Modelowanie rusztu

Artykuł o tematyce technicznej

Analiza statyczno-wytrzymałościowa rusztu zazwyczaj nie sprawia problemów, jeżeli obliczenia są wspomagane komputerowo. Istnieją przy tym różne sposoby odwzorowania pracy konstrukcji, obejmujące na przykład metodę tradycyjną, uwzględniającą przeprowadzenie analizy konstrukcyjnej pojedynczych komponentów lub modelowanie całej konstrukcji.

Każda opcja niesie ze sobą pewne korzyści, o wadze których musi zdecydować inżynier - konstruktor.

Obliczenia konstrukcji w 3D

Modelowanie w 3D zapewnia dużą elastyczność. Działające obciążenie można zdefiniować bezpośrednio dla elementów podpieranych, a właściwy rozkład obciążenia zadawany jest automatycznie. Ciężar własny dźwigarów można tu również zastosować automatycznie, bazując na ich geometrii.

Wszystkie te możliwości sprawiają, że obciążenie i konstrukcja mogą być definiowane razem w sposób graficzny i tym samym łatwo weryfikowane. Dzięki możliwości dokładnego przyłożenia obciążenia oraz szczegółowego wymodelowania ustroju, inżynier ma lepszy podgląd na rozkład sił wewnętrznych w całej konstrukcji. Możliwe jest wówczas bardziej efektywne dążenie do uzyskania niższych wskaźników wykorzystania nośności i tym samym większych oszczędności, również w przypadku komponentów drugorzędnych.

Kolejną dużą zaletą tej metody obliczeń jest możliwość zarządzania zmianami w architekturze, a więc geometrii ustroju. Zmiany te można w bardzo prosty sposób przenieść do konstrukcji, co pozwala zaoszczędzić sporo czasu.

Rysunek 01 - Konstrukcja z obciążeniem

Konstrukcja z obciążeniem

Programy oferują różne sposoby odwzorowania konstrukcji. Na przykład, istnieje możliwość jej wymodelowania tylko w jednej płaszczyźnie. Takie podejście uniemożliwia jednak uwzględnienie dodatkowych sił wewnętrznych w konstrukcji, występujących ze względu na ewentualne mimośrody. Aby uniknąć sytuacji, w której poszczególne elementy połączone są na sztywno, konieczne jest wprowadzenie jedynie odpowiednich przegubów, w punktach przecięcia prętów.

W obecnym przykładzie zwolnienia obrotowe (φy, φz) są rozmieszczone przy połączeniach między belką główną i drugorzędną, aby zapobiec przenoszeniu się sił wewnętrznych w tych kierunkach. Pośrodku, gdzie belki drugorzędne powinny pozostać ciągłe, zwolnienia o specjalnym stopniu swobody zostały zdefiniowane w taki sposób, aby możliwe było przeniesienie siły wewnętrznej My, ale do belki głównej nie zostało jednocześnie wprowadzone żadne skręcanie. Takie specjalne przeguby nazywa się, w programie RFEM / RSTAB, przegubami widełkowymi.

Rysunek 02 - Wyświetlanie wyników

Wyświetlone wyniki wskazują, że przy założonym sposobie modelowania, w konstrukcji występują jedynie momenty My. Tym samym kontrukcja może być z powodzeniem obliczona zgodnie z najprostszymi formułami normy EC3.

Może się zdarzyć, że model konstrukcji powinien zostać zdefiniowany z użyciem mimośrodów. Korzystając z programu, można w prosty sposób poradzić sobie z takim zadaniem. W programach RFEM i RSTAB możliwe jest automatyczne ustawienie offsetu, korzystając z nawiązania do rozmiarów przekrojów. Dzięki temu, rozmiar offsetu zmienia się automatycznie kiedy zmodyfikowany zostaje któryś z przekrojów.

Rysunek 03 - Konstrukcja z offsetem

Wybierając ten sposób modelowania, proszę zwrócić szczególną uwagę na umiejscowienie przegubów oraz ogólne warunki podparcia, tak by nie generować niezamierzenie dodatkowych sił w konstrukcji.

Rysunek 04 - Siła ściskająca w konstrukcji wywołana nieprawidłowo rozłożonymi przegubami / zwolnieniami

Podsumowanie

Trójwymiarowy model konstrukcji zapewnia inżynierowi - konstruktorowi wiele udogodnień. Są to m. in. automatyczne rozmieszczanie obciążenia lub łatwiejsze odwzorowywanie kolejnych zmian w konstrukcji. Należy jednak zachować wzmożoną czujność podczas takiego modelowania, aby uniknąć niezamierzonego wprowadzenia dodatkowych efektów oddziaływań do ustroju.

Słowa kluczowe

3d, modelowanie, ruszt 

Do pobrania

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do kontaktu z nami lub odwiedzenia naszej strony z FAQ.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

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
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

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