określ liczbę punktów definicyjnych wykresu roboczego z odpowiednimi wartościami charakterystycznymi. W kolumnie 'Sprężyna' można wtedy przypisać odpowiednie stałe sprężystości.

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

• Zerwanie: Podpora jest aktywna tylko do wartości maksymalnej siły. Po przekroczeniu podpora ulega wyłączeniu.
• Uplastycznienie: Podpora jest aktywna tylko do wartości maksymalnej siły. Po przekroczeniu odkształcenia rosną, ale naprężenia już nie.
• Ciągły: Poza zakresem definicji stosowana jest stała sprężystości ostatniego kroku.

Tarcie

Na liście 'Nieliniowość' dostępne są cztery możliwości zdefiniowania tarcia podpory translacyjnej w zależności od innego składnika podpory (patrz rys. Wybór nieliniowości podpory).

Przenoszone siły podporowe są zestawiane w relacji z siłami ściskającymi działającymi w innym kierunku. W zależności od wyboru na karcie 'Podstawy' tarcie zależy od jednej siły podporowej lub od siły całkowitej dwóch jednocześnie działających sił podporowych. Między siłą podporową a siłą tarcia zachodzi następujący związek:

FAQ 003537 wyjaśnia, jak można uwzględnić tarcie na podporze węzłowej.

Poniższy model słupa pokazuje podporę, w której siły poziome są przenoszone przez tarcie. Siły poziome mogą jednak wynosić najwyżej 10 % siły pionowej. W POb 1 warunek ten jest spełniony. W POb 2 model staje się niestateczny, ponieważ obciążenie poziome jest zbyt duże.

Przegub rusztowania

Przegub rusztowania jest dostępny jako właściwość nieliniowa podpory dla rotacyjnych stopni swobody φ_X i φ_Y. Dzięki temu można zdefiniować podpory rusztowań dla konstrukcji tymczasowych, takich jak rusztowania robocze lub podpory budowlane.

Na karcie 'Przegub rusztowania' można zdefiniować wykres roboczy M-φ. Parametry są bliżej opisane w funkcji produktu podpora rusztowania.