Oprócz wymagań dotyczących nośności konstrukcji muszą być spełnione odpowiednie wymagania dotyczące użytkowalności. W tym kontekście kontrola odkształceń odgrywa ważną rolę w zapobieganiu uszkodzeniom spowodowanym nadmiernym ugięciem. Odpowiednie zasady można znaleźć w różnych normach. Wartości graniczne przemieszczeń' są zwykle powiązane z długościami elementów konstrukcyjnych, na przykład zgodnie z EN 1993 [1] lub AISC 360 [[#Odniesienie [2{%]\}] dla konstrukcji stalowych, zgodnie z EN 1992 [3] lub ACI 318 [4] dla konstrukcji żelbetowych oraz zgodnie z EN 1995 [5] lub NDS [6] dla konstrukcji drewnianych. W rozdziale L2. ODCHYLENIA AISC 360, na przykład, możemy znaleźć następującą zasadę: „Ugięcia większe niż 1/200 rozpiętości mogą pogorszyć działanie ruchomych elementów, takich jak drzwi, okna i przesuwne ścianki działowe”. Dla każdego materiału istnieją również inne wartości graniczne, które należy zastosować dla przęseł i obszarów wspornikowych belek.
Programy RFEM i RSTAB pozwalają kontrolować przemieszczenia podczas kontroli obliczeń i przedstawiać je jako obliczenia.
Przykład
Model prostej drewnianej platformy pokazuje, jak przeprowadzić kontrolę obliczeń ugięcia. Przedstawia ruszt składający się z elementów z drewna klejonego warstwowo, który jest obciążony trzema przypadkami obciążeń: ciężar własny, obciążenie użytkowe platformy i obciążenie użytkowe obszaru wspornika. Superpozycja przypadków obciążeń jest przeprowadzana zgodnie z EN 1990 [7] z uwzględnieniem specyficznych wymagań dla konstrukcji drewnianych, takich jak pełzanie, sprawdzenie obliczeń przeprowadza się zgodnie z EN 1995-1- 1 [5]. Stateczność nie jest analizowana w obliczeniach w stanie granicznym nośności. Obliczenia ugięcia w stanie granicznym użytkowalności przeprowadza się dla quasi-stałej sytuacji obliczeniowej.
Platforma jest symetrycznym układem konstrukcyjnym. W modelu jednak belka skrajna jest pokazana jako pręt całkowicie ciągły z węzłami typu "Na pręcie" po jednej stronie, a po drugiej jako pojedyncze pręty.
Rozszerzenie Wymiarowanie drewna jest aktywowane w celu sprawdzenia obliczeń. Obliczenia przeprowadzono zgodnie z normą EN 1995 z uwzględnieniem zaleceń CEN.
Konfiguracja stanu granicznego użytkowalności
Ponieważ kontrola ugięcia jest przeprowadzana dla stanu granicznego użytkowalności, opcja użytkowalności musi być zaznaczona w konfiguracjach, które mają zostać obliczone dla obliczeń drewna. Ustawieniami tymi można zarządzać w oknie dialogowym 'Ustawienia globalne', do którego można przejść z menu kontekstowego w nawigatorze 'Projektowanie drewna'.
Nie należy analizować odporności ogniowej.
Wartości graniczne ugięć są przechowywane w Konfiguracja użytkowalności , która jest tworzona jako standard podczas aktywowania wymiarowania drewna.
Granice użytkowalności są ustawione domyślnie zgodnie z normą, ale można je dostosować. Oddzielne specyfikacje są możliwe dla belek (zginane pręty podparte z obu stron) i wsporników (zginane pręty podparte z jednej strony), które mają zastosowanie w zależności od sytuacji obliczeniowej. Dla quasi-stałej sytuacji obliczeniowej podane są dwa kryteria. W związku z powyższym wymagania dotyczące ugięcia końcowego netto wnet,fin i ugięcia końcowego wfin zgodnie z [5] Tabela 7.2 są spełnione.
Analiza ugięcia
Specyfikacje dla analizy ugięcia należy sporządzić osobno dla każdego pręta. Domyślnie przemieszczenie jest powiązane z całkowitą długością pręta i odkształconymi końcami pręta. Specyfikacje są przechowywane w zakładce Obliczenia podpory i ugięcia w oknie dialogowym 'Edytuj pręt'.
Jeżeli model został zaprojektowany przy użyciu tych standardowych ustawień, współczynniki obliczeniowe pokazane na poniższym rysunku są wynikiem analizy ugięcia.
Na przykład dla pręta 4 (belka poprzeczna między podłużnicami) następujące ustawienia domyślne są poprawnie zastosowane: W przypadku ugięcia w środku pręta należy uwzględnić odkształcenie belek skrajnych. Użyj opcji Szczegóły kontroli obliczeń , które można wywołać dla odpowiedniego punktu obliczeniowego za pomocą przycisku
(patrz ilustracja powyżej), aby zrozumieć, w jaki sposób określane jest kryterium obliczeniowe.
Zasadnicze odkształcenie belki poprzecznej dla quasi-stałej sytuacji obliczeniowej wynosi 35,7 mm w CO 7. Gdyby ta wartość została użyta do kontroli obliczeń, byłaby większa niż wartość graniczna L/250 = 7000 mm/250 = 28 mm. Na końcach pręta belki poprzecznej belki skrajne mają przemieszczenie o 16,2 mm każda w CO 7, co należy uwzględnić podczas kontroli obliczeń: 35,7 mm - 16,2 mm = 19,5 mm (program uwzględnia jeszcze więcej miejsc po przecinku). Kryterium obliczeniowe wykorzystuje lokalne odkształcenie związane z prostym połączeniem węzłów końcowych. Daje to 19,5 mm/28 mm = 0,69. W ten sposób lokalne odkształcenie pręta jest redukowane, jeżeli jego węzły końcowe są przemieszczone. Podejście to jest prawidłowe dla belki poprzecznej oraz dla większości prętów w przykładzie - z wyjątkiem dwóch belek skrajnych.
podpora obliczeniowa
Jak pokazano na rysunku Wynik określony na podstawie ustawień standardowych, kryterium obliczeniowe dla belki krawędziowej modelowanej w sposób ciągły (pręt 1) nie jest prawidłowe: Reprezentuje odkształcenie ciągłe, które nie uwzględnia podpory pośredniej ani wspornika. Konieczna jest tutaj ręczna regulacja.
