Model v Scii. 1. Modelovanie autocad 1.1. V autocade si navolíme nasledovné hladiny: Obr.1

Transkript

1 Model v Scii V danom postupe je použité modelovanie základnej geometrie v CAD programe a následné transportovanie do Scie. Postup je vhodný aj pri použití pre náročnejšie prútové modely v 3D. 1. Modelovanie autocad 1.1. V autocade si navolíme nasledovné hladiny: Obr Nakreslíme osovú schému rámu s použitím už vytvorených hladín: Je vhodné, aby každý prút priehradovej konštrukcie vystupoval ako samostatný. Viď priložené dwg. Je vhodné, aby bol bod 0,0 v dolnom rohu osového modelu. Obr Rotácia modelu: Model je situovaný v rovine XY (pôdorys) pre náš výpočet ho musíme preklopiť do roviny XZ (bokorys) V anglickom autocade použijeme príkaz v comand line: 3DRotate, potom si natočíme pohľad podľa obr.3. Ukončíme stlačením Esc.

2 Obr.3 V anglickom autocade použijeme príkaz: 3DRotate, označíme si celú konštrukciu, dáme enter a klikneme na dolný bod stĺpa vid Obr.4. Obr.4 Klikneme na červený kruh, ten zožltne (Obr.5) a ukážeme myškou trochu hore v smere osi Z, kým sa nám nezafixuje v smere osi Z.

3 Obr.5 Následne posúvame myškou tak, až kým sa nám natočený rám nezafixuje v smere osy Y. Obr.6 Dostávame požadovaný natočený model priečnej väzby v bokoryse (Obr.7).

4 Obr Je vhodné uložiť vzniknutý model ako.dxf súbor autocadu 2011 alebo nižšieho!! 2. Modelovanie v scii 2.1. Otvoríme scia enginner, v tomto prípade 2011, ale je v podstate jedno v akej verzii budete pracovať Zadáme novú úlohu podľa obrázka Obr.8 (Je jedno aký materiál si nastavíme, lebo ideme zisťovať len vnútorné sily, nie posudzovať prierezy v programe). Obr.8 Dáme OK. Otvorí sa nám Obr.9 alebo obr.10 medzi ktorými môžeme prepínať ako budeme chcieť.

5 Obr.9 Ak máte namiesto Hlavného stromu napravo konštrukcia, prepnem ťuknutím na vyznačené obr Import geometrie Nastavíme si menu konštrukcia Nastavíme jednotky na mm ťuknutím (podľa obr.11) Obr.10

6 Obr.11 V menu konštrukcie si vyberieme položku Import DWG,DXF... (Obr.12) Obr.12 Otvorí sa okno vyhľadávania daného súboru, vyhľadám si svoj súbor, nezabudnúť prepnúť koncovku na.dxf! Otvorí sa mi okno Obr.13.

7 Obr.13 V danom okne si môžete všimnúť geometriu priečnej väzby, vľavo hore Hladiny a typy entít. V prípade ak mate v danom súbore viac typov hladín, je potrebné ich vypnúť nech nás nerušia pri ďalšom zadávaní. V tomto prípade hladina s označením 0. Napravo hore si môžete všimnúť označenie Bod vkladania defaultne nastavený na stred, je vhodné nastaviť ho na hodnotu: Počiatok v 0,0,0. Dáme Importovať všetko. Objaví sa okno Obr.14. Dáme OK Obr.14 Dvakrát poťukáme kolieskom na myške a zobrazí sa nám naša priečna väzba (Obr.15).

8 Obr Definovanie jednotlivých prierezových veličín. Na liste Obr.16 stlačíme vyznačenú ikonku Otvorí sa nám Obr.17 Obr.16

9 Obr.17 Teraz si zadefinujeme jednotlivé prierezy prútov, v našom prípade ich bude 6. Budeme ich definovať nasledovne: 1 Stlp pod NZD, 2 Stlp nad NZD, 3 HP väzníka, 4 DP väzníka, 5 diagonály, 6 zvislice, 7 nekonečne tuhý element, najlepšie plný štvorec alebo obdĺžnik značného rozmeru. 1 a 2 sú zvárané profily, preto vyberieme z daného menu Zvarovane z plechov, 3,4,5,6 sú valcovane, tie nájdeme v Knižnici profilov, 7 definujeme ako obdĺžnik z ocele 500x500mm (nájdeme v geometrických tvaroch). Po vyhľadaní profilu klikneme pridať (v prípade zvarovanych profilov definujeme jednotlivé rozmery a potvrdíme OK). Prvok nám automaticky pomenuje CS1 až CS6 pomenovania sa dajú editovať ale pre našu úlohu ich ponecháme, len si treba uvedomiť aby išli prierezy postupne podľa návodu v tomto dokumente. Výsledná tabuľka by mala byt podobná tej na Obr.18. Obr.18 Dáme zavrieť. Zobrazí sa nám okno kde môžeme kedykoľvek dané prierezy editoval. (Obr.19)

