Rejestr Podstawy zarządza podstawowymi parametrami pręta. Jeśli zaznaczysz pole wyboru w sekcji 'Opcje', zazwyczaj zostanie dodany kolejny rejestr okna dialogowego. Tam możesz określić odpowiednie szczegóły.
Typ pręta
Typ pręta steruje sposobem, w jaki można rejestrować siły wewnętrzne lub jakie właściwości są zakładane dla pręta. Na liście dostępne są różne typy prętów do wyboru.
Belka
Belka jest prętem sztywnym na zginanie, który może przenosić wszystkie siły wewnętrzne. Belka nie posiada przegubów na swoich końcach pręta. Ten typ pręta może być obciążony wszystkimi typami obciążeń.
Pręt sztywny
Pręt sztywny łączy przemieszczenia dwóch węzłów za pomocą sztywnego połączenia. Odpowiada on zatem zasadniczo łącznikowi. Umożliwia to zdefiniowanie prętów o bardzo dużej sztywności z uwzględnieniem przegubów, które mogą posiadać również stałe sprężystości i nieliniowości. Występują niemal żadne problemy numeryczne, ponieważ sztywności są dostosowane do systemu.
Dla prętów sztywnych siły wewnętrzne są wyświetlane, jeśli w Nawigatorze – Wyniki na dole w kategorii 'Pręty' włączysz Wyniki dla łączników.
Dla prętów sztywnych przyjmuje się następujące sztywności:
| Sztywność na wydłużenie E · A | 1013 · ℓ [jednostka SI] gdzie ℓ = długość pręta |
| Sztywność na skręcanie G · IT | 1013 · ℓ [jednostka SI] |
| Sztywność na zginanie E · I | 1013 · ℓ3 [jednostka SI] |
| Sztywność na ścinanie GAy / GAz (jeśli aktywowana) | 1016 · ℓ3 [jednostka SI] |
Pręt kratownicowy
Pręt kratownicowy odpowiada belce z przegubami momentowymi na obu końcach. Dodatkowo obrót wokół osi podłużnej na początku pręta jest uwolniony przez przegub φx. Dla tego typu pręta momenty zginające i skręcające są wyświetlane z obciążeń pręta.
Pręt kratownicowy (tylko N)
Ten typ pręta kratownicowego o sztywności E ⋅ A jest w stanie przenosić siły osiowe w postaci rozciągania i ściskania. Wyświetlane są tylko siły wewnętrzne w węzłach. Pręt wykazuje liniowy przebieg sił wewnętrznych, o ile nie działa na niego siła skupiona. Nie jest wyświetlany przebieg momentu, który mógłby powstać w wyniku ciężaru własnego lub obciążenia liniowego. Siły w węzłach są jednak obliczane z obciążeń pręta, co zapewnia poprawne przekazanie.
Stężenie wyboczeniowe (Buckling-Restrained Brace)
Typ Buckling-restrained brace umożliwia modelowanie pręta z rdzeniem stalowym (płaskownik lub przekrój krzyżowy) i powłoką wypełnioną betonem w profilu zamkniętym kwadratowym lub okrągłym. Jest on szczególnie stosowany w USA do usztywnienia budynków zagrożonych trzęsieniami ziemi.
Rdzeń stalowy jest ruchomy w powłoce betonowej bez zespolenia. Przy ściskaniu występuje "mikrowyboczenie" z wysokimi postaciami drgań własnych, ponieważ powłoka zapobiega globalnemu wyboczeniu całego pręta.
Dla sztywności pręta uwzględniany jest tylko rdzeń stalowy, dla ciężaru własnego automatycznego również powłoka betonowa z zewnętrzną stalową osłoną.
Pręt rozciągany
Pręt rozciągany może przenosić tylko siły rozciągające. Typ pręta odpowiada 'Prętowi kratownicowemu (tylko N)', który przy sile ściskającej ulega wyłączeniu.
Obliczenie układu prętów z prętami rozciąganymi odbywa się iteracyjnie: W pierwszym kroku są wyznaczane siły wewnętrzne wszystkich prętów. Jeśli pręty rozciągane otrzymają ujemną siłę osiową (ściskanie), rozpoczyna się kolejny krok iteracji. Udziały sztywności tych prętów nie są już uwzględniane – uległy one wyłączeniu. Proces ten jest kontynuowany, dopóki żaden pręt rozciągany nie ulegnie wyłączeniu. System może stać się niestateczny przez wyłączenie prętów rozciąganych.
