Okładziny w Advance Design

13 lutego 2024Advance Design

Partager

okladziny-advance-design_obszar-roboczy-1.jpg

1. Okładziny w Advance Design

1.1. Wprowadzenie

Każdy inżynier w swoich projektach musi przeprowadzić analizę obciążeń, co jest jednym z najbardziej czasochłonnych etapów. W rzeczywistości dla każdej konstrukcji projektanci muszą rozważyć różne rodziny przypadków obciążeń, na przykład obciążenia stałe, użytkowe, obciążenia klimatyczne.

W oprogramowaniu do analizy statyczno-wytrzymałościowej obciążenia te są przykładane bezpośrednio do elementów liniowych i powierzchniowych (prętów, płyt, ścian) lub do określonych wirtualnych płaszczyzn, które mogą być poziome, pionowe lub nachylone. W Advance Design takie płaszczyzny nazywane są okładzinami i służą do rozkładania obciążeń na elementy podpierające, zgodnie z kierunkami lokalnymi okładziny lub kierunkiem narzuconym przez użytkownika. Okładziny mogą służyć do zbierania i rozkładania obciążeń na liniowe elementy nośne (np. płatwie, rygle) bez konieczności modelowania elementów powierzchniowych (tj. dachów, ścian, płyt itp.).

Korzystając z okładzin można również uzyskać rozkład obciążeń na boki elementów „sztywnej tarczy”, które nie mają sztywności prostopadłej do ich płaszczyzny.

Rysunek 1: Okładziny rozpostarte pomiędzy elementami podpierającymi

1.2.  Właściwości okładziny

Głównym celem okładzin jest rozkład obciążeń na elementy nośne. Może to być na przykład rozkład obciążeń z dachu (poszycie) na płatwie. W zależności od potrzeb, okładzina może rozkładać obciążenie tylko w jednym kierunku lub w wielu kierunkach. Dlatego wewnątrz właściwości okładzin można zdefiniować kierunek:

  • x: zgodnie z lokalnym kierunkiem osi x.
  • y: zgodnie z lokalnym kierunkiem osi y.
  • xy: zgodnie z lokalnym kierunkiem osi xy (rozkład obciążenia w dwóch kierunkach).
  • Inne: zgodnie z niestandardowym kierunkiem rozkładu:

Rysunek 2: Kierunki rozkładu obciążeń z okładzin

Kierunek rozkładu pozwala użytkownikowi podzielić obciążenie powierzchniowe przypisane do okładziny na kilka obciążeń liniowych na elemencie podpierającym. Zobaczmy przykład z niestandardowym kierunkiem rozkładu, który umożliwia zdefiniowanie dowolnego sposobu rozkładu obciążenia. Mamy prosty przypadek jednej prostokątnej okładziny (1 m x 5 m) z równomiernym obciążeniem powierzchniowym 1 kN/m2, na którego obrysie znajdują się elementy liniowe:

Rysunek 3: Obciążenie powierzchniowe z niestandardowym kierunkiem rozkładu

W tym przykładzie okładzina ma 2 krawędzie bez współczynników zerowych: 0,8 (po stronie 4) i 1,1 (po stronie 2). Suma tych współczynników wynosi 0,8 + 1,1 = 1,9.

Stosunek krawędzi 4 wynosi wtedy 0,8 / 1,9 = 0,42, odpowiednio 1,1 / 1,9 = 0,579 dla krawędzi numer 2.

Proporcja ta jest również wyświetlana w postaci wielokątów rozkładu obciążenia (w tym przypadku prostych prostokątów). Lewy (czarny) wielokąt reprezentuje 42% obciążenia, a prawy (magenta) wielokąt reprezentuje 58% obciążenia

Rysunek 4: Obciążenia liniowe z niestandardowym rozkładem obciążenia w trybie analizy

2. Okładzina jako sztywna tarcza

2.1. Założenia globalne

Kolejną ważną cechą okładzin jest możliwość zautomatyzowania tworzenia sztywnej tarczy w przypadku analizy MES z obciążeniami poziomymi (niezależnie od rodzaju obciążeń: zdefiniowanych przez użytkownika, klimatycznych, sejsmicznych itp.)

Początkowym założeniem tej funkcji jest utworzenie w modelu okładzin, które będą działać jako „sztywna tarcza”. Następnie, zaczynając od tych już zdefiniowanych paneli, Advance Design automatycznie tworzy odpowiednią sztywną tarczę.

