Narzędzia pomocnicze dla konstrukcji kabli

Artykuł techniczny na temat analizy statyczno-wytrzymałościowej w programach Dlubal Software

  • Baza informacji

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

RFEM i RSTAB są w stanie obsłużyć dużą liczbę oddziałów z branży budowlanej przy użyciu ich ogólnie użytecznych programów do analizy szkieletowej oraz programów MES. W obu rozwiązaniach programowych możliwe jest również projektowanie konstrukcji kablowych. W poniższym tekście przedstawiono niektóre narzędzia pomocnicze do modelowania i projektowania.

Generator sieci trakcyjnej

Realistyczna początkowa postać kabla ma pozytywny wpływ na stabilność obliczeń. Również do momentu osiągnięcia pożądanego stanu końcowego wysiłek związany z „dostrajaniem” zostanie zredukowany. Jeżeli geometria kabla zostanie znaleziona dla kabla obciążonego równomiernie, w odniesieniu do długości rzeczywistej, można użyć generatora trakcji. Można go otworzyć, wskazując "Narzędzia" → "Wygenerować model - Pręty" → "Łuk ...".

Rysunek 01 - Wygeneruj sieć trakcyjną

Oprócz numerów prętów i przekroju należy zdefiniować parametry sieci trakcyjnej. Wysokości stanowią tu odległość węzłów do górnej części sieci trakcyjnej. "Parametr" odpowiada promieniowi zakrzywienia w wierzchołku. W ten sposób można wygenerować dowolną część sieci trakcyjnej.

Węzły przesuwające się w RF-IMP / RSIMP

Geometria kabla nie zawsze odpowiada kształtowi sieci trakcyjnej. Jest to raczej wyjątkowy przypadek. Zasadniczo geometria kabla jest odniesiona do krzywej momentu. Przewód, na przykład w środku obciążony tylko jednym ładunkiem, utworzy kształt trójkątny. W przypadku oddziaływania na kabel dwóch pojedynczych obciążeń powstaje kształt trapezowy.

Rysunek 02 - Kształt kabla zbliżony do linii momentu

W przypadku dowolnego obciążenia, a tym samym bardziej złożonego kształtu, można tutaj użyć modułu dodatkowego RF-IMP lub RSIMP. Za pomocą tego modułu można przestawić geometrię kabla w sposób niezgodny z deformacją. W ten sposób można stosunkowo szybko wygenerować model, który zbliża się do kształtu poszukiwanego.

Rysunek 03 - Wstępne odkształcenie z przesunięciem węzłów

Dostrajanie poprzez zmianę długości

Powyższe metody zawsze definiują stan początkowy rzeczywistych obliczeń. Będzie on nadal odkształcany w wyniku oddziaływania obciążeń na kabel. Z reguły jednak definiowany jest stan końcowy pod obciążeniem.

Określone zwinięcie będzie przykładowe dla określonego obciążenia. Trudnością jest teraz zdefiniowanie kształtu początkowego, który spowoduje, że poszukiwany kształt zostanie przyłożony wraz z zastosowanym obciążeniem. Bez użycia narzędzi do wyszukiwania kształtów iteracyjnie często jest to możliwe. Rozwiązaniem problemu może być modyfikowanie stanu początkowego do momentu znalezienia zwisu. Ponowne modelowanie stanu początkowego za pomocą powyższych możliwości jest opcjonalne, ale ze względu na proces iteracyjny bardzo uciążliwy. Innym rozwiązaniem jest wydłużenie lub skrócenie kabla o obciążenie prętowe "Odkształcenie osiowe". Przewód zostanie wydłużony lub skrócony i nałożony na siebie wraz z innymi obciążeniami. Jeżeli szukany stan nie zostanie osiągnięty, można ponownie przeprowadzić obliczenia poprzez zmianę "Odkształcenia osiowego". Po osiągnięciu założonego zwisu można modyfikować długości początkową długości kabli (funkcja "Środek ciężkości i informacje"). Suma ta odpowiada wówczas nieobciążonej długości kabla.

W tym miejscu należy wspomnieć o interfejsie COM. Specjalnie zdefiniowana rutyna optymalizacyjna, np. W programie Excel, może zostać połączona z programem RFEM lub RSTAB.

RF-FORM-FINDING

Program RFEM wraz z modułem RF-FORM-FINDING umożliwia automatyczne znalezienie szukanego kształtu pod zdefiniowanym obciążeniem. Należy wprowadzić tylko pręt, parametry obciążenia i parametry wyszukiwania.

Rysunek 04 - Parametry kabla dla form-finding

Początkowy kształt oraz podział pręta nie muszą być szczegółowo zdefiniowane. Po zakończeniu obliczeń moduł wyświetla graficznie znaleziony kształt, siły oraz długość i grubość kabla.

Porównanie

Poniżej opisane zostaną opcje, które zostaną porównane między sobą. W przypadku kabli o odległości podpory wynoszącej 20 m pod określonym obciążeniem wymagane jest tutaj ugięcie o wartości 100 cm. Opcja ręcznego odkształcenia konstrukcji za pomocą RF-IMP (Konstrukcja 1) zostanie porównana z rozwiązaniem RF-FORM-FINDING (Konstrukcja 2).

