Ściskanie pręta drewnianego prostopadle do włókien wg. wg NDS 2018 i CSA O86:19

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

Standardowym scenariuszem w konstrukcji drewnianych prętów jest możliwość łączenia mniejszych prętów za pomocą podparcia na większym dźwigarze. Dodatkowo, warunki końca pręta mogą obejmować podobną sytuację, w której belka opiera się na typie podpory. W obu przypadkach belka musi być zaprojektowana z uwzględnieniem nośności prostopadłej do włókien zgodnie z NDS 2018 [1] rozdz. 3.10.2 oraz CSA O86:19 [2] Klauzule 6.5.6 i 7.5.9. W ogólnym oprogramowaniu do projektowania konstrukcji zwykle nie jest możliwe przeprowadzenie pełnej kontroli obliczeń, ponieważ powierzchnia łożyska jest nieznana. Jednak w nowej generacji programie RFEM 6 i rozszerzeniu Wymiarowanie drewna, dodana funkcja 'podpory obliczeniowe' umożliwia teraz spełnienie wymagań NDS i CSA dla nośności prostopadłej do obliczeń słojów.

Ograniczenia oprogramowania

We wszystkich ogólnych programach obliczeniowych MES, w tym w programie RFEM, każdy pręt jest reprezentowany przez pojedynczy element liniowy umieszczony w środku ciężkości przekroju. Nazywa się to widokiem szkieletowym. Pręt zawiera informacje wewnętrzne, takie jak właściwości materiału oraz właściwości geometryczne, w tym szerokość i wysokość, które można wykorzystać w obliczeniach analitycznych i obliczeniowych. Jednak podczas modelowania przecinających się prętów program nie otrzymuje natychmiastowych informacji, takich jak orientacja przecinających się prętów względem siebie, a w przypadku prętów stykających się ze sobą, obszar podparcia nie jest znany. Program rozpoznaje tylko te elementy liniowe, które są połączone w jednym punkcie węzłowym.

Jeżeli małe pręty są połączone z większymi prętami dźwigarowymi poprzez podparcie ich górną powierzchnią lub gdy pręty są podparte na jednym z końców lub na długości za pomocą typu podpory nośnej, naprężenie w pręcie prostopadłe do włókien powinno zostać uwzględnione w obliczeniach. Sekcja NDS. 3.10.2 [1] i CSA O86, klauzula 6.5.7 i 7.5.9 [2] kontrola konstrukcji łożyska w obu kierunkach, w poprzek włókien, wymagana jest znajomość powierzchni nośnej netto. Z tego powodu oprogramowanie obliczeniowe może pominąć ważne czynniki, takie jak współczynnik powierzchni nośnej, Cb, [1], długość współczynnik nośności KB, [2] lub kontrola obliczeń są całkowicie ignorowane.

Dzięki nowej funkcji 'podpór obliczeniowych' w programie RFEM 6 można teraz zdefiniować takie informacje i przeprowadzić pełną kontrolę obliczeń dla naprężeń ściskających prostopadle do włókien.

Przebieg prac NDS 2018

Podczas tworzenia nowej definicji podpory obliczeniowej, parametr Typ powinien być ustawiony na 'drewno'. Spowoduje to aktywację odpowiednich danych wejściowych zgodnie z normą NDS. Pole wyboru Podpora bezpośrednia wskazuje, że ten typ definicji zostanie użyty do kontroli ściskania prostopadle do włókien. Długość podpory jest definiowana przez użytkownika i powinna określać całkowitą długość obszaru podpory. Szerokość podpory jest ustawiana automatycznie jako szerokość odpowiedniego pręta, ale można ją nadpisać. Podpora od krawędzi wskazuje, czy podpora łożyska znajduje się w górnej osi +z pręta, w dolnej osi -z, czy w obu tych punktach. Pole wyboru Podpora wewnętrzna wskazuje, czy współczynnik Cb powinien zostać zastosowany do obliczeniowej ściskania pręta prostopadle do włókien, Fc⟂ , na podstawie art. 3.10.4 [1]. Jeżeli ta opcja jest wyłączona, podpora końcowa nie będzie brała pod uwagę Cb. Wartość obliczeniowa ściskania pręta podana w NDS zmienia się w zależności od wybranej granicy odkształcenia.

Po wprowadzeniu informacji o podporach obliczeniowych można zastosować podpory obliczeniowe w odpowiednich węzłach i prętach konstrukcji. Może być potrzebnych wiele podpór obliczeniowych, ponieważ w różnych lokalizacjach mogą wystąpić różne scenariusze łożysk. Program RFEM umożliwia zdefiniowanie zdefiniowanej przez użytkownika Nazwy dla wielu definicji podpór obliczeniowych w górnej części okna dialogowego, co zapewnia szybsze i wygodniejsze zastosowania.