10 Obr.19 Zavrieme aj toto okno ale môžeme ho kedykoľvek vyvolať vid obr Pridelenie prútov do modelu V menu konštrukcia vyberieme Prvok (obr.20) Zobrazí sa nám Obr.21 Obr.20

11 Obr.21 Na Obr.21 sú naznačené jednotlivé vlastnosti prúta, nás bude zaujímať Prierez, ktorý budeme postupne menia. Ako je naznačené, označíme Prierez CS1 čo je v našom prípade prierez stĺpa pod NZD. Dáme OK. Označíme ľavý dolný bod stĺpa a bod cca. v strede rozpätia stĺpa. Rovnako postupujeme aj na opačnej strane priečnej väzby. Označené prúty nám sčervenejú (Obr.22). Obr.22 Stlačíme tlačidlo Esc. Na oboch koncoch sa nám zobrazili červene bodky. Zapneme si rendering aby sme videli či zadávame správne prierezy. (rendering môžeme kedykoľvek vypnúť rovnakým tlačidlom) Viď obr.23.

12 Obr.23 V ďalšom kroku vyberieme nekonečne tuhý prvok štvorec 500x500. Postup Obr.20 a Obr.21 ale ako prvok nastavíme CS7, čo je náš prierez pre nekonečne tuhý prvok. Prút priradím horizontálnym častiam v stĺpe (krátke prúty zohľadňujúce excentricitu osí stĺpov) (Obr.24). Je vhodné mať zapnutý rendering aby sme videli čo zadávame!!! Obr.24 Ďalej pokračujeme so zadávaním ostatných prútov CS2,CS3,CS4,CS5,CS6 (CS1 a CS7 sme práve zadali). Je vhodné aby boli prúty priehradovej konštrukcie jednotlivo zadávané po styčníkoch a v jednom smere zľava doprava, prípadne zvislice zhora dole. Na obrázku vidíme výsledný renderovaný model (Obr.25).

13 Obr Zadanie dát výpočtového modelu (Podpery, kĺby) V strome konštrukcia si rozbalíme ponuku Dáta výpočtového modelu (Obr.26). Obr.26 Definovanie votknutia stĺpov Pod zložkou Dáta výpočtového modelu / podpera / v uzle, zobrazí sa nám Obr.27

14 Obr.27 Nastavenia stupňov voľnosti X,Z,Ry necháme ako Tuhá (v päte stĺpov máme votknutie). Dáme OK. Označíme spodne hrany stĺpov (Obr.28), vytvorím votknutie stĺpov do základu. Stlačím Esc. Pre zväčšenie zobrazenia zadanej okrajovej podmienky nastavím hodnotu v poli (viď obr.29). Obr.29 Definovanie kĺbových pripojení styčníkov priehradovej konštrukcie. Dáta výpočtového modelu / kĺb na prúte, zobrazí sa nám Obr.30

15 Obr.30 V okne nastavíme Pozícia: Obidva. Ostatne hodnoty ponecháme. Dáme OK Vyznačíme všetky prúty priehradovej konštrukcie (Obr.31). Obr.31 Potvrdíme Esc. Výsledný model so zadanými okrajovými podmienkami je na obr.32.

16 Obr.32 Ukončili sme modelovanie geometrie, môžeme sa pustiť do modelovania zaťaženia Modelovanie zaťaženia Úvodné nastavenie Je potrebné sa prepnúť zo stromu Konštrukcia do Hlavného stromu, kde označíme Zaťaženie (viď obr.33). Zobrazí sa nám okno obr.34 Obr.33

17 Obr Pomenovanie zaťažovacích stavov a ich nastavenie. V danom okne si nadefinujeme 14 zaťažovacích stavov LC1 až LC14. Preto je potrebné vypĺňať kolónku Popis stavu. Nasledujúci zoznam nám udáva názov a popis zaťaženia. Nový zaťažovací stav zadávame pomocou tlačidla Nový. LC1 Vlastná tiaž Obr.35 LC2 Väznice a strešný plášť Obr.36

