Obliczenia sztywności ścian odnoszą się do drugiego artykułu z tej serii.
.png?mw=760&hash=411141ff4b218660021601e7d879bf7f085db5d3)
Rzut konstrukcji
Zróżnicowana sztywność ścian ma znaczny wpływ na całkowite odkształcenie rzutu budynku. Ponadto asymetryczne rozmieszczenie ścian także wpływa na odkształcenie całego obiektu.
Zazwyczaj efekt ten jest uwzględniany przez sztywności położenia 2D.
Przykład
Efekt ten można zaprezentować na przykładzie prostego, dwupiętrowego budynku o regularnym rzucie kondygnacji. Więcej informacji na temat minimalnych kryteriów usztywnienia można znaleźć w [1].
Konstrukcja:
- Obrys rysunku = 5 m ⋅ 10 m
- Uproszczone obliczenia - okna nie są uwzględnione w wysokości piętra.
- Na każdym końcu ściany znajduje się pręt łączący.
- Konstrukcja ściany i sztywności są zgodne z opisem w artykule nr 2 tej serii.
- Rozmiar siatki ES = 1,5 m
.png?mw=760&hash=90d1265dab7978f24ef548a08c67540ec50c89df)
Obciążenie:
- Ciężar własny i konstrukcja = 2 kN/m²
- Obciążenie wiatrem w globalnym kierunku y
- WZ2
- Wysokość = 100 m nad poziomem morza NN
- we+ d = 0,46 + 0,74 = 1,2 kN/m²
- We, d = 1,2 kN/m² ⋅ 3 m = 3,6 kN/m
.png?mw=760&hash=e394494b7ce45447662696f68720e109cb244cfa)
Kombinacja:
- KO1 = 1,0 PO1 + 1,5 PO2
Sztywności ścian:
W rezultacie uzyskuje się cztery różne długości ścian. Aby to uprościć, obliczane są sztywności ścian dla prętów równoważnych. Określenie sztywności jest takie samo, jak w poprzednim artykule.
| Ściana | Długość [m] | Moduł sprężystości [kN/cm²] | D66/D77 [kN/cm] | Moduł G [kN/cm²] | D88 [kN/cm] | Podpora sztywności [kNcm/rad] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,5 | 792 | 9 504 | 0,47 | 6,5 | 64 499 |
| 2 | 1,0 | 396 | 4,752 | 0,80 | 11,0 | 257,995 |
| 3 | 1,5 | 264 | 3,168 | 1,04 | 14,3 | 580,489 |
| 4 | 2,5 | 158 | 1,901 | 1,36 | 18,8 | 1 612 469 |
Sztywności ściany są obliczane dla każdej z tych czterech długości ściany. W tym celu każda ściana jest obciążona obciążeniem jednostkowym 1 kN. Ponieważ nie jest możliwe wykonanie ścian o długości powyżej 2,5 m przy wysokości 2,75 m, ściana środkowa jest podzielona pośrodku.
.png?mw=760&hash=cb7110a790a026249ac6b2b6d2b5658af1451bd9)
W załączonym pliku modelu RFEM 1 odkształcenia dla wszystkich długości ścian są obliczane jako powierzchnie i wyniki prętów. W górnej części modelu odkształcenie jest obliczane bez zamocowania sprężystego ściany, a w dolnej części z użyciem zamocowania sprężystego. Odkształcenia są również porównywane na rysunku 04.
Na podstawie określonych odkształceń poszczególnych ścian, dla każdej ściany obliczana jest sztywność.
Na przykład dla ściany 1 o długości 50 cm przyjęto następującą sztywność:
C = F/u = 1 kN/22,5 mm = 0,044 kN/mm
c = F/l ⋅ C = 1 kN/0,5 m ⋅ 0,044 kN/mm = 0,088 N/mm²
Dla wszystkich ścian:
1. ściana | l = 0,5 m | c = 0,088 N/mm²
2. ściana | l = 1,0 m | c = 0,164 N/mm²
3. ściana | l = 1,5 m | c = 0,230 N/mm²
4. ściana | l = 2,5 m | c = 0,333 N/mm²
Sztywności te są przydzielane do odpowiedniej podpory liniowej w rzucie (patrz Rysunek 05). Rzut znajduje się w załączonym pliku modelu RFEM 2.
.png?mw=760&hash=b6d7deeab4d8f4e66cee7c7eec2bf9f8a8a3c9aa)
Ze względu na to, ze budynek jest symetryczny, kondygnacja nie ulega obrotowi. Ten artykuł wyjaśnia to bardziej szczegółowo. Załączony film wideo pokazuje, w jaki sposób siły poziome rozkładają się w budynku o niesymetrycznym rzucie.
Podsumowanie
W artykule pokazano obliczenia dla kondygnacji budynku z paneli drewnianych. Sztywności ścian można określić za pomocą elementów powierzchniowych lub prętowych. Uwzględniane są przy tym sprężystości wynikające z zakotwienia ścian w stropach.
W załączonym pliku Excel można odtworzyć obliczenia z przykładów.
Ostatnia część tej serii przedstawia obliczanie sił określonych na podstawie reakcji podporowych na liniach (patrz Rysunek 05).
.png?mw=350&hash=117ad3f33c60ab58cde72c606f62ba73be0be9f3)
.png?mw=512&hash=ef59f208ffc8ad06d0b93617395464e1e9676d11)
.png?mw=350&hash=7a7ed343320ad021117550d77934839b43f16148)
.png?mw=350&hash=b64a668817bdd340b7894beb422f63fdfb1c0b98)
.png?mw=350&hash=f32ccb156d037cc14b2fb212293c6ae44065ab60)
.png?mw=350&hash=79e78d77a297955b2e9a4779d7d03bc53a77be05)
.png?mw=350&hash=2ef8dd39cd18196bea8b729c8d93b128ffe76448)
.png?mw=512&hash=4e74affa9ad0c7b703151c5085ac9b8e59171c23)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
