narzędzia do modelowania konstrukcji kablowych

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 łańcuchową

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

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. Pozwala to na stosunkowo szybkie wygenerowanie modelu, który zbliża się do pożądanego kształtu.

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. Zazwyczaj jednak końcowy stan pod obciążeniem jest definiowany z góry.

Określone zwinięcie będzie przykładowe dla określonego obciążenia. Trudność polega teraz na zdefiniowaniu kształtu początkowego, w wyniku czego uzyskuje się kształt poszukiwany przy przyłożonym obciążeniu. Bez użycia narzędzi do wyszukiwania kształtów iteracyjnie często jest to możliwe. Jednym z rozwiązań może być modyfikowanie stanu początkowego do momentu znalezienia szukanego 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 nie zostanie osiągnięty żądany stan, można przeprowadzić kolejny etap obliczeń, zmieniając „odkształcenie osiowe“. 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 procedura optymalizacyjna (na przykład w programie Excel) może zostać połączona z programem RFEM lub RSTAB.

RF-FORM-FINDING

Program RFEM ze swoim modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING oferuje możliwość automatycznego znalezienia poszukiwanego kształtu przy użyciu zdefiniowanego obciążenia. Konieczne jest tylko wprowadzenie pręta, obciążenia i żądanych parametrów.

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. Odpowiednią modyfikację długości należy zdefiniować iteracyjnie, a jej wynikiem jest 10,2 cm, które równomiernie rozłożone są 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

Programy RFEM i RSTAB oferują różne możliwości wymiarowania konstrukcji kablowych na różne sposoby. Nakładu pracy, który może być wymagany do przeprowadzenia projektu, zawsze należy oszacować. 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 RFEM z modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING jest przyjaznym dla użytkownika i wydajnym rozwiązaniem.

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 4837x
  • Zaktualizowane 19. maja 2022

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady? Skontaktuj się z nami telefonicznie, mailowo, na czacie lub na forum lub znajdź sugerowane rozwiązania i przydatne wskazówki na stronie FAQ, dostępnej przez całą dobę.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

[email protected]

Event Invitation

VIII Konferencja Techniczna PIKS

Konferencje 30. sierpnia 2022 - 31. sierpnia 2022

Event Invitation

13th Central European Congress on Concrete Engineering

Konferencje 13. września 2022 - 14. września 2022

XVII Konferencja Naukowo-Techniczna

XVII Konferencja naukowo-techniczna: Warsztat pracy rzeczoznawcy budowlanego

Konferencje 19. października 2022 - 21. października 2022

Form-Finding i wymiarowanie membran w RFEM 6

Form-Finding i wymiarowanie membran w RFEM 6

Webinar 2. czerwca 2022 12:00 - 13:30 CEST

Obliczanie konstrukcji membranowej w RFEM 6

Obliczanie konstrukcji membranowej w RFEM 6

Webinar 17. marca 2022 14:00 - 15:00 EDT

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 9. grudnia 2021 8:30 - 12:30 CET

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 23. września 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 25. sierpnia 2021 8:30 - 12:30 CEST

Online Training | Polish

Bezpłatne szkolenie online RFEM | Podstawowe

Szkolenie online 12. sierpnia 2021 9:30 - 12:00 CEST

RFEM dla studentów | USA

Szkolenie online 11. sierpnia 2021 13:00 - 16:00 EDT

Szkolenia online | Angielski

RFEM | Dynamika konstrukcji i obliczenia sejsmiczne zgodnie z EC 8

Szkolenie online 11. sierpnia 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 2 | Konstrukcje betonowe Zgodnie z DIN EN 1992-1-1

Szkolenie online 29. lipca 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

RFEM | Informacje ogólne

Szkolenie online 13. lipca 2021 9:00 - 13:00 CEST

Online Training | Polish

RFEM | Dynamika konstrukcji i analiza sejsmiczna zgodnie z EC 8

Szkolenie online 24. czerwca 2021 9:30 - 13:30 CEST

Szkolenie online | Angielski

RFEM | Informacje ogólne | USA

Szkolenie online 17. czerwca 2021 9:00 - 13:00 EDT

RFEM 5
RFEM

Program główny

Program główny RFEM 5 służy do definiowania konstrukcji, materiałów i obciążeń. Może być wykorzystywany do analizy zarówno konstrukcji płaskich jak i przestrzennych składających się z prętów, płyt, ścian i powłok. Program umożliwia również tworzenie konstrukcji mieszanych oraz modelowanie elementów bryłowych i kontaktowych.

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

Moduł dodatkowy

Znajdowanie kształtu konstrukcji membranowych i kablowych

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

Moduł dodatkowy

Generowanie równoważnych imperfekcji geometrycznych i wstępnie zdeformowanych konstrukcji początkowych do obliczeń nieliniowych

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

Moduł dodatkowy

Programowalny interfejs (API) oparty na technologii COM

Cena pierwszej licencji
580,00 USD
RSTAB 8
RSTAB

Program główny

Oprogramowanie inżynierskie do wymiarowania konstrukcji ramowych, belkowych i kratownicowych, a także do przeprowadzania liniowych i nieliniowych obliczeń sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

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

Moduł dodatkowy

Generation of equivalent geometric imperfections and pre-deformed initial structures for nonlinear calculations

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

Moduł dodatkowy

Programmable interface (API) based on the COM technology

Cena pierwszej licencji
580,00 USD