Modelowanie budynku z CLT

Poniższy artykuł opisuje wymiarowanie ściany z drewna klejonego krzyżowo, podatnej na wyboczenie, opisanej w pierwszej części tej serii artykułów, z wykorzystaniem metody prętów zastępczych, zgodnie z [1] sekcja 6.3.2. Analiza wyboczenia zostanie przeprowadzona jako analiza naprężeń ściskających ze zmniejszoną wytrzymałością na ściskanie. W tym celu określany jest współczynnik niestateczności k_c, zależny przede wszystkim od smukłości elementu i typu podpory.

W tym artykule opisano, jako alternatywę dla metody prętów zastępczych, wyznaczyć siły wewnętrzne ściany podatnej na wyboczenie zgodnie z analizą drugiego rzędu z uwzględnieniem imperfekcji, a następnie przeprowadzić wymiarowanie przekroju na zginanie i ściskanie.

Oprócz określania obciążeń, w obliczeniach konstrukcji drewnianych należy uwzględnić pewne aspekty dotyczące kombinatoryki obciążeń. W przeciwieństwie do konstrukcji stalowych, w których największe obciążenie wynika z wszystkich niekorzystnych oddziaływań, w konstrukcjach drewnianych wartości wytrzymałości zależą od czasu trwania obciążenia i wilgotności drewna. Należy również uwzględnić specjalne właściwości przy obliczaniu stanu granicznego użytkowalności. Poniższy artykuł omawia wpływy na wymiarowanie elementów drewnianych i wyjaśnia, w jaki sposób jest to możliwe dzięki programom RSTAB i RFEM.

Przypadki obciążeń, kombinacje obciążeń i kombinacje wyników należy wybierać dla obliczeń w stanie granicznym nośności i użytkowalności. Po wybraniu powierzchni do obliczenia można zdefiniować odpowiedni model materiałowy.

Struktura warstw stanowiących podstawę obliczeń sztywności może być różna. Parametry zdefiniowane przez wybrany model materiałowy można dostosować do własnych potrzeb. Modyfikowalna jest również macierz 3*3 warstw. W ten sposób zapewniony jest całkowicie swobodny wybór podczas generowania sztywności.

Naprężenia graniczne każdej warstwy są definiowane przez wybrany materiał. Również te wartości można dostosowywać.

Po zakończeniu obliczeń naprężenia maksymalne, stopnie wykorzystania i przemieszczenia są wyświetlane według przypadków obciążenia, punktów powierzchni lub rastra. Stopień wytężenia można wyznaczyć w odniesieniu do dowolnego rodzaju naprężenia. Bieżąca lokalizacja jest wyróżniona kolorem w modelu RFEM.

Oprócz tabeli wyników naprężenia i stopnie naprężeń można wyświetlać graficznie w oknie roboczym programu RFEM. W tym celu można dostosować kolory i wartości przypisane do panelu.

• Ogólna analiza naprężeniowa
• Zintegrowane w programie RFEM graficzne i numeryczne przedstawianie naprężeń i stopni wykorzystania
• Obliczenia przy użyciu różnych przypadków obliczeniowych
• Wysoka wydajność dzięki małej ilości danych początkowych
• Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
• Na podstawie wybranego modelu materiałowego i zawartych w nim warstw generowana jest lokalna macierz sztywności powierzchni w programie RFEM. Dostępne są następujące modele materiałowe:
  • ortotropowy
  • Izotropowy
  • Zdefiniowane przez użytkownika
  • Hybrydowy (dla kombinacji modeli materiałowych)
• Możliwość zapisywania często używanych konstrukcji warstwowych w bazie danych
• Wyznaczanie naprężeń podstawowych, ścinających i zastępczych
• Oprócz naprężeń podstawowych jako wyniki dostępne są naprężenia wymagane zgodnie z DIN EN 1995-1-1 oraz interakcja między tymi naprężeniami.
• Analiza naprężeń dla elementów konstrukcyjnych o dowolnym kształcie
• Obliczanie naprężeń zastępczych według różnych metod:
  • Hipoteza energii odkształcenia (von Mises)
  • Hipoteza naprężeń stycznych (Tresca)
  • Hipoteza naprężenia normalnego (Rankine)
  • Hipoteza głównego odkształcenia (Bach)
• Obliczanie poprzecznych naprężeń stycznych według Mindlina lub Kirchhoffa lub ustawień zdefiniowanych przez użytkownika
• Obliczenia w stanie granicznym użytkowalności poprzez sprawdzanie przemieszczeń powierzchni
• Odkształcenia graniczne określane przez użytkownika
• Możliwość uwzględnienia połączenia wartw
• Szczegółowe wyniki dla różnych składników naprężeń i stopni wykorzystania w tabelach i w grafice
• Przedstawianie naprężeń dla każdej warstwy w modelu
• Wykaz materiałów dla analizowanych powierzchni
• Połaczenie wartw bez możliwości ścinania