18 LC3 Opláštenie Obr.37 LC4 Tiaž NZD a VVN Obr.38 Až potiaľto sa jedna o stále zaťaženia. Pozor v ďalších zaťaženiach bude potrebné definovať aj zaťažovaciu skupinu. LC5 Sneh Obr.39

19 Ťukneme na... (z obr.39) pri Zaťažovacia skupina LG2, nastavíme podľa obr.40 a dáme OK Obr.40 LC6 Vietor + Obr.41

20 Ťukneme na... pri Zaťažovacia skupina LG2, definujeme novú skupinu LG3 nasledovne podľa obr.42 a dáme OK Obr.42 LC7 Vietor Obr.43 Pre kontrolu Vietor + a Vietor majú mať rovnakú Zaťažovaciu skupinu LG3. Ďalšie zaťažovacie stavy LC8 až LC14 sú od účinkov žeriavu.

21 LC8 Zvislé účinky od žeriavu Obr.44 Ťukneme na... pri Zaťažovacia skupina LG3, definujeme novú skupinu LG4 nasledovne podľa obr.45 a dáme OK Obr.45 LC9 Skupina zaťaženia žeriavom SZ1 Obr.46

22 LC10 Skupina zaťaženia žeriavom SZ1 Obr.47 LC11 Skupina zaťaženia žeriavom SZ5 + Obr.48 LC12 Skupina zaťažení žeriavom SZ5 Obr.49

23 LC13 Skupina zaťažení žeriavom SZ6 + Obr.50 LC14 Skupina zaťažení žeriavom SZ6 Dáme zavrieť. Obr.51

24 Definovanie zaťaženia V hlavnom strome spustime zaťaženie (Obr.52). Obr.52 Zobrazí sa nám panel obr. 53. Obr.53 Hore vyberáme konkrétny zaťažovací stav a definujeme jednotlivé zaťažovacie účinky. LC1 Vlastná tiaž nie je potrebné definovať, preto začíname LC2. LC2 Väznice a strešný plášť Silu definujeme ako sila v uzle spôsobom: spustím danú položku v strome nastavení zaťaženia, nastavím hodnotu a dám OK (Obr.54). Vyberiem styčniky na HP priehradovej konštrukcie. Potvrdím Esc. Práve tlačidlo na myške v poli modelu a nastavím Parametre zobrazenia pre všetko / popis zaťaženia a označím: Zobraziť popis a Hodnota (Obr.55).

25 Obr.54 Obr.55

26 Mám zadané sily od strešného plášťa a väzníc (Obr.56). Obr.56 LC3 Opláštenie Prepneme si Zaťažovací stav z LC2 na LC3. V tomto prípade budeme zadávať spojite zaťaženie na prúte spôsobom: spustím danú položku v strome nastavení zaťaženia, nastavím smer X a hodnotu, dám OK. Označím prúty stĺpov (Obr.57), potvrdím Esc. V prípade ak je dané zaťaženie opačne, znamená že je asi prút definovaný opačne, v tomto prípade pravým tlačidlom ťukneme po danom zaťažení a vyberieme Úprava vlastnosti a hodnotu zaťaženia dáme s opačným znamienkom. Obr.57 LC4 Tiaž NZD a VVN Prepneme si Zaťažovací stav z LC3 na LC4. V tomto prípade budeme zadávať osamelú silu na prúte spôsobom: V danom prípade najlepšie poslúži obrázok panela nastavenia danej sily (Obr.58). Je vhodné najskôr si nastaviť na spodných prútoch stĺpov nejaké hodnoty danej sily, napr. ako na obr.58 a potom ich editovať: pravým tlačidlom na myške ťukneme po danom zaťažení a vyberieme Úprava vlastnosti a zmeníme hodnoty, dáme OK a overíme polohu zaťaženia.

27 Obr.58 Editujeme položky: Smer (ten je určite Z), hodnota sily, Počiatok (Od začiatku alebo od konca, zas záleží ako sú definovane prúty), excentricita. Postupnou editáciou znamienok hodnôt dosiahneme želané umiestnenie síl vid obr.59. Obr.59

