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

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. Ze względu na ten wymóg oprogramowanie obliczeniowe może pominąć ważne czynniki, takie jak współczynnik powierzchni nośnej C_b, [1], współczynnik długości podparcia, K_B, < a href="#Refer">[2] lub sprawdzenie projektu zostanie całkowicie zignorowane.

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 C_b powinien zostać zastosowany do obliczeniowej wartości ściskania pręta prostopadle do włókien, F_c⟂ , na podstawie przekroju. 3.10.4 [1]. Jeżeli ta opcja jest wyłączona, podpora końcowa nie będzie uwzględniać C_b . 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, F_c⟂' , jest zdefiniowana w tabeli 5.3.1 [1] i jest ona zdefiniowana w następujący sposób: równanie.

Gdzie,

F_c⟂ = obliczeniowa wartość odniesienia ściskania w poprzek włókien

C_M = współczynnik pracy na mokro

C_t = współczynnik temperaturowy

C_b = współczynnik powierzchni nośnej

K_F = współczynnik konwersji formatu (tylko LRFD)

φ = współczynnik oporu (tylko LRFD)

Współczynnik C_b jest dodatkowo zdefiniowany w rozdz. 3.10.4 [1]. Jednak C_b 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, C_b 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 współczynnik C_b na podstawie poniższego równania.

Gdzie,

l_b = miara długości łożyska równolegle 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 K_b jest również ustawiana w typie definicji podpory obliczeniowej. Długość współczynnika docisku, K_b, może być zastosowana do nośności na ściskanie, jeżeli obszar nośności nie występuje w miejscach, w których występują duże naprężenia zginające, wskazane w punkcie 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, Q_r, jest zdefiniowana w punkcie 7.5.9.2 [2] za pomocą następującego równania.

Gdzie,

Φ = 0,8

F_cp = f_cp (_KD K_Scp K_T ) gdzie f_cp = określona wytrzymałość na ściskanie w poprzek włókien

A_b = powierzchnia nośna

K_B = współczynnik długości podparcia

K_Zcp = 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.

Model 3D

• 3D Viewer | Google
• 3D Viewer | Babylon
• Wirtualna rzeczywistość

Model | Drewniane belki stropowe i konstrukcja dźwigarowa | NDS 2018