HALA PRZEMYSŁOWA O KONSTRUKCJI ŻELBETOWEJ EJ MONOLITYCZNEJ MODELOWANIE W PROGRAMIE ROBOT 1 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
1. Z okna selekcji typu konstrukcji wybieramy Ramę płaską 2. Z paska narzędzi wybieramy polecenie Osie 2 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
3. W oknie Osi konstrukcji deklarujemy położenie poszczególnych osi konstrukcyjnych hali, pamiętając, że oś Z jest osią pionową, a X poziomą. W zakładce Z deklarujemy kolejne wymiary: 0,0; 5,55; 7,65; 7,90, każdorazowo zatwierdzając je przyciskiem Wstaw. Analogicznie postępujemy w zakładce X. Po zadeklarowaniu wszystkich osi zatwierdzamy wymiary przyciskiem Zastosuj i zamykamy okno przyciskiem Zamknij. Lista rozwijalna Numeracja umożliwia wybór sposobu oznaczania poszczególnych osi 1, 2, 3; A, B, C; Wartość (np. poziom), Definiuj (dowolne wprowadzone przez użytkownika oznaczenie) 4. Z paska narzędzi wybieramy polecenie Pręty 3 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
5. Korzystając z wcześniej ustalonych osi konstrukcyjnych definiujemy model prętowy hali. Zaczynając od punktu 1-1 do 1-2 tworzymy słup dolny, 1-2 do 1-3 słup górny, 1-3 do 2-4 rygiel część lewa, 2-4 do 3-3 rygiel część prawa, 3-3 do 3-2 słup górny, 3-2 do 3-1 słup dolny. Tworzymy strop od punktu 1-2 do 3-2. 6. Z paska narzędzi wybieramy polecenie Profile prętów 4 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
7. Z okna profile wybieramy polecenie Definicja nowego profilu 8. Definicja belek - wybieramy przekrój Parametryczny i zaznaczamy przekrój prostokątny. W polu Typ profilu wybieramy z listy rozwijalnej Belka żelbetowa i definiujemy wymiary belki 40x80 cm. W polu Etykieta nadajemy nazwę profilu Rygiel 40x80. Zmiany zatwierdzamy przyciskiem Dodaj. Analogicznie definiujemy belkę stropową 40x60. Definicja słupów - wybieramy przekrój Parametryczny i zaznaczamy przekrój prostokątny. W polu Typ profilu wybieramy z listy rozwijalnej Słup żelbetowy i definiujemy wymiary słupa górnego 40x40 cm. W polu Etykieta nadajemy nazwę profilu Słup G 40x40. Zmiany zatwierdzamy przyciskiem Dodaj. Analogicznie definiujemy słup dolny 40x60. Wprowadzone definicje przekrojów: 5 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
9. W oknie Profile prętów wybieramy profil, jaki chcemy nadać prętowi. W polu Linie/pręty wpisujemy numery prętów, którym nadamy przekrój. Alternatywnie klikamy ręcznie na pręty, którym chcemy nadać wybrany profil. 10. Z menu Widok wybieramy opcję Wyświetl > Szkice, aby wyświetlić podgląd profili. Jak widać, słup dolny jest źle umiejscowiony w stosunku do słupa górnego. Aby wyrównać profile należy obrócić słup dolny o 90 o. W tym celu otwieramy okno Profile prętów i edytujemy profil SłupD zamieniając miejscami wartości b i h. Alternatywnie w oknie Geometria > Charakterystyki > Kąt gamma zmieniamy kąt gamma pręta na 90 o, co spowoduje obrócenie układu lokalnego pręta. 6 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Widok konstrukcji po obrocie profilu. 7 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
11. Ustawiamy konstrukcje w widoku z przodu, korzystając z ViewCube lub wybierając opcję Widok > Rzutowanie > ZX lub wciskając Ctrl+Alt+1. Jak możemy zaobserwować, słup górny nie licuje ze słupem dolnym - aby zlicować układ konstrukcji zadeklarujemy offset. Wybieramy z menu Geometria > Cechy dodatkowe > Offsety lub z paska narzędzi wybieramy polecenie 8 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
12. Z okna offsetu wybieramy opcję Definicja nowego offsetu. Offset deklarujemy w globalnym układzie współrzędnych jako przesunięcie początku i końca pręta o wartość odpowiadającą połowie odległości między osiami z odpowiednim znakiem w zależności, czy offset ma być zgodny, czy przeciwny do kierunku dodatniego osi X (bądź Z). W polu Etykieta wpisujemy nazwę offsetu. Deklarujemy dwa offsety o wartości UX: -10-10 oraz UX: 10 10, nadając im odpowiednio nazwy Offset_1 i Offset_2. W oknie Offsety wybieramy offset, który chcemy nadać prętowi i w polu Linie/pręty wpisujemy numery prętów, którym nadamy przesunięcie. Alternatywnie klikamy ręcznie na pręty, którym chcemy nadać wybrany offset. 9 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Widok konstrukcji z nadanymi offsetami. Jeśli offsety nie są wyświetlane możemy nadać im widoczności w menu Widok > Wyświetl > Model > Offsety 10 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