Pręt ściskany
Pręt ściskany może przenosić tylko siły ściskające. Typ pręta odpowiada 'Prętowi kratownicowemu (tylko N)', który przy sile rozciągającej ulega wyłączeniu. Wyłączające się pręty ściskane mogą prowadzić do niestatecznego układu.
Pręt wyboczeniowy
Pręt wyboczeniowy odpowiada 'Prętowi kratownicowemu (tylko N)', który przenosi nieograniczenie siły rozciągające, siły ściskające jednak tylko do osiągnięcia siły krytycznej. Dla przypadku Eulera 2 siła ta wyznacza się następująco:
Ten typ pręta pozwala często ominąć niestateczności, które powstają przy nieliniowym obliczeniu według teorii II. lub III. rzędu przez wyboczenie prętów kratownicowych. Jeśli zastąpi się je (zgodnie z rzeczywistością) prętami wyboczeniowymi, w wielu przypadkach obciążenie krytyczne zostaje zwiększone.
Pręt typu 'Kabel'
Kabel może być obciążony tylko na rozciąganie. Umożliwia to uchwycenie łańcuchów kablowych poprzez iteracyjne obliczenie według teorii III. rzędu z uwzględnieniem sił wzdłużnych i sił poprzecznych.
Kable nadają się do modeli, w których mogą wystąpić duże deformacje z odpowiednimi zmianami sił wewnętrznych. Dla prostych odciągów jak przy zadaszeniu pręty rozciągane są całkowicie wystarczające.
Belka wirtualna
Ten typ pręta umożliwia zastosowanie właściwości przekroju dla Open Web Steel Joists, które Steel Joist Institute umieścił w tak zwanych tabelach "Virtual Joist". Te profile Virtual Joist reprezentują równoważne dźwigary dwuteowe walcowane, które są bardzo zbliżone do powierzchni pasów dźwigara, efektywnego momentu bezwładności i ciężaru. Dźwigar jest zatem zastępowany prętem o przekroju wirtualnym. W ten sposób można symulować w modelu ogólnym złożone jednostki nośne, jak na przykład dźwigar kratowy.
Wybierz z listy 'Serię' belki wirtualnej.
Na liście 'Belka wirtualna' możesz następnie określić dokładny typ.
Przycisk
w sekcji 'Przekrój i materiał' umożliwia import belki wirtualnej z biblioteki przekrojów.
Sztywność
Z tym typem pręta możesz użyć pręta o zdefiniowanych przez użytkownika sztywnościach. Wartości sztywności należy zdefiniować w oknie dialogowym 'Nowa sztywność pręta' (zob. rozdział Sztywności prętów).
Łącznik
Pręt typu łącznik jest wirtualnym, bardzo sztywnym prętem ze sztywnymi lub przegubowymi końcami pręta. Dostępne są cztery możliwości, aby połączyć stopnie swobody węzłów początkowego i końcowego 'Na sztywno' lub przez 'Przegub'. Łączniki pozwalają modelować specjalne sytuacje przenoszenia sił i momentów. Siły osiowe i tnące oraz momenty skręcające i zginające są przy tym przekazywane bezpośrednio z węzła do węzła.
Sprężyna
Pręt typu "sprężyna" umożliwia odwzorowanie liniowych lub nieliniowych właściwości sprężystych z definiowalnymi zakresami działania. Dla pręta typu "sprężyna" w rejestrze 'Przekrój' musisz określić tylko długość pręta Lz, bez przekroju: Sztywność pręta wynika z parametrów sprężystości, które definiujesz w oknie dialogowym 'Nowa sprężyna pręta' (zob. rozdział Sprężyny prętów).
Tłumik
Tłumik odpowiada w zasadzie prętowi typu "sprężyna" z dodatkową właściwością 'Współczynnik tłumienia'. Ten typ pręta rozszerza możliwości analizy dynamicznej według analizy historii czasowej.
