PROGRAM PROP3 (06.91) Autor programu: Zbigniew Marek Michniowski Program do wyznaczania charakterystyki geometryczno-wytrzymałościowej przekroju złożonego z kształtowników walcowanych oraz elementów o znanych charakterystykach. PRZEZNACZENIE I OPIS PROGRAMU Program służy do wyznaczania charakterystyki geometrycznowytrzymałościowej przekrojów składających się z: -kształtowników stalowych, -elementów o znanej charakterystyce geometryczno-wytrzymałościowej, -elementów prostokątnych (np. blachy). W skład przekroju mogą wchodzić następujące kształtowniki: -kątowniki równoramienne, -kątowniki nierównoramienne, -ceowniki normalne,
-ceowniki ekonomiczne, -ceowniki specjalne, -dwuteowniki normalne, -dwuteowniki równoległościenne, -dwuteowniki szerokostopowe, -połówki dwuteowników normalnych, -połówki dwuteowników równoległościennych, -połówki dwuteowników szerokostopowych, -teowniki wysokie, -teowniki niskie, -zetowniki. Charakterystyki geometryczno-wytrzymałościowe kształtowników przyjęto w oparciu o "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych", W. Bogucki i M. Zyburtowicz, Arkady, Warszawa 1984 r. W celu kontroli poprawności wprowadzonych danych na ekranie tworzony jest rysunek przekroju z zaznaczonymi środkami elementów zdefiniowanych. Dane i wyniki mogą być drukowane na drukarce w znormalizowanej formie (zgodnie z PN-69/B-03000), na papierze ciągłym lub na pojedyńczych kartkach. Dane do programu mogą być składowane w zbiorze użytkownika i pobierane z niego. Operowanie programem odbywa się przy pomocy zestawu rozkazów sterujących. DANE Dane do programu wprowadzane są w następujących grupach: P a r a m e t r y s t e r u j ą c e -nazwa projektu, -nazwa zbioru,z którego mają być pobrane dane do programu,
-forma wydruków: robocze lub ostateczne, -rodzaj papieru: ciągły lub pojedyńcze kartki, -liczba elementów składających się na przekrój. Program sprawdza czy dane pobierane ze zbioru były zapisane programem PROP3. W przeciwnym wypadku wyprowadzany jest komunikat - "niepoprawny format danych w zbiorze". O p i s e l e m e n t ó w Dla kształtowników podaje się: -kod (KOD) typu kształtownika, -parametr uściślający (I), -wymiar (DX) w kierunku osi X (mm), -wymiar (DY) w kierunku osi Y (mm), -grubość (GR) elementu (mm), -współrzędna X punktu charakterystycznego kształtownika (cm), -współrzędna Y punktu charakterystycznego kształtownika (cm), -parametr (WSP) określający czy dany element reprezentuje otwór (WSP=-1). Pozostałe parametry (F, IX, IY, IXY) należy pominąć. Dla elementów o znanej charakterystyce podaje się: -współrzędna X środka ciężkości elementu (cm), -współrzędna Y środka ciężkości elementu (cm), -pole przekroju (F) (cm2), -momenty bezwładności IX, IY, IXY względem układu lokalnenego X'Y' związanego z elementem, o początku w środku ciężkości elementu (cm4), -parametr (WSP) określający czy dany element reprezentuje otwór (WSP=-1). Pozostałe parametry (KOD, I, DX, DY, GR) należy pominąć.
UWAGA. Dla płaskowników podaje się wyłącznie kod płaskownika (KOD=P), wymiary (DX i DY) w kierunku osi X i Y układu globalnego współrzędnych oraz współrzędne punktu charakterystycznego płaskownika. Przyjęto następujące oznaczenie dla kształtowników: -KR - kątownik równoramienny, -KN - kątownik nierównoramienny, -CN - ceownik normalny, -CE - ceownik ekonomiczny, -CS - ceownik specjalny, -DN - dwuteownik normalny, -DR - dwuteownik równoległościenny, -DS - dwuteownik szerokostopowy, -PN - połówka dwuteownika normalnego, -PR - połówka dwuteownika równoległościennego, -PS - połówka dwuteownika szerokostopowego, -TW - teownik wysoki, -TN - teownik niski, -Z - zetownik, -P - płaskownik, -U - przekroje wprowadzone przez użytkownika. Z każdym kształtownikiem związany jest punkt zwany tu puntem charakterystycznym, którego współrzędne określają położenie kształtownika w założonym (globalnym) układzie współrzędnych. Punkty charakterystyczne dla poszczególnych kształtowników przedstawiono na rysunku 2. Wymiary w kierunku osi przyjętego układu współrzędnych podaje się ze znakiem wskazującym na kierunek od punktu charakterystycznego do końca danego ramienia kształtownika. Jeśli jest on zgodny z odpowiednią osią układu globalnego, wówczas wymiar należy podać jako dodatni. W przypadku dwuteowników i teowników należy podawać szerokość całej stopki (znak nie ma w tym wypadku znaczenia) (rys. 3). Jeśli wymiar w kierunku osi X i Y jest taki sam ( np. teo-
wnik wysoki 30x30x4 ), wówczas podaje się dodatkowy parametr uściślający I=1, wskazujący czy kształtownik jest ustawiony pionowo czy poziomo (rys. 4). W innych przypadkach należy parametr ten pominąć. Parametr I można pominąć dla kątowników równoramiennych. Otwory na nity mogą być modelowane tak jak płaskowniki, z tym, że parametrowi WSP należy nadać wartość -1. UWAGA. Parametry DX, DY i GR należy podawać w milimetrach, pozostałe zaś w jednostkach pochodnych od centymetrów. WYNIKI W wyniku obliczeń program wyznacza: -pole przekroju (A), -współrzędne środka ciężkości (XC,YC), -momenty bezwładności (IX,IY,IXY), -główne momenty bezwładności oraz kąt obrotu układu głównych osi bezwładności (I1,I2,ALF), -główne promienie bezwładności (R1,R2), Wyniki podawane są w jednostkach pochodnych od centymetrów. Kąt obrotu układu głównych osi bezwładności podawany jest w radianach. OGRANICZENIA PROGRAMU Program ma następujące ograniczenia: -maksymalna liczba elementów w przekroju = 45, -ramiona kształtowników muszą być równoległe do osi przyjętego układu współrzędnych. Na życzenie zbiór dostępnych kształtowników może być rozszerzony. Zbiór z kształtownikami może być modyfikowany przez użytkownika. Dla poszczególnych kształtowników należy podawać liczbę elementów danego typu oraz dla każdego elementu: -wymiar w kierunku Y (mm),
-wymiar w kierunku X (mm), -grubość (mm), -współrzędna X środka ciężkości (cm), -współrzędna Y środka ciężkości (cm), -pole przekroju (cm2), -moment bezwładności IX (cm4), -moment bezwładności IY (cm4), -odśrodkowy moment bezwładności IXY (cm4), -tangens kąta obrotu głównych osi bezwładności. Dla kątowników równoramiennych należy podawać główne momenty bezwładności.