F+L STATIK DO ROZWIĄZANIA PŁASKIEGO USTROJU PRĘTOWEGO.

Transkrypt

1 1 PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA MODUŁU Stabwerke ESK programu F+L STATIK DO ROZWIĄZANIA PŁASKIEGO USTROJU PRĘTOWEGO. Schemat statyczny zadania P= 10 kn q1= 4kN/m M= 5 knm 2 EI 3 q2= 4 kn/m EI EI T= m T= kδ= 10 EI/m 3 5m 3m =0.2m kϕ= 5 EI/m START Program Frilo należy uruchomić klikając dwukrotnie w ikonę a następnie w katalogu Stabwerke klikając dwukrotnie w ikonę Po otwarciu, okno programu wygląda następująco: F+L STATIK.lnk ESK1 Ebenes Stabwerk.lnk 1

2 2 DEFINIOWANIE MATERIAŁU Realizację zadania należy rozpocząć od definicji materiału. W oknie głównym zaznaczamy zakladkę Material oraz wybieramy materiał standardowy (Beton, Stal, Aluminium,Drewno) lub definiowny przez użytkownika User defined. W tabelce okna Materials wpisujemy nazwę np.: E=1. W panelu material constants definiujemy E=10000kN/cm 2 oraz ewentualnie G=3846kN/cm 2 i Alpha (współczynnik rozszerzalności termicznej) i klikamy Apply. DEFINIOWANIE POPRZECZNYCH PRZEKROJÓW PRĘTÓW W zakładce Cross sec. należy kliknąć prawym przciskiem myszy na podświetlonej na żółto pozycji w tabelce, pozwoli to przejść do okna definicji przekroju: 2

3 3 Najprostszy sposób definiowania przekroju porównawczego EI to wybranie z pośród istniejącej bazy przekrojów np. I80, a następnie modyfikacja jego parametrów. W tym celu należy wybrać z listy w lewym oknie grupę przekrojów dwuteowych ( I ) i zaznaczyć przekrój I80, dalej kliknąć w dolnej części listy Static value (wartości statyczne) i zmienić w prawym oknie nazwę przekroju na 1EI oraz przypisać Iy=1 (przekrój porównawczy 2EI można utworzyć odpowiednio modyfikując jego nazwę i wpisując Iy=2). Zmiany zatwierdzić przyciskiem OK. Oczywiście do listy przekrojów można dodać następne pozycje, pozwoli to na definiowanie ukladu prętowego o różnych przekrojach. DEFINIOWANIE WSPÓŁRZĘDNYCH WĘZŁÓW W zakładce Nodes (węzły) należy wpisać w tabelce współrzędne węzłów układu w globalnym układzie współrzędnych. Wprowadzenie danych zatwierdzić klikając Apply. 3

4 DEFINIOWANIE PRĘTÓW 4 W zakładce Bars (pręty ) zaznaczyć opcję [k] by node assignment i wypełnić w tabelce zółte pola: - w kolumnie Bar (pręt) wpisać numer pręta - w kolumnach Q1 (Cro) i Q2 (Cro) wpisać numer przekroju na końcach pręta - End 1 i End 2 wpisać numery węzłów na początku i końcu pręta; wprowadzenie do układu węzła przegubowego dla pręta 1 (1-2) wymaga wpisania jako numeru węzła na jego końcu wartości 2.1. Wprowadzenie danych zatwierdzić klikając Apply. Graficzny podgląd geometrii układu można wyświetlić po przejściu do zakladki System w dolnym lewym rogu okna głównego. Aby wrócić do wprowadzania danych kliknąć w zakładkę System input 4