Sprawdzenie przekroju zostanie przeprowadzone w module dodatkowym Wymiarowanie drewna z uwzględnieniem przekroju. 3.10.2 [1]. Na przykład w przypadku elementu klejonego warstwowo, skorygowana obliczeniowa ściskanie w kierunku prostopadłym do włókien, Fc⟂' , jest zdefiniowana w tabeli 5.3.1 [1] z poniższym równaniem.

Skorygowana obliczeniowa wartość ściskania w poprzek włókien

F'c =Fc CM Ct Cb Kf φ

Gdzie,

Fc⟂ = referencyjna obliczeniowa ściskanie prostopadłe do włókien

CM = współczynnik pracy na mokro

Ct = współczynnik temperaturowy

Cb = współczynnik powierzchni nośnej

KF = współczynnik konwersji formatu (tylko LRFD)

φ = współczynnik oporu (tylko LRFD)

Współczynnik Cb jest dodatkowo zdefiniowany w rozdz. 3.10.4 [1]. Jednak Cb ma zastosowanie tylko wtedy, gdy Długość podpory zdefiniowana w definicji podpory obliczeniowej wynosi mniej niż 6 cali i dalej niż 3 cale od końca pręta. Dodatkowo, Cb ma zastosowanie tylko dla podpór wewnętrznych, które również muszą być wskazane w typie definicji, jak wskazano powyżej. Jeśli te kryteria są spełnione, dodatek Projektowanie drewna automatycznie obliczy i zastosuje Cb na podstawie poniższego równania.

Współczynnik powierzchni nośnej

Cb = lb+0.375lb

Gdzie,

lb = miara długości podpory równoległa do włókien

Stopień kontroli wytrzymałości przekroju jest określony przez stosunek wymaganej siły ściskającej prostopadle do włókien do skorygowanej wartości obliczeniowej ściskania prostopadle do włókien. Wszystkie zmienne, wzory i odniesienia do norm NDS są wskazywane bezpośrednio w szczegółach kontroli wymiarowania dla konstrukcji drewnianych, zapewniając przejrzyste i możliwe do prześledzenia wyniki.

CSA O86:19 Przebieg pracy

Podczas projektowania zgodnie z CSA O86:19, ten sam proces roboczy dla NDS można zastosować dla typu definicji podpory obliczeniowej. Istnieje jednak kilka kluczowych różnic w stosunku do standardu CSA. Nowa opcja Sprawdź nośność krytyczną pozwoli określić, czy obciążenie ściskające zostanie przyłożone w odległości od środka podpory równej głębokości d pręta wskazanej na rys. 6.2 [2]. Jeżeli tak, to faktyczna nośność na ściskanie w poprzek włókien zostaje zmniejszona o współczynnik 2/3, jak pokazano w Rozdziale 6.5.6.3.1 [2] dla tarcicy i Rozdzialu 7.5.9.3.1 [2] dla drewna klejonego warstwowo. Należy również użyć średniej powierzchni nośnej.

Granica wysokich naprężeń zginających dla współczynnika Kb jest również ustawiana w typie definicji podpory obliczeniowej. Współczynnik docisku, Kb, może być zastosowany do nośności na ściskanie, jeżeli obszar nośności nie występuje w miejscach, w których występują duże naprężenia zginające, wskazane w 6.5.6.5(b) [2]. Użytkownik może ustawić stosunek wymaganej nośności momentu do momentu, aby był uważany za obszar o dużym zginaniu.

Na przykład w przypadku elementu klejonego warstwowo, obliczeniowa nośność na ściskanie w kierunku prostopadłym do włókien, Qr, jest zdefiniowana w klauzuli 7.5.9.2 [2] z poniższym równaniem.

Obliczona nośność na ściskanie w poprzek włókien

Qr=φ Fcp Ab Kb KZcp

Gdzie,

Φ = 0,8

Fcp = fcp(KDKScpKT) gdzie, fcp = określona wytrzymałość na ściskanie prostopadle do włókien

Ab = powierzchnia nośna

KB = współczynnik długości podparcia

KZcp = współczynnik rozmiaru dla łożyska

Stopień kontroli wytrzymałości na ściskanie przekroju jest określany przez stosunek wymaganej siły nośnej do obliczeniowej nośności na ściskanie w poprzek włókien. Wszystkie zmienne, wzory i odniesienia do normy CSA O86 są wskazane bezpośrednio w szczegółach kontroli wymiarowania w module drewnianym.

Podsumowanie

Naprężenia w łożysku prostopadłe do włókien i stanowią integralną część obliczeń prętów zgodnie z NDS 2018 i CSA O86:19. Pole powierzchni nośnej jest zwykle nieznaną zmienną dla tej kontroli obliczeń podczas korzystania z oprogramowania do ogólnej analizy i obliczeń, ponieważ wszystkie pręty są reprezentowane przez wewnętrzny element liniowy połączony tylko w punktach węzłowych. Jednak nowa funkcja 'podpory obliczeniowej' w programie RFEM 6 umożliwia teraz użytkownikom określenie długości i szerokości obszaru nośnego, torując drogę do kontroli obliczeń na ściskanie prostopadle do włókien, co wcześniej nie było możliwe.

