Konwersja reakcji podporowych na obciążenia drugiego modelu MES w Advance Design

Model MES dla całego obiektu

Często obiekty, które projektujemy wymagają od nas dokładniejszej analizy na poziomie wyszczególnionego fragmentu konstrukcji lub elementu. W tym celu często modelowany jest cały obiekt na potrzeby wymiarowania elementów pionowych, a elementy poziome takie jak stropy projektuje się w odrębnym modelu, przy założeniu ich pewnego schematu statycznego możliwie wiernie odzwierciedlającego zachowanie globalne tych wydzielonych elementów.

Problem zaczyna się pojawiać, w sytuacji gdy wydzielony element musi zostać obciążony również pozostałym fragmentem konstrukcji, z którego na potrzeby redukcji dużego modelu chcieliśmy się pozbyć. Dla najprostszego przykładu – chciałbym przeanalizować skomplikowaną płytę fundamentową – samo jej wydzielenie z modelu niewiele mi da, bo obciążeniami ją wymiarującymi są obciążenia przekazywane z całej naszej konstrukcji za pomocą słupów czy ścian. Prosty wniosek z tego płynący…mogę wydzielić płytę pod warunkiem, że obciążę ją zgodnie ze schematem budynku.

Program dla konstruktorów Advance Design pozwala na wymianę reakcji podporowych jednego modelu na obciążenia generowane w drugim modelu.

Rys. 1. Model prostego budynku mieszkalno-usługowego w programie Advance Design

W tym momencie posiadam model całego obiektu, który śmiało mogę rozwiązać. Chciałbym natomiast model podzielić np. na część podziemną i nadziemną lub na płytę fundamentową i pozostały fragment obiektu. Może potrzebuję dokładnie przeanalizować płytę fundamentową i potrzebuję zmniejszyć wielkość modelu by zyskać na czasie obliczeń. Może chciałbym rozdzielić pracę na 2 stanowiska i jednemu ze współpracowników pozostawić w opracowaniu płytę fundamentową a samemu zająć się elementami pionowymi kondygnacji -1 lub wyższymi.

Jestem w stanie to zrobić tworząc poniekąd 2 niezależne modele (np. wspomnianej części podziemnej i nadziemnej). Problem pojawia się w fakcie, że część nadziemna będzie obciążać część podziemną, a ja właśnie usunąłem ją z modelu.

Rys. 2. Dwa niezależne modele MES

Płyta fundamentowa modelowana na podłożu sprężystym, część ponad płytą fundamentową podparta nominalnymi sztywnymi podporami.

W tym momencie mogę bez problemu rozwiązać model pierwszy – czyli część powyżej płyty fundamentowej.

Rys. 3. Reakcje (pionowe) od obciążeń stałych

Zapis reakcji do pliku oraz jego import w innym zadaniu

Powyżej przedstawiono przykładowe reakcje podporowe od obciążeń stałych. Oczywiście przekazać możemy wszystkie reakcje (przesuw/obrót) od wszystkich przypadków.

Istotny jest też zwrot sił – proszę zwrócić uwagę, że reakcje zazwyczaj prezentuje się jako wektor odwrotny czyli odpowiedź podpory – tu natomiast nasza reakcja pionowa skierowana jest w dół, bo ma stanowić później obciążenie płyty fundamentowej. Zwrot reakcji można odwrócić zmieniając ustawienia programu w zakładce wyniki poprzez wyłączenie opcji „Uwzględnienie reakcje na podporach”.

Na zakładce BIM użytkownik może wyeksportować reakcje do pliku tekstowego i w ten sam sposób zaimportować do modelu płyty fundamentowej. Zachowywane są przypadki obciążeń oraz położenie sił w przestrzeni.

[Kliknij, aby powiększyć]
Rys. 4. Reakcje zaimportowane do modelu płyty fundamentowej

Co istotne, reakcje mogę importować w dowolnym momencie, czyli potencjalne zmiany w modelu wyjściowym nie są groźne. Geometrię płyty fundamentowej mogę również dowolnie modyfikować – obciążenia nie są z nią związane, znajdują się w określonej przestrzeni w modelu i obciążają element, który się pod nimi znajdzie. Siły znajdują się w tych samych przypadkach obciążeń co w modelu pierwotnym zatem kombinacje nie ulegają zmianie. Mógłbym natomiast obciążenia pokombinować inaczej, bo w mniejszym, szczegółowym projekcie płyty fundamentowej będę mógł z powodzeniem przygotować więcej kombinacji.

Zwrócenia uwagi wymaga jedynie fakt, że trzeba elementy konstrukcyjne wydzielać rozsądnie. Na ich pracę pod obciążeniami mogą mieć wpływ elementy, które usunęliśmy. Czyli poza przekazywaniem obciążeń usztywniają też analizowany element i zmieniają nieco charakter jego pracy. Względnie poprawne jest wydzielanie całej kondygnacji.

Z wykorzystaniem tej metody można również doprowadzić do swojego rodzaju etapowania konstrukcji.

Autor: Kamil Dziedzic