Ponieważ belka skrajna jest modelowana za pomocą węzłów typu 'Na pręcie', warunki brzegowe wyodrębnionego układu można przedstawić za pomocą tzw. Podpór obliczeniowych. Umożliwiają rozmieszczenie podpór wewnętrznych i modelowanie wolnych końców. Węzeł na podpartym końcu pręta reprezentuje początek pręta, węzeł na wsporniku jego koniec.
Zostaną zidentyfikowane 'węzły wewnętrzne' pręta ciągłego. Zakłada się, że jest to pojedynczy 'segment'. Ponieważ nie odpowiada modelowi, należy przypisać niektóre podpory. W zakładce 'Obliczenia i ugięcia' kliknij przycisk
, aby zdefiniować 'obliczeniowe podparcie na początku pręta'.
Pojawi się okno dialogowe 'Nowa podpora obliczeniowa'.
Mając już wstępnie ustawiony typ 'Drewno', można teraz wprowadzić specyfikacje dla wymiarowania drewna. Na podporach węzłowych znajduje się 'Podpora bezpośrednia'. Przyjęto długość podpory 300 mm; szerokość podpory powinna odpowiadać szerokości belki. Aby podpora została uwzględniona podczas kontroli obliczeń, należy zaznaczyć opcję Aktywne dla obliczeń ugięcia. 'Podpora w osi y' może zostać dezaktywowana, ponieważ podparcie prostopadłe do pręta nie jest istotne dla modelu.
Kliknij przycisk OK, a następnie przypisz podporę obliczeniową do początku pręta i drugiego węzła wewnętrznego (pierwszy węzeł wewnętrzny jest punktem połączenia belki poprzecznej).
Obecnie na modelu pręta dostępne są dwa segmenty, jeden o długości 8,00 m, a drugi o długości 1,50 m.
Sprawdzenie obliczeń z zastosowaniem zmienionych warunków brzegowych daje następujący wynik:
Długości odniesienia i wartości graniczne dla przęseł i powierzchni wspornika są teraz prawidłowo ustawione zgodnie z normą. Można to ponownie sprawdzić w szczegółach kontroli projektu.
Długości i odniesienie przemieszczenia zdefiniowane przez użytkownika
Druga belka skrajna jest modelowana za pomocą trzech dochodzących do siebie pojedynczych prętów. Również w tym przypadku konieczne jest ręczne dostosowanie, aby kontrola obliczeń nie była przeprowadzana na podstawie pojedynczych prętów (patrz image Wynik określony na podstawie ustawień standardowych).
Pręt 7 i pręt 8 reprezentują "obszar przęseł" belki posiadającej podporę po obu stronach. Długość segmentu jest wstępnie ustawiana przez długość pręta. Ponieważ jednak odcinek odpowiada całkowitej długości dwóch prętów, długość należy określić ręcznie w tym miejscu: Należy zaznaczyć pole wyboru Długości zdefiniowane przez użytkownika ❶, a następnie ustawić 'Długość' każdego segmentu na 8,00 m ❷. Wartość ta odpowiada długości podpory między punktami podparcia (patrz ilustracja Model drewnianej platformy).
W takim przypadku ugięcie nie może być powiązane z końcami odkształconych segmentów, w przeciwnym razie program wykorzysta linię połączenia między węzłem podpory a przesuniętym węzłem połączenia belki poprzecznej. Dlatego na liście odniesień Przemieszczenie należy wybrać opcję 'Układ niezdeformowany'.
Podpory obliczeniowe nie są wymagane, ponieważ automatycznie przyjmuje się podporę dwustronną. Kontrola obliczeń z zastosowaniem zmienionych specyfikacji daje następujący wynik:
wspornik
Na koniec wymagane jest dostosowanie obszaru wspornika drugiej belki krawędziowej (pręt 9). Ponieważ program automatycznie zakłada podporę dwustronną, jak wspomniano powyżej, podporę konstrukcyjną należy w tym przypadku zdefiniować ręcznie. Przypisz podporę obliczeniową do pręta na początku pręta, wybierając z listy zdefiniowany wcześniej typ 'Drewno'.
Swobodny koniec pręta musi pozostać bez podpory obliczeniowej. Ostateczna kontrola obliczeń zapewnia teraz identyczne kryteria obliczeniowe dla obu belek skrajnych.
Podsumowanie
W przykładzie przedstawiono różne opcje dalszego postępowania podczas wymiarowania deformacji w programie RFEM lub RSTAB. Zginanie belek z podporami po obu stronach nie wymaga szczególnej uwagi, ponieważ program automatycznie identyfikuje warunki brzegowe. Domyślnie odniesienie przemieszczeń do końców odkształconych segmentów powoduje, że przemieszczenia całego układu są poprawnie uwzględniane podczas kontroli obliczeń. W przypadku prętów dzielonych może być jednak konieczne ręczne dostosowanie długości podpory i powiązanie przemieszczenia z układem niezdeformowanym. W przypadku prętów ciągłych i wsporników należy przypisać podpory obliczeniowe, aby poprawnie odwzorować warunki podparcia wyodrębnionego modelu.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