5 DEFINIOWANIE PODPÓR 5 W zakładce Supports (podpory) wypełnić tabelkę wpisując: - w kolumnie Nodes numer węzła podporowego - w kolumnach horizontal (poziomy), vertical (pionowy), rotation (obrót) wpisać sztywności więzi podporowych UWZGLĘDNIAJĄC, ŻE SZTYWNOŚCI EI ZOSTAŁY PODANE W kncm2 - PATRZ KOMENTARZ WSTĘPNY: a) gdy więź niepodatna na zadanym kierunku, wpisać 1 b) gdy brak podparcia na zadanym kierunku, wpisać 0 Po wprowadzeniu podpory w zadanym węźle, jej rysnek wyświetli się w okienku nad tabelką. Można również obracać podpory klikając w przycisk rotated supports (podpory obrócone) i zdefiniować tangens kąta obrotu patrz: PROGRAM FRILO Frilo-instrplaskie. DEFINIOWANIE OBCIĄŻEŃ 5

6 6 Aby przejść do definiowania obciążeń należy w lewym oknie kliknąć podwójnie w opcję Load input DEFINIOWANIE OBCIĄŻEŃ SIŁAMI W zakładce Input kliknąć dwukrotnie na pierwszą pozycję w tabelce i wprowadzić nazwę przypadku obciążenia np.: Obciążenia siłami. Aby wprowadzić obciążenia działające na pręty wybrać Bar Loads Wypełnić tabelkę wpisując (Z KOLUMNY DO KOLUMNY PRZECHODZIMY WCISKAJĄC KLAWISZ Enter WYPEŁNIAMY TYLKO TE POLA, KTÓRE AUTOMATYCZNIE WYPEŁNIA KOMPUTER): - w kolumnie Bar numer pręta, na którym definiujemy obciążenie - w kolumnie Type typ obciążenia - PATRZ PODPOWIEDŹ POD TABELKĄ, - w kolumnie Direction kierunek działania obciążenia- PATRZ PODPOWIEDŹ POD TABELKĄ lub KOMENTARZ WSTĘPNY - w kolumnach P1 i P2 wartości rzędnych obciążenia rozłożonego lub P1 wartość obc. skupionego, - w kolumnie Distance odległość obciążenia od początku pręta, - w kolumnie Length długość obciążenia rozłożonego Zatwierdzić wprowadzenie danych klikając OK. 6

7 Aby wprowadzić obciążenia działające na węzły wybrać Nodal loads 7 Wypełnić tabelkę wpisując: - w kolumnie Nodes, numer węzła w którym definiowane jest obciążenie, - w kolumnach Load H, Load V i Moment, wartości sił odpowiednio poziomych (dodatni zwrot w prawo), pionowych (dodatni zwrot w dół) i wartość momentu skupionego (dodatni zwrot prawoskrętny) Zatwierdzić wprowadzenie danych klikając OK. DEFINIOWANIE OBCIĄŻEŃ ZMIANAMI TEMPERATURY Utworzyć kolejny przypadek obciążenia np.: Obciążenia temp. i wybrać Temperature Loads Wypełnić tabelkę wpisując: - w kolumnach from bar to bar (od pręta do pręta), zakres prętów, na których wystąpi jednakowe obciążenie termiczne, - w kolumnie const T, przyrost temperatury w osi pręta, - w kolumnie delta T, różnicę przyrostów temperatur między włóknami wyróżnionymi i przeciwnymi ( Delta T = T w T ) w st. Celsjusza, p - w kolumnie Alpha, współczynnik rozszerzalności termicznej materiału, domyślna wartość jak dla materiału zdefiniowanego na początku wprowadzania danych, Zatwierdzić wprowadzenie danych klikając OK. 7

8 8 DEFINIOWANIE OBCIĄŻEŃ PRZEMIESZCZENIAMI PODPÓR Utworzyć kolejny przypadek obciążenia np.: Przem. podp. i wybrać Support displ. Wypełnić tabelkę wpisując: - w kolumnie Support no., numer węzła podporowego, w którym definiowane jest przemieszczenie, - w kolumnach horizontal, vertical, rotating, wartości przemieszczeń odpowiednio: poziomych i pionowych w cm i obrotów w rad. Zatwierdzić wprowadzenie danych klikając OK. WYNIKI Program FRILO umożliwia wyświetlenie wyników na ekranie w trybie: graficznym i tekstowym. Istnieje dodatkowo możliwość eksportu do WORDA automatycznie wygenerowanej notatki obliczeniowej 8