Podczas tworzenia okładziny dostępne są opcje aktywacji zachowania „sztywna tarcza” na liście właściwości Advance Design:

Rysunek 5: Okładzina jako sztywna tarcza

Po włączeniu opcji „Sztywna tarcza” Advance Design (podczas tworzenia modelu analizy) założy tarczę (element powierzchniowy 2D MES) z materiałem i grubością zdefiniowanymi powyżej.

Istnieje również możliwość aktywowania opcji „Automatyczny ciężar własny”. W takim przypadku ciężar własny tarczy zostanie obliczony automatycznie (zgodnie z nałożonym materiałem i grubością) i przyłożony jako obciążenie powierzchniowe na okładzinie. Ponadto wszystkie obciążenia przyłożone do okładziny zostaną bezpośrednio przeniesione na elementy podpierające w zależności od kierunku rozkładu ustawionego przez użytkownika (jest to normalne zachowanie elementów okładzin).

Rysunek 6: Zachowanie sztywnej tarczy w Advance Design

3. Obciążenia klimatyczne na okładzinie

Okładzina odgrywa ważną rolę dla generatora obciążeń klimatycznych w Advance Design. Generator obciążeń klimatycznych działa z Okładziną, więc pierwszym krokiem do automatycznego utworzenia obciążenia wiatrem i śniegiem jest zastosowanie Okładzin wokół konstrukcji. Obciążenia klimatyczne są przykładane do okładzin zgodnie z jego rodzajem zachowania klimatycznego, który można wybrać na liście właściwości okładziny.

Rysunek 7: Rodzaj zachowania klimatycznego dla okładziny

Ten parametr umożliwia rozróżnienie procedury generowania obciążenia klimatycznego przedstawionego w normie. Na przykład wiatr jest generowany inaczej, gdy okładzina pionowa jest ścianą budynku, a inaczej, gdy jest to ściana wolnostojąca.

Lista obsługiwanych rodzajów konstrukcji zależy od normy obciążenia klimatycznego. Najdłuższa lista jest dostępna dla Eurokodu 1:

  •  Budynek
  •  Okap
  •  Attyka
  •  Wiata jednospadowa
  •  Wiata dwuspadowa
  •  Tablica wolnostojąca
  •  Konstrukcja kratowa lub rusztowanie
  •  Dach szedowy
  •  Daszek markizowy
  •  Okładziny kołowe
  •  Ściana nachylona
  •  Ściana wolnostojąca
  •  Świetlik dachowy

Domyślnym typem jest Budynek, który służy do definiowania obciążeń budynku. Inne typy są używane w specyficznych przypadkach (w zależności od geometrii).

Rysunek 8: Rodzaj konstrukcji obsługiwany przez generator klimatyczny Advance Design

4. Modelowanie okładzin

W Advance Design tworzenie okładzin jest bardzo proste. Istnieją 2 sposoby:

  •  Generując je automatycznie, na podstawie wyboru
  •  Poprzez modelowanie w obszarze graficznym

4.1 Generowanie okładzin na wybranych

Okładziny mogą być generowane automatycznie między dwoma wybranymi elementami liniowymi. Podczas stosowania okładzin na wybranych elementach należy wziąć pod uwagę poniższe zalecenia:

–        Elementy liniowe nie powinny być umieszczane w różnych płaszczyznach.

–        Nie powinny one mieć punktów wspólnych z innymi końcami.

–        Nie mogą one być współliniowe.

Aby zastosować okładziny na wybranych wystarczy zaznaczyć dwa obiekty liniowe, kliknąć prawym przyciskiem myszy na obszarze graficznym i wybrać opcję Okładzina na wybranych.

Rysunek 9: Okładzina na wybranych

4.2 Modelowanie okładzin

W Advance Design okładziny mogą być tworzone bezpośrednio w obszarze graficznym, w podobny sposób jak elementy powierzchniowe (ściany lub płyty). Położenie krańców okładziny jest określane przez przyciąganie graficzne do innych obiektów lub przez wprowadzenie współrzędnych w wierszu poleceń.

Punkty 1 i 2 reprezentują definicję osi x, podczas gdy punkt 3 definiuje płaszczyznę okładziny wraz z punktami 1 i 2.

Rysunek 10: Modelowanie okładziny w obszarze graficznym

 

Zobacz nagranie Dodawanie obciążeń w Advance Design