Rúdelemek
Rúdelemek a következő keresztmetszeti típusokkal modellezhetők: vékony-falú acél, vasbeton és kompozit. Elhelyezéstől függően a szerkezeti elemek lehetnek oszlopok és gerendák. Az oszlop egy speciális helyzetű rúdelem, amely mindig függőleges, emiatt az elhelyezésük egyszerűbb, mert csak a magasságát kell definiálni.
Rúdelemek rajzolása a vagy parancs hatására megnyíló Rúd szerkesztő vagy Oszlop szerkesztő dialógablakok segítségével lehetséges. A két dialóg közötti különbség mindössze annyi, hogy az oszlop szerkesztőben az oszlop magasságát is meg kell adni. A dialógok az alábbi modellezési opciókat tartalmazzák:
Rúdelem rajzolása referencia vonallal
Egyenes vonal, vagy vonallánc rajzolása
Körív (középpont, kezdőpont és szög megadásával; 3 pont megadásával; kezdőpont, végpont és érintő megadásával) rajzolása
Meglévő vonal átalakítása rúdelemmé
Meglévő rúdelem paramétereinek kiolvasása a rúdelemre való kattintással és azok alkalmazása a létrehozandó új rúdelemhez
Rúdelem paramétereinek megadása a dialóg középső részén történik:
Az egyes adatmezők értelmezése fentről lefelé haladva az alábbi:
-
Szelvény: gerenda vagy oszlop létrehozása előtt a legördülő menüből ki kell választani a megfelelő szelv ényt. A legördülő menü a betöltött szelvényeket tartalmazza. Ha nincs szelvény betöltve, akkor a legördülő menü mellett található gombra kattintva megnyíló Szelvénykezelő dialógon betölthetők a szükséges szelvények. További információk a szelvények betöltéséről és kezeléséről a következő alfejezetekben találhatók. A Consteel-ben használt szelvénymodellekről és szabványos vizsgálatokról részletes információk találhatók a Szelvénymodul fejezetben.
-
Folytonosság (kezdő, vég): előre definiált csukló típusok választhatók ki a rúdelem végeihez. A gombra kattintva új csukló típusokat is létrehozhatunk.
-
Kezdeti görbeség: fél szinusz hullám alakú kezdeti görbeség definiálható a két lokális irányba, merőlegesen az elem referenciatengelyére („y,z”). A megadott amplitúdó az elem felében értendő.
-
Végeselem típusa
Az elérhető típusok a kiválasztott szelvénytől függenek.
Acélszelvények esetén:
-
Egyszeresen vagy kétszeresen szimmetrikus hegesztett (makró) szelvények esetén négy lehetőség közül kell választani:
-
7 DOF rúdelem: az öblösödés hatását is tartalmazó, 7 szabadságfokú (SZF) csomópontokból álló rúdelem. Az öblösödés figyelembevétele különösen a normál, nyitott szelvényű acélszelvényekből felépített szerkezetekben lehet jelentős.
-
Héjelem: a rúdelem az analízis során a keresztmetszetének megfelelő héjelemmé alakul át. Az alkalmazott terhek, támaszok, merevítő bordák és nyílások is átalakításra kerülnek. Az elem megtartja 1D jellemzőit is, így ez az átalakítás nem végérvényes. Az ilyen elemek bármikor visszaalakíthatók normál rúdelemekké. Ezekre az elemekre a szabványos méretezés jelenleg nem lehetséges.
Ez a típus nem választható ezen a párbeszédpanelen. Csak a modellben elhelyezett rudakat lehet az Objektum tulajdonságok ablakban héjelemmé módosítani. További információ erről a Superbeam fejezetben található.
-
Húzott rúd: tengelyirányú nyomást nem tud felvenni. Ha az analízis során nyomás lép fel egy ilyen elemben, a program figyelmen kívül hagyja az elemet.
- Húzott rúd (pótátlós merevítés) húzott pótátlós merevítési rendszer egyedi húzott elemeire alkalmazható opció, amely során azt feltételezzük, hogy a merevítő elemek párosan vannak úgy elhelyezve, hogy mindig csak az egyik dolgozik húzásra, a másik pedig nyomás hatására kihajlik. Az így megjelölt elemek a rugalmas sajátérték számításhoz szükséges linearizálás miatt, mint húzott-nyomott elemek lesznek figyelembevéve, 50%-ra csökkentett keresztmetszeti jellemzőkkel.
