Ocelový rám (EN)

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:
V tomto návodu se dozvíte, jak navrhnout a posoudit detail konstrukce pomocí aplikace  Member.

1 Nový projekt

Otevřte aplikaci IDEA StatiCa a spusťte aplikaci Member.

Vytvořte nový projekt, vyplňte jméno projektu a zvolte složku pro uložení projektu. Potom zvolte návrhovou normu, výchozí materiály a základní topologii. Nyní zadejte souřadnice uzlů konstrukce a přidejte nosníky mezi mezi uzly. Pak klikněte na Vytvořit projekt a začněte modelovat výsek konstrukce.

2 Analyzovaný prvek

Zde je seznam nosníků, u kterých můžete editovat vlastnosti a které budou zahrnuty do analýzy. Změňte průřez sloupu AM1.

3 Přípojné prvky

Aby se přidaly přípojné prvky, které slouží pro přenost zatížení z ostatních částí konstrukce a jako podepření modelu, klikněte na kostku uzlu ve 3D scéně, nebo na příslušnou položku CON# ve stromu. Můžete přidat buď ukončené nebo průběžné přípojné prvky a to kliknutím na příslušný směr globálního souřadného systému. Přidejte 2 ukončené prvky ve směru osy Y.

Pak buď ve 3D scéně nebo ve stromu vyberte přípojný prvek RM4 a upravte jeho vlastnosti, jako průřez, délku, směr a podpory na jeho konci.


Podobně upravte vlastnosti prvku RM5.

4 Zatížení

V menu Zatížení můžete přidat a nastavit zatížení. Zatěžovací stav funguje jako množina, do které můžete přidávat jednotlivá liniová zatížení na analyzované nebo přípojné prvky. V rámci zatěžovacího stavu můžete alternativně zadat také uzlové vnitřní síly na koncích nosníků.

Automaticky se vygeneroval jeden zatěžovací stav, který obsahuje liniové zatížení pro každý analyzovaný prvek. Dva z nich vymažete buď přes pravé tlačítko myši, nebo vybráním liniového zatížení v tabulce a kliknutím na ikonku Smazat v nabídce příkazů.

Zbývající liniové zatížení přiřadíte na prvek AM2 a upravíte jeho velikost a šířku podle nosníku pod ním.

5 Styčníky

Teď můžete navrhnout styčníky. Ve 3D scéně vyberte kostku uzlu, nebo příslušnou položku CON# ve stromu, a klikněte na Editovat styčník.

Začněte styčníkem CON1, tedy patkou levého sloupu. Otevře se modul aplikace IDEA StatiCa Connection a vy můžete začít navrhovat přípoje.

V tomto případě zadáte pouze jednu operaci Patní plech a upravíte parametry.

Jako další zvolíme styčník CON2 a znovu spustíte modul aplikace Connection.

Místo toho, abyste zadávali jednotlivé operace, importujte připravenou šablonu přípojů ze souboru ke stažení na konci tohoto návodu.

Aplikováním šablony ušetříte čas, stačí zvolit výchozí velikost šroubů a průřez příložky.

Pokračujte styčníkem CON3.

Zde zadejte pouze jednu operaci Ořez prvku a zvolte způsob ořezu Pokos.

Jako poslední editujte styčník CON4. I když nám program nabízí ušetřit čas a znovu použít už hotový návrh styčníku CON1, zvolte editaci styčníku a vytvořte jiný návrh.

Klikněte pravým tlačítkem myši na sloup, vyberte příkaz Kotvení a vyberte šablonu patky s výztuhami. Nejprve upravte parametry operace patky BP1.

A pak dokončete návrh úpravou operace výztuh WID1.

6 Posudek

Přejděte do záložky Posudek, kde provedete posouzení. Analýza, která využívá metodu CBFEM, se v IDEA StatiCa Member počítá ve třech krocích. V prvním kroku vypočtete MNA (materially non-linear analysis), abyste posoudili výsek konstrukce na únosnost. Ve druhém kroku vypočtete LBA (linear bifurcation analysis) pro vyšetření ztráty stability výseku konstrukce na klopení a boulení. Ve třetím kroku zadejte imperfekce k vybranému tvaru ztráty stability a spočťete GMNIA (geometrically and materially non-linear analysis).

V nastavení Norma nejprve zvýšíte počet iterací výpočtu na 40 a počet divergujících iterací na 15, protože tento projekt vyžaduje větší výpočetní kapacitu.

Vyberte analýzu MNA a klikněte na tlačítko Výpočet.

Zobrazí se výsledky analýzy MNA a vy si můžeme prohlížet výsledky posudků všech analyzovaných částí konstrukce, nebo na výseku konstrukce zobrazit např. plastické přetvoření.

Pak přepněte typ analýzy na LBA a znovu spustíte Výpočet.

Ve výsledcích si můžete zkontrolovat součinitele ztráty stability pro jednotlivé tvary. Ve 3D okně se rovnou zobrazí 1. tvar ztráty stability a vy si zapnete deformace Uy, abyste získali lepší přehled o chování konstrukce.

Kliknutím na příslušný řádek v tabulce si můžete procházet i další tvary ztráty stability, např. druhý tvar.

Vzhledem k tomu, že nejméně jeden součinitel ztráty stability je menší než 15, je potřeba provést nelineární výpočet únosnosti s vlivem ztráty stability. Dle normy EN 1993-1-1 vyberte nejkritičtější tvar ztráty stability, nebo jejich kombinaci a zadáte hodnotu počátečních imperfekcí. V tomto případě se vyhodnotí jako nejkritičtější první tvar ztráty stability. Typ analýzy přepněte na GMNIA a do kolonky Amplituda ve sloupečku 1 zadáme hodnotu imperfekce 9 mm (0,5xL/300 = 0,5*5400/300 = 9 mm). Pak znovu spusťte Výpočet. V tomto případě může výpočet trvat i několik minut.

Při procházení výsledků vidíte, že započítané zatížení pro GMNIA nedosáhlo 100% a to znamená, že při daném procentu zatížení konstrukce ztratila stabilitu a nevyhověla posudku. Aby posudek vyhověl, musíte rám v kritickém místě vyztužit.

7 Operace

Abyste konstukci vyztužili, přidejte výztužné plechy do nejvíce namáhaného rohu rámu. Přepněte se zpět do karty Návrh a ve stromu jděte do nabídky Operace, klikněte pravým tlačítkem myši na položku AM2 a přidejte Výztužný plech.

Upravte parametry výztuhy a přidejte další výztužné plechy na nosník AM2 a také na sloup AM3 a upravte jejich parametry.

Nyní se znovu přepněte do karty Posudek a zopakujte všechny tři kroky výpočtu, tedy MNA, LBA a GMNIA. Navržený a optimalizovaný rám vyhověl na posouzení únosnosti s vlivem ztráty stability, včetně započítání počátečních imperfekcí. V tabulkách a ve 3D scéně si můžete prohlížet výsledky analýzy, jako např. rozložení plastických deformací nebo průběhy vnitřních sil.

8 Protokol

Nakonec přejděte na záložku Protokol. IDEA StatiCa nabízí plně nastavitelný protokol, který můžete vytisknout nebo uložit v různých formátech.

Navrhli jsme, optimizovali a podle Eurokódu posoudili ocelový rám.

Vzorové projekty

Stáhnout

Byl tento článek užitečný?

Vyzkoušejte program IDEA StatiCa

Stáhněte si zdarma zkušební verzi na 14 dní.