13. Deklaracja podpór wybieramy z menu rozwijalnego lub z paska narzędzi polecenie Podpory Z okna Podpory zaznaczamy opcję Utwierdzenie i klikamy na odpowiednie węzły, aby nadać im wybraną podporę. Widok konstrukcji z zadeklarowanymi offsetami prętów i podparciami w węźle 1 i 7. 14. Obciążenia z menu rozwijalnego wybieramy opcję W oknie Przypadki obciążeń definiujemy kolejno przypadki, za każdym razem po wybraniu z menu rozwijalnego natury przypadku zatwierdzając je przyciskiem Nowy. 11 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Numer Natura Nazwa Etykieta 1 ciężar własny ciężar własny CW 2 śnieg śnieg lewa połać SLP 3 śnieg śnieg prawa połać SPP 4. wiatr wiatr z lewej strony WL 5. wiatr wiatr z prawej strony WP 6. wiatr wiatr wzdłuż hali WW 7. stałe ciężar dachu i płyt stropowych CD 8. stałe ciężar elewacji CL 9. temperatura temperatura lato TL 10. temperatura temperatura zima TZ 11. temperatura skurcz betonu SB 12. eksploatacyjne ob. użytkowe stropu z lewej OSL 13. eksploatacyjne ob. użytkowe stropu z prawej OSP 15. Definicja obciążenia w oknie Przypadki obciążeń zaznaczamy przypadek, dla którego chcemy zdefiniować wartość obciążenia (np. ciężar pokrycia dachowego) - z menu bocznego wybieramy ikonę lub z menu górnego wybieramy opcję Obciążenia > Definicja obciążeń. W oknie Obciążenie możemy zdefiniować obciążenia działające na węzeł konstrukcji, pręt lub określić ciężar i masę dodaną na pręcie. Przypadek Ciężar dachu zostanie zdefiniowany jako obciążenie rozłożone działające na pręcie. Wybieramy zakładkę Pręt > Obciążenie jednorodne. 12 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
W oknie Obciążenie jednorodne definiujemy ciężar dachu, jako obciążenie (charakterystyczne!) działające przeciwnie do zwrotu osi Z w układzie globalnym (wartość ujemna) i równomiernie rozłożone po długości pręta. Zatwierdzamy przyciskiem Dodaj. Klikając na odpowiednie pręty nadajemy im obciążenie. Alternatywnie wpisujemy numery prętów w polu Zastosuj do i zatwierdzamy przyciskiem Zastosuj. Aby edytować/poprawić dowolne parametry zadanego obciążenia (np. wartość, rodzaj itp.) wybieramy z dolnego paska menu opcję Edycja tabelaryczna lub wybieramy z menu górnego opcję Obciążenia > Tabela obciążeń. W oknie Tabeli obciążeń możemy dowolnie modyfikować wszystkie parametry zadanego obciążenia Przypadek; Typ obciążenia; Lista (pręty do których zostało przypisane obciążenie); Wartości (np. PX, PY); Układ, w jakim obciążenie zostało 13 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
zdefiniowane (lokalny bądź globalny); Współrzędne (względne bądź bezwzględne). Możemy również dodać opis w polu MEMO. W analogiczny sposób definiujemy obciążenie stałe od warstw i konstrukcji stropu międzykondygnacyjnego. Z okna Przypadki obciążenia wybieramy Elewacje (w oknie widoku konstrukcji wyświetli się nazwa wybranego przypadku) i przechodzimy do definiowania obciążenia. Obciążenie od elewacji zadamy jako obciążenie stałe rozłożone na wysokości słupa od ciężaru płyt elewacyjnych (na odcinku górnym i dolnym słupa) oraz moment rozłożony od mimośrodowego zamocowania płyt w stosunku do osi słupa górnego i dolnego. obciążenie stałe moment rozłożony ΣG/L, gdzie: G ciężar płyt, L długość słupa ΣM/L, gdzie: M=G*e, e mimośród względem osi słupa (dolnego i górnego), L długość słupa Z okna Obciążenie wybieramy Obciążenie jednorodne i w polu Wartość wpisujemy obciążenie p [kn/m] względem osi Z w układzie globalnym. Z okna Obciążenie wybieramy Moment rozłożony i w polu Wartość wpisujemy moment M [kn*m/m] (z odpowiednim znakiem!) względem osi Y w układzie globalnym. Zatwierdzamy przyciskiem Dodaj i nadajemy obciążenie odpowiednim prętom. Oba typy obciążenia dodajemy w tym samym przypadku obciążenia Elewacje. 