-
-
Minden más szelvény típus esetén a fentiekből csak az alábbi három típus választható:
-
7 DOF rúdelem
-
Húzott rúd
-
Húzott rúd (pótátlós merevítés)
-
Vasbeton vagy Öszvér keresztmetszet esetén:
Ilyen típusú keresztmetszetek esetén csak a 6 DOF rúdelem elemtípus használható, ami egy hagyományos, 6 szabadságfokú végeselem típust jelent.
-
Elemcsoport: a szerkezeti elemek különböző szempontok szerinti csoportosítására szolgál (kiválasztás, mértékadó eredmény, érzékenységvizsgálat stb.). A három pontos ikonra kattintva a Szerkezeti elemek csoportjai dialógon új elemcsoportok definiálhatók.
-
Végeselemek száma: a megadott végeselem számot használja a program az analízis során. Alapesetben az automatikus van beállítva, amely a legtöbb esetben a legoptimálisabb megoldást adja.
-
Lokális külpontosság: lokális külpontosság definiálható az elem lokális koordinátarendszerében („y, z”), illetve megadható elforgatás is a lokális „x” tengely körül.
-
Az ablak alsó része a felhasználókat támogató információk és parancsok kijelzésére szolgál.
Szükséges megjegyezni, hogy nem csak a külpontos normálerőknek van hatása az analízis eredményére (további nyomaték), hanem a külpontos nyomatéknak és csavarásnak (további nyomaték és csavarás, valamint bimoment) is!
Acél rúdelemek
Első lépésként a keresztmetszet betöltést kell elvégezni. Ez elvégezhető mind a szelvénykezelőből ()közvetlenül, mind pedig a rúd szerkesztő dialógról is. Acél keresztmetszetek betöltéséhez a Consteel, a szabványos szelvénytárban megtalálható szelvényeken és a makró szelvényeken túl, rajzolt (egyedi) szelvények betöltésére is lehetőséget ad.
Fontos megjegyezni, hogy Consteel-ben az anyagminőség a szelvény egy paramétere, így annak definiálását a szelvény betöltésnél kell megtenni!
Szelvénykönyvtár
A Szelvénykezelő párbeszédpanelen a szabványos szelvények esetén a következő könyvtárak érhetők el:
-
Standard (európai) szelvénykönyvtár
-
Amerikai szelvénykönyvtár (metrikus és angolszász méretekkel)
-
Ayrshire szelvény
-
Brausa szelvény
-
Brit szelvénykönyvtár
-
Kínai szelvénykönyvtár
-
Continental Steel szelvény
-
Lindab szelvény
-
Orosz szelvénykönyvtár
-
SBE szelvény
-
Swedsteel szelvény
-
Gyártói szelvények (különböző gyártók egyedi szelvény katalógusai)
Makró szelvények
Makró szelvényt négyféle kategóriában lehet létrehozni:
1. Hegesztett típusok:
-
I vagy H szelvény
-
Szekrény szelvény
-
Máltai szelvény
-
Fél máltai szelvény
-
Kalap szelvény
-
T szelvény
-
WQ szelvény
-
Ferde övű I vagy H szelvény
-
C szelvény
2. Melegen hengerelt típusok:
-
Párhuzamos övű I vagy H szelvény
-
L szelvény (párhuzamos szárak)
-
Párhuzamos övű U szelvény
-
CHS szelvény
-
T szelvény (fél I) szelvény
-
Lemez szelvény
-
Zártszelvény
-
Köracél
3. Hidegen alakított típusok:
-
RHS zártszelvény
-
Körcső szelvény
-
L szelvény
-
Z szelvény
-
C szelvény
-
Szigma szelvény
-
Zeta szelvény
-
Kalap szelvény
-
dupla C szelvény
-
dupla szigma szelvény
-
dupla egyedi szelvény
A hidegen alakított szelvénymakrók utóbbi 5 szelvény típusánál lehetőség van merevítők megadására is. Az öveken egyszer vagy kétszer hajlított élmerevítőt, és kétféle közbenső merevítőt, a gerinceken pedig háromféle különböző típusú közbenső merevítőt lehet definiálni. A gerincmerevítők esetén lehetőség van a merevítők kettőzésére is. Az így definiált merevítőket az EN 1993-1-3 szabványban meghatározott módon, a torzulásos horpadás (distortional buckling) számításánál veszi figyelembe a program.