Jak przy pręcie typu "sprężyna", w rejestrze 'Przekrój' musisz określić tylko długość pręta Lz, bez przekroju. Sztywność pręta wynika z parametrów sprężystości, które definiujesz w oknie dialogowym 'Nowa sprężyna pręta' (zob. rozdział Sprężyny prętów). Właściwości tłumienia możesz sterować poprzez współczynnik tłumienia X.
Opcje
W tej sekcji możesz za pomocą pól wyboru określić dalsze właściwości pręta.
Węzły na pręcie
Za pomocą jednego lub kilku węzłów na pręcie możesz podzielić pręt na segmenty, bez dzielenia pręta (zob. rozdział Węzły ).
Przeguby
Możesz rozmieścić na pręcie przeguby, aby sterować przenoszeniem sił wewnętrznych na węzłach końcowych (zob. rozdział Przeguby prętowe). Dla określonych typów prętów wprowadzanie jest zablokowane, ponieważ istnieją już przeguby wewnętrzne. Możesz przypisać przeguby oddzielnie 'Początkowi pręta i' i 'końcowi pręta j'.
Mimośrody
Mimośrody umożliwiają mimośrodowe połączenie pręta na węzłach końcowych (zob. rozdział Mimośrody pręta). Możesz przypisać mimośrody oddzielnie 'Początkowi pręta i' i 'końcowi pręta j'.
Podpory
Możesz przypisać prętowi podporę, która działa na całej jego długości. Stopnie swobody i sztywności sprężyste należy zdefiniować w warunkach podparcia (zob. rozdział Podpory pręta).
Usztywnienia poprzeczne
Usztywnienia poprzeczne na pręcie mają wpływ na sztywność pręta na wypaczenie. Wpływają one na obliczenie ze skręcaniem skrępowanym z uwzględnieniem siedmiu stopni swobody (zob. rozdział Usztywnienia poprzeczne pręta).
Nieliniowość
Możesz przypisać prętowi nieliniowość. Właściwości nieliniowe należy zdefiniować jako nieliniowości pręta (zob. rozdział Nieliniowości pręta).
Punkty pośrednie wyników
Za pomocą punktów pośrednich wyników możesz sterować wydrukiem tabelarycznym wyników wzdłuż pręta. Punkty podziału należy zdefiniować w oknie dialogowym 'Nowy punkt pośredni wyników pręta' (zob. rozdział Punkty pośrednie wyników pręta).
Modyfikacje końców
Za pomocą modyfikacji końców można graficznie dostosować geometrię pręta na jego końcach. Umożliwia to przygotowanie występów, skróceń lub fazowań dla wizualizacji.
'Wydłużenie': Możesz zdefiniować 'wydłużenie' oddzielnie dla początku pręta i końca pręta. Wartość ujemna Δ działa jako skrócenie.
'Spadek': Za pomocą spadku możesz sfazować każdy koniec pręta. Możliwe są kąty nachylenia wokół obu osi pręta y i z. Dodatni kąt powoduje obrót zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół odpowiedniej dodatniej osi.
Wyłącz do obliczeń
Jeśli zaznaczysz to pole wyboru, pręt wraz z obciążeniem nie będzie uwzględniony w obliczeniu. Możesz w ten sposób zbadać, jak zmienia się zachowanie konstrukcji modelu, gdy określone pręty nie działają. Pręty nie muszą być usuwane; obciążenia również pozostają zachowane.
Szacowanie kosztów
Szacowanie kosztów odbywa się co do zasady z kosztami materiału, który jest przypisany prętom o danym przekroju (zob. rozdział Materiały). Jeśli dla pręta mają obowiązywać specyficzne parametry, możesz określić koszty jednostkowe i jednostki oddzielnie w rejestrze 'Szacowanie kosztów'. Zasada odpowiada procedurze opisanej dla Przekrojów.
Szacowanie emisji CO2
Szacowanie emisji CO2 opiera się zazwyczaj również na materiale przekroju. Jednostkowe emisje i jednostki możesz jednak określić oddzielnie dla każdego pręta w rejestrze 'Szacowanie emisji CO2'. Zasada jest opisana w rozdziale Przekroje dla emisji określonych przekrojów.