Struktura 1: Kabel został już wstępnie zdeformowany 40 cm, analogicznie do odkształcenia. Z tego względu wymagane jest kolejne odkształcenie 60 cm. Wyniki obliczeń wynoszą tylko 6,1 cm. Z tego względu kabel należy przeciągnąć. Związaną zmianę długości należy zdefiniować iteracyjnie i uzyskać wynik 10,2. cm, równomiernie rozłożony na wszystkich prętach.

Rysunek 05 - Struktura 1: Wynik

Wynikająca stąd nieobciążona długość kabla odpowiada sumie długości kabli + długości kabla. (20.02 + 0.102) m = 20.122 m

Struktura 2: W konstrukcji 2, w której form-finding jest przeprowadzany automatycznie w tle, długość kabla nieobciążonego wynosi 20,12 m, a zatem przy określonym obciążeniu ugięcie wynosi 100 cm. Wynik ten jest identyczny z ręcznie określonymi wartościami. Mniejszy wysiłek jest tu potrzebny, ponieważ początkowy kształt został zdefiniowany jako pręt prosty, a cały proces iteracyjny zostaje pominięty.

Rysunek 06 - System 2:

Podsumowanie

Jeżeli chodzi o projektowanie konstrukcji kablowych, istnieją różne możliwości jego przeprowadzenia w RFEM i RSTAB. Wysiłek należy zawsze oszacować, co może wynikać z projektu. W przypadku konstrukcji o bardziej złożonych konstrukcjach, w których dochodzi do powstawania sztywności podkonstrukcji lub oddziaływania między kablami, praca ta staje się stosunkowo nieopłacalna. W takich przypadkach program RFEM wraz z modułem dodatkowym Rf-FORM-FINDING oferuje przyjazne dla użytkownika i wydajne rozwiązanie.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Lukas Sühnel

Dipl.-Ing. (FH) Lukas Sühnel

Product Engineering & Customer Support

Pan Sühnel jest odpowiedzialny za zapewnienie jakości RSTAB, uczestniczy również w rozwoju produktu oraz zapewnia wsparcie techniczne dla naszych klientów.

Słowa kluczowe

Kable Konstrukcje kablowe Znajdowanie kształtu IMP Krzywa łańcuchowa

Literatura

[1]   Stranghöner, N.; Saxe, K.; Uhlemann, J.: Essener Membranbau Symposium 2016. Herzogenrath: Shaker, 2016

Linki

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 3457x
  • Zaktualizowane 22. lipca 2021

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

Zaproszenie na wydarzenie

Międzynarodowa Konferencja na temat drewna

Konferencje 12. kwietnia 2022 - 14. kwietnia 2022

Zaproszenie na wydarzenie

Kongres Konstrukcji 2022

Konferencje 21. kwietnia 2022 - 22. kwietnia 2022

Projektowanie szkła za pomocą oprogramowania Dlubal

Projektowanie szkła za pomocą oprogramowania Dlubal

Webinar 8. czerwca 2021 14:00 - 14:45 CEST

Analiza historii czasu wybuchu w RFEM

Analiza czasowa eksplozji w RFEM

Webinar 13. maja 2021 14:00 - 15:00 EDT

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

Webinar 10. marca 2021 14:00 - 15:00 EDT

Wymiarowanie prętów zgodnie z ADM 2020 w RFEM

Wymiarowanie prętów zgodnie z ADM 2020 w RFEM

Webinar 19. stycznia 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dzień informacyjny Dlubal

Dlubal Info Day Online | 15 grudnia 2020 r

Webinar 15. grudnia 2020 9:00 - 16:00 BST

MES - Rozwiązywanie problemów i optymalizacja w RFEM

Rozwiązywanie problemów i optymalizacja MES w RFEM

Webinar 11. listopada 2020 14:00 - 15:00 EDT

Interakcja struktura gruntu w RFEM

Interakcja konstrukcji z podłożem w RFEM

Webinar 27. października 2020 14:00 - 14:45 BST

Analiza spektrum odpowiedzi w RFEM zgodnie z NBC 2015

Webinar 30. września 2020 14:00 - 15:00 EDT

Dokumentowanie wyników w protokole wydruku programu RFEM

Webinar 25. sierpnia 2020 14:00 - 14:45 CEST

Wymiarowanie betonu zgodnie z ACI 318-19 w RFEM

Webinar 20. sierpnia 2020 14:00 - 15:00 EDT

RFEM 5
RFEM

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RFEM 5
RF-FORM-FINDING

Moduł dodatkowy

Znajdowanie kształtu membran i konstrukcji kablowych

Cena pierwszej licencji
1 750,00 USD
RFEM 5
RF-IMP (en)

Moduł dodatkowy

Generowanie równoważnych imperfekcji geometrycznych i odkształceń początkowych konstrukcji dla obliczeń nieliniowych

Cena pierwszej licencji
760,00 USD
RFEM 5
Moduł dodatkowy dla RFEM/RSTAB RF-COM/RS-COM

Moduł dodatkowy

Programowalny interfejs (API) w oparciu o technologię COM

Cena pierwszej licencji
580,00 USD
RSTAB 8
RSTAB

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RSTAB 8
RSIMP (en)

Moduł dodatkowy

Generowanie równoważnych imperfekcji geometrycznych i odkształceń początkowych konstrukcji dla obliczeń nieliniowych

Cena pierwszej licencji
450,00 USD
RSTAB 8
Moduł dodatkowy dla RFEM/RSTAB RF-COM/RS-COM

Moduł dodatkowy

Programowalny interfejs (API) w oparciu o technologię COM

Cena pierwszej licencji
580,00 USD