28 LC5 Sneh Prepneme si Zaťažovací stav z LC4 na LC5. V tomto prípade budeme postupovať rovnako ako pri zaťažovacom stave LC2. Výsledný obrázok obr.60. Obr.60 LC6 Vietor + Prepneme si Zaťažovací stav z LC5 na LC6. V tomto prípade budeme zadávať spojité zaťaženie na prúte spôsobom: spustím danú položku, nastavím smer Z a hodnotu, dám OK. Označím prúty stĺpov (Obr.61), potvrdím Esc. V prípade ak je dané zaťaženie opačne znamená, že je asi prút definovaný opačne, v tomto prípade pravým tlačidlom ťukneme po danom zaťažení a vyberieme Úprava vlastnosti a hodnotu zaťaženia dáme s iným znamienkom. V tomto prípade budeme zadávať aj silu v uzle ak mame medzistĺpik: spustím danú položku, nastavím smer X a hodnotu, dám OK. Označím horne uzly stĺpov (Obr.61), potvrdím Esc. V prípade ak je dane zaťaženie opačne, znamená že je zaťaženie definovane s opačným znamienkom, v tomto prípade pravým tlačidlom ťukneme po danom zaťažení a vyberieme Úprava vlastnosti a hodnotu zaťaženia dáme s iným znamienkom. Obr.61

29 LC7 Vietor Prepneme si Zaťažovací stav z LC5 na LC6. Postup je obdobný ako v prípade zaťažovacieho stavu LC5. Výsledný zaťažovací stav je na obr.62. Obr.62 LC8 Zvislé účinky žeriavu Prepneme si Zaťažovací stav z LC6 na LC7. Postup je obdobný ako v prípade zaťažovacieho stavu LC4. Výsledný zaťažovací stav je na obr.63. Obr.63

30 LC9 Skupina zaťaženia žeriavom SZ1 + Prepneme si Zaťažovací stav z LC9 na LC10. Postup zadávania zvislých účinkov je rovnaký ako v prípade zaťažovacieho stavu LC4. Vodorovnú silu zadáme nasledovne: sila na prúte v okne editácie smer X, hodnota, Definovanie súradníc (abso), pozícia (definujeme našu hodnotu), prípadne môžeme zvoliť počiatok (od konca alebo od začiatku). Viď obr. 64. Výsledné zaťaženie je na obr.65. Obr.64 Obr.65

31 LC10 Skupina zaťažení žeriavom SZ1 Prepneme si Zaťažovací stav z LC9 na LC10. Postupujeme rovnakým spôsobom ako u predchádzajúcich zaťažovacích stavov od žeriavu. Zaťažovací stav je na obr.66. Obr.66 LC11 Skupina zaťažení žeriavom SZ5 + Prepneme si Zaťažovací stav z LC10 na LC11. Postupujeme spôsobom rovnakým ako u predchádzajúcich zaťažovacích stavov od žeriavu. Zaťažovací stav je na obr.67. Obr.67

32 LC12 Skupina zaťažení žeriavom SZ5 Prepneme si Zaťažovací stav z LC11 na LC12. Postupujeme spôsobom rovnakým ako u predchádzajúcich zaťažovacích stavov od žeriavu. Zaťažovací stav je na obr.68. Obr.68 LC13 Skupina zaťažení žeriavom SZ6 + Prepneme si Zaťažovací stav z LC12 na LC13. Postupujeme spôsobom rovnakým ako u predchádzajúcich zaťažovacích stavov od žeriavu. Zaťažovací stav je na obr.69. Obr.69

33 LC14 Skupina zaťažení žeriavom SZ6 Prepneme si Zaťažovací stav z LC13 na LC14. Postupujeme spôsobom rovnakým ako u predchádzajúcich zaťažovacích stavov od žeriavu. Zaťažovací stav je na obr: Ukončili sme zadávanie zaťažovacích stavov Tvorba zaťažovacích kombinácii Prepneme sa do hlavného stromu a označíme položku zaťažovacie stavy a kombinácie a o úroveň nižšie otvoríme Kombinácie Obr.70

34 Zobrazí sa nám okno: Obr.71 Názov : K1, Typ: Obálka únosnosť, v položke koeficient budeme definovať súčiniteľ jednotlivých zaťažení. Postupujeme: Napíšeme súčiniteľ pre Vlastnú tiaž, je to 1,35, označíme v pravom stĺpci vlastnú tiaž a a dáme pridať. Takto pokračujeme aj s ďalšími zaťažovacími stavmi. Výsledná tabuľka bude vyzerať takto: Potvrdíme OK. Obr.72

35 Zobrazí sa nám okno v ktorom máme zobrazené naše kombinácie (obr.73), dáme pridať novú: Obr.73 Vytvoríme si druhú kombináciu K2. Postup opakujeme. Po potvrdení dostávame takéto okno: Obr.74 Vytvoríme si tretiu kombináciu K3. Postup opakujeme. Po potvrdení dostávame takéto okno: Obr.75

36 Vytvoríme si štvrtú kombináciu K4. Postup opakujeme. Po potvrdení dostávame takéto okno: Označíme Zavrieť. Obr.76 Teraz je potrebne lineárne rozložiť jednotlivé kombinácie. Aby sme presne vedeli ktorá kombinácia má aký účinok na konštrukciu. Postupujeme nasledovne: Zapamätáme si že lineárne rozložené kombinácie pre K1 sú kombinácie K5 K52 ako na obrázku. Nasledovný postup zopakujeme aj pre K2 na obr.: Pre kombináciu K2 sú generované kombinácie K53 K92

37 Vytvorenie Triedy výsledkov: Pomenujeme skupinu výsledkov a pridáme kombinácie K5 K92!!!!! (Bez K1 K4)!!!! Potvrdíme OK.

