Statyka i wymiarowanie cięgien

Cięgnem nazywamy w programie pręt prostoliniowy, obustronnie przegubowy, który przenosi tylko siły normalne rozciągające.

Obliczenia sił wewnętrznych i przemieszczeń dokonywane są w sposób iteracyjny. W kolejnych krokach iteracyjnych wprowadza się wirtualne obciążenia zerujące, czyli w każdym kolejnym kroku iteracyjnym siłę w ściskanym cięgnie o wartości największej siły ściskającej. Iteracja jest przeprowadzana tak długo, aż siły w ściskanych cięgnach są mniejsze od iloczynu współczynnika zbieżności iteracji i największej początkowej wartości siły ściskającej w cięgnach.

Dla układów z cięgnami użytkownik nie może korzystać z zasady superpozycji dla różnych obciążeń. Stąd, w przeciwieństwie do układów bez cięgien, program nie wykonuje automatycznych obwiedni sił i przemieszczeń. Obliczenia są wykonywane tylko dla wybranych grup i kombinacji obciążeń.

Należy pamiętać, że podczas obliczeń statycznych dla cięgien, w grupie ciężaru własnego zachodzi modyfikacja eliminująca ciężar własny samych cięgien. Cięgna modelowane są w układzie jako elementy nieważkie i ich ciężar jest pomijany w dalszych obliczeniach.

Ponieważ na skutek dokładności numerycznej obliczeń może się zdarzyć, że
w prętach typu cięgno mogą wystąpić, poza siłą rozciągającą, inne, niezerowe (ale bliskie zeru) wartości sił wewnętrznych, które mogłyby niewłaściwie wpływać na ścieżkę wymiarowania. Zaleca się do wymiarowania wszystkie pręty typu „cięgno” definiować w osobnych grupach prętów, z przypisanymi do nich odpowiednimi typami wymiarowania, zawierającymi zaznaczony parametr: Element tylko ściskany lub rozciągany osiowo (zakładka Parametry ściskania i zginania w definicji typu pręta dla  InterStali). Ustawienie tego parametru powoduje automatyczne obcięcie („śmieciowych” w tym przypadku) wartości momentów i sił tnących do zera.

Rys. 8.4 Ustawienia definicji typu wymiarowania dla cięgien

Wymiarowanie zbiorcze prętów i elementów wymiarowych, po przeprowadzonych obliczeniach dla cięgien, wykonywane jest dla całego układu tylko dla jednej grupy lub kombinacji, zaznaczonej przez użytkownika na zakładce Wyniki. Analogicznie po obliczeniach dla cięgien, pojedynczy pręt lub grupę prętów współliniowych możemy zwymiarować tylko dla jednej wybranej grupy obciążeń lub kombinacji. Gdy chcemy zmienić grupę lub kombinację do wymiarowania, zaznaczamy odpowiedni znacznik wyboru (grupy lub kombinacji) na dole zakładki Wyniki i ponownie naciskamy ikonę wymiarowania zbiorczego (wymiarowanie dla innych sił wewnętrznych musi być wówczas przeprowadzone powtórnie). Jest to jedna z podstawowych różnic między zwykłymi obliczeniami dla których wymiarowanie przeprowadzane jest zawsze dla obwiedni, a obliczeniami dla cięgien, gdzie wymiarowana jest zawsze jedna wybrana grupa obciążeń lub kombinacja.

Dla układów zawierających cięgna, i w których jednocześnie zdefiniowano grupy obciążeń typu „multi” lub grupy obciążenia ruchomego, założono blokadę uniemożliwiającą wybór tych grup do obliczeń.

Uwaga:

Dla dwóch krzyżujących się cięgien nie wolno w miejscu ich przecięcia tworzyć węzła przegubowego, gdyż taki układ traktowany jest przez program jako geometrycznie zmienny i prowadzi do nieskończonej liczby iteracji przy obliczeniach statycznych.