14 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Obciążenie śniegiem deklarujemy analogicznie jak obciążenie stałe od ciężaru dachu pamiętając o stworzeniu dwóch przypadków (natura: śnieg) śnieg na prawej oraz śnieg na lewej połaci dachu co będzie konieczne do stworzenia obwiedni sił. 15 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Obciążenie wiatrem podzielimy na 3 przypadki: wiatr z lewej strony konstrukcji (nawietrzna strona lewa, zawietrzna strona prawa), wiatr z prawej strony konstrukcji oraz wiatr wzdłuż konstrukcji. Każdy z tych przypadków występuje rozłącznie z innymi czyli nie mogą one występować równocześnie. Obciążenie wiatrem zadeklarujemy jako Obciążenie jednorodne działające zgodnie bądź przeciwnie do dodatniego zwrotu osi X w zależności od działania wiatru (parcie bądź ssanie). 16 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Obciążenie użytkowe stropu występuje w dwóch przypadkach z lewej strony bądź z prawej strony. Strop został zamodelowany jako jeden pręt więc aby nadać mu obciążenie użytkowe na połowie długości (obciążenie technologiczne może występować na lewej lub prawej stronie konstrukcji i na obu stronach jednocześnie) należy użyć Obciążenia trapezowego lub podzielić pręt na dwa wstawiając nowy węzeł w środku jego rozpiętości (Edycja > Podział z odznaczoną opcją Generuj węzły bez dzielenia prętów) i na nowe odcinki przyłożyć obciążenie korzystając z Obciążenia jednorodnego (które zawsze występuje na całej długości pręta). Korzystając z Obciążenia trapezowego określamy dwie wartości obciążenia P1 i P2 oraz dwie współrzędne (względne bądź absolutne) przyłożenia tego obciążenia X1 i X2 określane w układzie lokalnym bądź globalnym pręta. Obciążenie technologiczne stropu będzie obciążeniem równomiernie rozłożonym na połowie pręta więc wartości P1 i P2 będą sobie równe (analogia do Obciążenia jednorodnego) a współrzędne absolutne czyli mierzone po długości pręta np. dla pręta 10m x1=0.00m; x2=5.00m określimy w układzie globalnym. Kierunek działania 17 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
obciążenia pozostawiamy bez zmian czyli po osi Z. Obciążenie deklarujemy w dwóch osobnych przypadkach. Obciążenie temperaturą występuje w trzech przypadkach temperatura lato, zima oraz skurcz betonu. Temperaturę deklarujemy wybierając ikonę w oknie Definicja obciążeń W oknie zdefiniowane może zostać obciążenie temperaturą t przyłożone do pręta konstrukcji działające na kierunku X, Y lub Z lokalnego układu współrzędnych pręta. Wartości dty i dtz oznaczają różnicę temperatury pomiędzy skrajnymi włóknami przekroju poprzecznego elementu (odpowiednio w kierunku osi y lub z lokalnego układu współrzędnych). 18 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Wartość dtx oznacza równomierne podgrzanie/oziębienie całego elementu. Temperaturę lato/zima deklarujemy jako różnice między skrajnymi włóknami (na zewnętrznych prętach konstrukcji), a skurcz betonu modelujemy jako równomierne oziębienie konstrukcji o -15 o C. 16. Kombinacje obciążeń Z menu górnego wybieramy Obciążenia > Kombinacje automatyczne. W oknie Kombinacji normowych przypadków zaznaczamy kombinacje automatyczne uproszczone i zatwierdzamy przyciskiem Więcej 19 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Załącznik 1 Import geometrii konstrukcji z pliku dxf Otwieramy program CAD (np.autocad) Plik > Nowy Z menu bocznego wybieramy polecenie LINIA lub wpisujemy w linii komend L W linii komend wpisujemy 0,0 (x,y) i zatwierdzamy ENTER Wpisujemy drugą współrzędną równą wysokości słupa np. 0,5 i zatwierdzamy ENTER UWAGA: 1 jednostka = 1 m w Robocie, dlatego współrzędne 0,1 = 1 m Przechodzimy do Lokalnego Układu Współrzędnych (LUW) wpisując w linii komend: @0,2.5 (x,y) współrzędne będą obliczane od ostatniej wprowadzonej współrzędnej. Powtarzamy ww. kroki aby narysować osie konstrukcji. 20 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Przykładowy schemat konstrukcji wraz ze współrzędnymi punktów Plik > Zapisz jako Konstrukcje zapisujemy jako plik *.dxf Otwieramy program Robot Wybieramy projekt Rama płaska Plik > Otwórz projekt Otwieramy zapisaną konstrukcje z pliku *.dxf Okno parametrów wczytania pliku dxf zatwierdzamy bez zmian 21 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010
Przechodzimy z układu X,Y,Z na Z,X,Y obracając wczytaną konstrukcje o kąt gamma = 90 Punkt wstawienia: 0;0;0 Zatwierdzamy opcje przyciskiem OK Zaimportowana geometria konstrukcji w programie Robot 22 OPRACOWAŁ MGR INŻ. KAMIL DUBAŁA LISTOPAD 2010