9 9 W zakładce Output należy zdefiniować, jakie wyniki będą dostępne oraz zdecydować o rodzaju przeprowadzanej analizy. W tym celu zamarkować kwadraciki w kolumnie output dla zdefiniowanych przypadków obciążenia oraz w kolumnie 1.ord (obliczenia wg teorii pierwszego rzędu) W kolumnie Text output (wyniki tekstowe) można zaznaczyć: - Support forces (reakcje podporowe) - Internal forces (siły przekrojowe) - Node displacements (przemieszczenia węzłów) - Span displacement (rzędne linii ugięcia prętów) - Partition (podział), wpisać liczbę przedziałów pręta (1, 2, 4 lub 8), na których końcach będą podane wartości wielkości wynikowych W kolumnie Graphics output (wyniki w formie graficznej) można zaznaczyć: - Loads obciążenia - V wykres sił tnących - M wykres momentów (linie przerywane oznaczają włókna wyróżnione) - N wykres sił osiowych (siły dodatnie rozciąganie) - d linia ugięcia Wykresy sił przekrojowych i przemieszczeń od wybranych przypadków obciążenia można wyświetlić klikając na górnym pasku narzędzi w ikonki N, Q (siły tnące), M, oraz symbolu ramy zdeformowanej. 9

10 10 WYNIKI W FORMIE TEKSTOWEJ można wyświetlić klikając ikonę kartki na górnym pasku narzędzi. Należy pamiętać, że wyniki tekstowe wyświetlane na ekranie dotyczą aktualnych wyników graficznych. SUPERPOZYCJA OBCIĄŻEŃ W tym celu dwukrotnie kliknąć w lewym oknie w opcję specified superpositions. W zakładce Input w kolumnie Superposition wpisać nazwę, a w kolumnie 1 wprowadzić mnożniki grup obciążeń (gdy któreś obciążenie ma być pominięte wpisać 0). W zakładce Output, podobnie jak przy definiowaniu obciążeń, należy zdecydować, które wyniki będą dostępne w formie tekstowej i 10

11 11 graficznej, oraz o rodzaju przeprowadzanej analizy. Poniżej pokazano przykładowo wykres momentów dla superpozycji wszystkich wprowadzonych grup obciążeń ze współczynnikami 1. Aby wyświetlić wybrane rzędne na wykresie należy je wskazać myszką po uprzednim kliknięciu w ikonę linijki z paska narzędzi po prawej stronie. OBWIEDNIE SIŁ PRZEKROJOWYCH W tym celu dwukrotnie kliknąć w lewym oknie w opcję max/min superposition of Lc.1.ord. 11

12 12 W zakładce Input w kolumnie permanent wypełnić kwadraciki obciążeń stałych, w kolumnie normal wypełnić kwadraciki obciążeń zmiennych zmieniających się od zera do wartości ekstremalnych, w kolumnie +/- wypełnić kwadraciki obciążeń zmiennych zmieniających się od określonej wartości dodatniej do takiej samej wartości ujemnej, w kolumnie altern. przypisać jednakowe liczby większe od zera obciążeniom wykluczającym się, w kolumnie Factor wpisać mnożniki obciążenia, w kolumnie nothing wypełnić kwadraciki obciążeń eliminowanych z superpozycji. W zakładce Output, podobnie jak przy definiowaniu obciążeń, należy zdecydować, które wyniki będą dostępne. 12

13 13 Poniżej pokazano przykładowo wykres obwiedni momentów dla przyjętych obciążeń. Aby sporządzić notatkę obliczeniową w WORDZIE należy kliknąć w zakładkę Output w lewym oknie, zaznaczyć elementy, które mają być uwzględnione oraz kliknąć dwukrotnie w ikonę WORDA. Wyniki zostaną automatycznie wyeksportowane do programu Word. 13