Autor

Amy Heilig, PE

Amy Heilig, PE

Prezes - Inżynier ds. sprzedaży i wsparcia technicznego w biurze w USA

Amy Heilig jest dyrektorem generalnym biura w USA, znajdującego się w Filadelfii. Ponadto, zajmuje się sprzedażą i wsparciem technicznym oraz nadal pomaga w rozwoju programów firmy Dlubal Software na rynek północnoamerykański.

Słowa kluczowe

Drewno Wsparcie projektowe Ściskanie prostopadłe do włókien NDS AWC CSA CSA O86

Literatura

[1]   National Design Specification (NDS) for Wood Construction 2018 Edition
[2]   CSA O86:19, Engineering Design in Wood 

Linki

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 463x
  • Zaktualizowane 16. września 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]

Analiza połączeń z rozszerzeniem Połączenia stalowe w RFEM 6

Analiza połączeń z rozszerzeniem Połączenia stalowe w RFEM 6

Webinar 6. października 2022 12:00 - 13:00 CEST

Szkolenia online | Angielski

RFEM 6 | Informacje ogólne

Szkolenie online 7. października 2022 9:00 - 13:00 CEST

Obliczenia sejsmiczne zgodnie z EC 8 w RFEM 6 i RSTAB 9

Obliczenia sejsmiczne zgodnie z Eurokodem 8 w RFEM 6 i RSTAB 9

Webinar 11. października 2022 14:00 - 15:00 CEST

Szkolenie online | Angielski

RFEM 6 | Studenci | Wprowadzenie do wymiarowania prętów

Szkolenie online 12. października 2022 16:00 - 19:00 CEST

Szkolenie online | Angielski

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

Szkolenie online 18. października 2022 9:00 - 13:00 CEST

Szkolenie online | Angielski

RSECTION | Studenci | Wprowadzenie do teorii wytrzymałości

Szkolenie online 19. października 2022 16:00 - 17:30 CEST

XVII Konferencja Naukowo-Techniczna

XVII Konferencja naukowo-techniczna: Warsztat pracy rzeczoznawcy budowlanego

Konferencje 19. października 2022 - 21. października 2022

Analiza geotechniczna w RFEM 6

Analiza geotechniczna w RFEM 6

Webinar 27. października 2022 12:00 - 13:00 CEST

Szkolenie online | Angielski

RFEM 6 | Studenci | Wprowadzenie do MES

Szkolenie online 27. października 2022 16:00 - 19:00 CEST

Generator obciążenia wiatrem z wykorzystaniem CFD w RWIND 2

Generator obciążenia wiatrem z wykorzystaniem CFD w RWIND 2

Webinar 10. listopada 2022 12:00 - 13:00 CET

Szkolenie online | Angielski

RFEM 6 | Studenci | Wprowadzenie do wymiarowania stali

Szkolenie online 10. listopada 2022 16:00 - 17:00 CET

Szkolenia online | Angielski

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

Szkolenie online 17. listopada 2022 9:00 - 13:00 CET

Szkolenia online | Angielski

RFEM 6 | Analiza dynamiczna i obliczenia sejsmiczne zgodnie z EC 8

Szkolenie online 23. listopada 2022 9:00 - 13:00 CET

Szkolenie online | Angielski

RFEM 6 | Studenci | Wprowadzenie do wymiarowania drewna

Szkolenie online 25. listopada 2022 16:00 - 17:00 CET

Szkolenia online | Angielski

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

Szkolenie online 8. grudnia 2022 9:00 - 13:00 CET

Analiza konstrukcji stalowych \n w RFEM 6

Analiza konstrukcji stalowych w RFEM 6

Webinar 19. stycznia 2023 12:00 - 13:00 CET

Event Invitation

Międzynarodowa Konferencja Masy Drewna

Konferencje 27. marca 2023 - 29. marca 2023

RFEM 6
Hala z dachem łukowym

Program główny

Program do analizy statyczno-wytrzymałościowej RFEM 6 jest podstawą systemu modułowego oprogramowania. Program główny RFEM 6 służy do definiowania konstrukcji, materiałów i obciążeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych składających się z płyt, ścian, powłok i prętów. Program umożliwia wymiarowanie konstrukcji złożonych oraz elementów bryłowych i kontaktowych.

Cena pierwszej licencji
4 450,00 EUR
RFEM 6
Konstrukcja drewniana

Obliczenia

Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji drewnianych wymiaruje pręty drewniane ze względu na stan graniczny nośności, użytkowalności i ognioodporność zgodnie z międzynarodowymi normami.

Cena pierwszej licencji
1 850,00 EUR