38 3. Výpočet Postup je zobrazený na obr.77. Obr.77 Po úspešnom výpočte by sa vám malo zobraziť takéto okno: Obr Prezeranie výsledkov. V hlavnom strome označíme výsledky a močme si prezerať vnútorné sily na prútoch. Je potrebné vytvoriť dokument, kde budú obsiahnuté potrebné vstupy a výstupy z programu. Na obrázku je už otvorený strom výsledky v ktorom prezerám jednotlivé vnútorné sily (Obr.79). V menu: Vlastnosti si nastavujem aké výsledky chcem vidieť. Obr.79

39 4. Vytvorenie Dokumentu V hlavnom strome Dokument, Dokument Nový (v dolnom ľavom rohu), otvorí sa nové okno, kde sa nachádzajú všetky položky potrebné na výstup, ako napr.: Obsah, Materiály, Kombinácie... Obrázky sa do dokumentu vkladajú podľa vzoru na obrázku č. 80. Postup: Vrátim sa na Hlavný strom, Zaťaženie, Zaťažovací stav ktorého obrázok potrebujem, kliknem pravým tlačidlom myši na obrázok a dám vložiť Obrázok do dokumentu, otvorí sa okno, kde nastavím Názov a Nadpis obrázku, ktorý sa bude zobrazovať v dokumente. Rovnakým spôsobom vkladám obrázky výsledkov M,N,V... Postup: Hlavný strom, Výsledky, Prúty, Vnútorné sily na prúte, Krajné okno Vlastnosti: Výber Aktuálny (dôležité je označiť prúty na ktorých chcem zobraziť výsledky, teda stĺpy), Typ zaťaženia Zaťažovacie stavy alebo Kombinácie (záleží čo potrebujem), Zaťažovacie stavy prípadne Kombinácie zvolím si ktorej výsledky potrebujem (LC.., K..), Hodnoty Ktoré potrebujem (M,N,V), Extrém Prvok a dolu dám Obnoviť (obr.č.81). Obr.80

40 Obr.81 Dôležité je roztiahnuť obrázok v dokumente na celú šírku strany aby boli čitateľné čísla. Postup: označiť obrázok, v pravom paneli Vlastnosti, Roztiahnuť Roztiahnuť na plochu (obrázok č.82). Obr.82 Vloženie tabuľky Extrémnych a prislúchajúcich síl do dokumentu: Hlavný strom, Výsledky, Prúty, Vnútorné sily na prúte, Vlastnosti (na pravej strane), Typy zaťaženia Trieda, Trieda Rozložené K1 a K2, Hodnoty Viac komp. (zakliknuté všetky), Extrém Lokálny, Pravým tlačidlom na obrázok Vložiť tabuľku do dokumentu, Ok. Na obrázku č. 83.

41 Obr.83 Nasleduje vloženie obrázkov maximálnych hodnôt (max M a príslušná N a max N a príslušný M jednoducho vyhľadám podľa tabuľky v dokumente extrémnych síl...). Napríklad maximálny moment na stĺpoch nad NŽD je v kombinácii K71, viac na obrázku 84, 85. Nezabudnúť na nechať fajku iba na príslušnej vnútornej sile, ktorej obrázok chcem vložiť do dokumentu (M a potom N obrázok 86) a dám vložiť obrázok do dokumentu (pravé tlačidlo myši...) Obr.84 Obr.85

42 Obr.86 Pre stĺpy pod NŽD je potrebné vedieť M pri patke súčastne aj pri NŽD (horná časť stĺpa), hodnotu zistíme pri vykreslení danej kombinácie (napr. max M), zakliknutím EXTREM NIE (namiesto lokálny), túto hodnotu dopíšte iba rukou do dokumentu, lebo pri vložení takéhoto výstupu by neboli čitateľné žiadne hodnoty, na obrázku 87 Obr.87 Ak nechcete míňať papier, tak stačí vytlačiť Dokument do PDF a potom vytlačiť dve strany na jednu A4.