Przygotowanie do wymiarowania

Przystępując do końcowego wymiarowania elementów, układ statyczny powinien być dokładnie sprawdzony, policzony i poddany wstępnej analizie. Aby to zrobić sprawnie zaleca się wykonanie następujących czynności:

•      Dzielimy pręty układu na grupy prętów, które naszym zdaniem powinny mieć ten sam przekrój i zrobione będą z materiału o tych samych własnościach mechanicznych (tej samej klasie).

•      Do poszczególnych grup prętów przypisujemy własności w postaci granicznych wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie (w przypadku elementów żelbetowych proponuje się na ściskanie przyjąć wytrzymałość betonu a na rozciąganie wytrzymałość stali).

•      Liczymy statykę i w  Widoku 3D sprawdzamy dla których prętów nastąpiło przekroczenie założonych naprężeń (warto również sprawdzić jak duże jest to przekroczenie), następnie dla tych prętów zwiększamy przekrój lub zmieniamy parametry materiału i ponownie przeliczamy statykę do momentu aż wszystkie pręty będą mieściły się w granicy założonych naprężeń sprężystych.

•      Na koniec przystępujemy do rzeczywistego wymiarowania właściwym modułem wymiarującym w stali lub drewnie.

Metoda sprawdzania naprężeń sprężystych, jako warunku wstępnego do wymiarowania, może być zawodna w przypadku wymiarowania konstrukcji stalowych wg Eurokodu, całkowicie zabezpieczonych przed utratą stateczności. Spowodowane jest to tym że do liczenia naprężeń sprężystych wykorzystywane są sprężyste charakterystyki przekroju, a przy wymiarowaniu przekrojów stalowych klasy 1 i 2 wg Eurokodu wykorzystywane są plastyczne wskaźniki wytrzymałości, przeważnie większe niż wskaźniki sprężyste tego samego przekroju.

Program R2D2 Rama 2D współpracuje z zewnętrznymi programami wymiarującymi takimi jak np.  InterStal,  EuroStal (wymiarowanie profili stalowych),   InterDrewno (wymiarowanie elementów drewnianych),  EuroŻelbet (wymiarowanie elementów żelbetowych) oraz  EuroStopa (wymiarowanie fundamentów bezpośrednich – stóp fundamentowych). Wymagają one osobnej licencji. Komunikacja między programem statycznym i wymiarującym odbywa się za pomocą pliku XML i odpowiedniego zestawu funkcji.

 InterStal - jest głównym, zewnętrznym programem wymiarującym  profile stalowe wg PN-90/B-03200. W tym celu oba programy przystosowane zostały do korzystania z jednej spójnej bazy danych o profilach stalowych zawartej w pliku XML. Opracowany został również sposób dwustronnej komunikacji i wymiany danych między programem statycznym  i wymiarującym.

Typy wymiarowanych profili:

•      walcowane - dwuteownik, połówka dwuteownika, teownik, ceownik, kątownik równoramienny i nierównoramienny, rura prostokątna, kwadratowa i okrągła,

•      spawane – dowolny dwuteownik niesymetryczny, dowolny teownik, skrzynka.

•      zimnogięte – rura prostokątna, kwadratowa i okrągła.

Typy profili liczone w stanie nadkrytycznym  to:

•      walcowane – dwuteownik, rura prostokątna i kwadratowa,

•      spawane – dowolny dwuteownik, skrzynka,

•      zimno gięte -  rura prostokątna i kwadratowa.

Program wymiaruje pojedyncze pręty, oraz elementy złożone współliniowe (o różnicy kątów kolejnych prętów poniżej 3%) i takim samym przekroju.

Wywołanie modułu wymiarującego odbywa się po wykonaniu obliczeń statycznych (z poziomu zakładki Wyniki) przez kliknięcie prawym klawiszem myszki na wybranym pręcie układu i wybranie z menu kontekstowego opcji Wymiaruj pręt.

Rys. 11.18 Wywołanie wymiarowania w stali wg PN-B-03150:2000

Aktualnie istnieją dwie opcje wymiarowania:

•      Pojedynczego wybranego pręta układu,

•      Elementu złożonego z kilku połączonych ze sobą, współliniowych prętów o takim samym przekroju.

Wymiarowanie wykonywane może być domyślnie na podstawie wszystkich obwiedni sił wewnętrznych (siły normalnej, sił tnących, momentów gnących) z wyjątkiem obwiedni momentów skręcających, a także na podstawie obwiedni sprężystych naprężeń normalnych. W programie istnieje również możliwość indywidualnego wymiarowania pręta, lub grupy prętów współliniowych na wybrana kombinację grup, sumę grup lub pojedynczą grupę obciążeń z pominięciem w tych przypadkach grup obciążeń typu „multi” i grup obciążenia ruchomego.

 InterDrewno - jest głównym, zewnętrznym programem do wymiarowania płaskich konstrukcji drewnianych o przekrojach prostokątnych z drewna litego i klejonego wg PN-B-03150:2000 Az1 i Az2 w jednokierunkowym stanie naprężenia.

•      Współczynnik modyfikacyjny k_mod przyjmowany automatycznie na podstawie grupy obciążeń o największym oddziaływaniu na konstrukcję w danej kombinacji lub ręcznie, na podstawie decyzji użytkownika.

Rys. 11.19 Wywołanie wymiarowania w drewnie wg PN-B-03150:2000

 EuroStal - jest głównym, zewnętrznym programem wymiarującym podstawowe profile stalowe wg PN-EN 1993-1-1 Eurokod3: czerwiec 2006.

Program sprawdza nośność dla następujących  typów przekrojów prętów:

•      dwuteowniki walcowane,

•      połówki dwuteowników walcowanych,

•      teowniki walcowane,

•      ceowniki walcowane,

•      kątowniki równoramienne i nierównoramienne walcowane,

•      walcowane rury prostokątne, kwadratowe i okrągłe,

•      dowolne dwuteowniki monosymetryczne spawane,

•      dowolne teowniki monosymetryczne spawane,

•      spawane przekroje skrzynkowe ( monosymetryczne ),

•      zimnogięte rury prostokątne, kwadratowe i okrągłe

Rys. 11.20 Wywołanie wymiarowania stali wg PN-EN 1993-1-1 Eurokod 3

 EuroŻelbet -  podstawowy moduł do wymiarowania elementów prętowych w żelbecie wg normy: PN-EN 1992-1-1 Eurokod2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków: wrzesień 2008.

Program sprawdza następujące stany pracy i typy przekrojów:

•      Obliczenie powierzchni zbrojenia podłużnego na dwukierunkowe zginanie, ściskanie mimośrodowe, rozciąganie mimośrodowe i skręcanie z uwzględnieniem nieprzekroczenia rys prostopadłych.

•      Obliczenie zbrojenia poprzecznego (strzemion) na ścinanie dwukierunkowe i skręcanie.

•      Obliczenie ugięcia dwukierunkowego w stanie zarysowanym.

•      Wymiarowane przekroje: okrągły, prostokątny, kątowy, teowy, dwuteowy, ceowy, zetowy.

Rys. 11.21 Wywołanie wymiarowania żelbetu

wg PN-EN 1992-1-1 Eurokod 2

 EuroStopa -  podstawowy moduł do wymiarowania fundamentów bezpośrednich wg normy: PN-EN 1997-1 Eurokod7:  Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne: maj 2008.

Program sprawdza następujące stany pracy i typy fundamentów:

•      Stopy: prostopadłościenne, trapezowe, schodkowe, kielichowe, okrągłe.

•      Sprawdzanie nośności gruntu pod fundamentem z odpływem i bez odpływu na poszczególnych warstwach.

•      Sprawdzanie położenia wypadkowej.

•      Wyznaczenie zbrojenia stopy fundamentowej.

•      Sprawdzenie stateczności fundamentu na obrót.

•      Sprawdzenie osiadania fundamentu na podłożu warstwowym.

•      Wyznaczenie współczynnika podatności pionowej podłoża Winklera pod fundamentem.

Rys. 11.22 Wywołanie wymiarowania fundamentu

wg PN-EN 1997-1 Eurokod 7

 EuroDrewno - jest głównym, zewnętrznym programem do wymiarowania płaskich  konstrukcji drewnianych o przekrojach prostokątnych z drewna litego i klejonego wg PN-EN 1995-1-1 z 2010 r. w jednokierunkowym stanie naprężenia.

•      Współczynnik modyfikacyjny k_mod przyjmowany automatycznie na podstawie grupy obciążeń o najkrótszym czasie oddziaływania na konstrukcję w danej kombinacji lub ręcznie, na podstawie decyzji użytkownika.

Rys. 11.23 Wywołanie wymiarowania w drewnie wg PN-EN 1995-1-1