A hidegen alakított makró szelvényeknél, amennyiben azok bevonatos anyagból készülnek, meg kell adni az EN 10143 szabványban definiált vastagsági tolerancia kategóriát is. Kétféle kategória létezik: normál és speciális. A szelvény tervezési falvastagságát ennek megfelelően az EN 1993-1-3 3.2.4. pont szerint számítja a program. Az általános építési gyakorlatban, az ilyen szelvények leggyakrabban az említett EN 10143 szabvány szerinti, bevonatos acéllemezekből készülnek, ezért ezeknél a makróknál az ebben a szabványban definiált vastagsági tolerancia kategóriákat vettük alapul.
Fontos, hogy ha a tervező nem az adatbázisban szereplő bevonatos anyagok közül választ, és a választott anyag vastagsági toleranciája nagyobb mint 5%, ebben az esetben a tervezési falvastagság számítása nem lesz pontos. Ennek elkerülésére a szelvényt be kell importálni a szelvény rajzoló modulba, és ott kell megadni a vastagsági toleranciát. (A szelvény rajzolót ld. a következő alfejezetben!)
4. Összetett típusok
-
I vagy H szelvény egyik övén U szelvény erősítéssel
-
I vagy H szelvény mindkét övén U szelvény erősítéssel
-
I vagy H szelvény övén fél I, vagy H szelvénnyel megerősítve
-
I vagy H szelvény gerincén fél I, vagy H szelvénnyel megerősítve
-
I vagy H szelvény övén szögacéllal megerősítve
-
I vagy H szelvény övén lemezzel megerősítve
-
I vagy H szelvény mindkét övén lemezzel megerősítve
-
I vagy H szelvény övén I, vagy H szelvénnyel megerősítve
-
Doboz szelvény szögacélból és lemezekből
-
Zárt 2U keresztmetszet
-
Zárt 2I keresztmetszet
-
I és U keresztmetszet
-
Nyitott 2U keresztmetszet
-
Fél máltai keresztmetszet
-
Nyitott 2C keresztmetszet
-
Hevederezett keresztmetszet
Szelvény rajzolás
A harmadik lehetőség szelvény létrehozására a szelvény rajzolás a Keresztmetszet létrehozó modulban. A funkciót a Szelvénykezelő dialógablak Szelvény rajzolása nyomógombjával lehet elindítani.
Első lépésben, a parancs indítása után, egy felugró ablakban ki kell választani a szelvény típusát és anyagminőségét, valamint meg kell adni a szelvény nevét. A szelvény típusa kétféle lehet:
-
Hidegen alakított szelvény
-
Általános vékonyfalú szelvény
A szelvény típusa alapvetően befolyásolja a későbbi működését. Hidegen alakított szelvény esetén csak egyetlen vonallal lerajzolható szelvények hozhatók létre, melyeknél a falvastagság egységes, a szegmensek között automatikusan lekerekítési ív keletkezik, és a szelvény nem lehet zárt. Az ilyen szelvénnyel készült rudak méretezésénél a szilárdsági, a lokális és a globális stabilitás vizsgálatokon túl, a program figyelembe veszi a torzulásos horpadás (distortional buckling) hatására bekövetkező effektív keresztmetszet csökkenést is az EN 1993-1-3 szabvány alapján.
Általános vékonyfalú szelvények esetén különböző vastagságú lemezek használhatók, a szelvénynek nem kell egy vonallal lerajzolhatónak lennie, illetve készíthető egyszeresen zárt szelvény is. Ez a típus alapvetően a lemezekből hegesztett szelvények létrehozására szolgál. Ezen szelvények esetében csak a szilárdsági, a lokális (horpadás) és a globális stabilitás vizsgálat végezhető el.
Miután kiválasztottuk a szelvény típusát, a Tovább gombra kattintva egy külön ablakban nyílik meg a Keresztmetszet létrehozó modul, melynek tartalma a választott szelvénytípustól függően némileg eltérő.
A szelvény rajzoló ablak felépítése az alábbi:
1# Rajzterület
2# Parancsikonok
3# Diagnosztikai üzenetek: itt jeleníti meg a program a különböző figyelmeztető és hibaüzeneteket
4# Navigáció: a Vissza és a Tovább gombokkal lehet lépni a keresztmetszet megadás egyes fázisai között
5# Felhasználói felület beállítása: a felugró ablakban négy fülön találhatók a Láthatóság, Raszterháló, Fogópontok és Objektumok méretei beállítására szolgáló paraméterek és kapcsolók
6# Paraméterek megadása: mindig az aktuális funkcióhoz, illetve a kijelölt elemhez tartozó paraméterek paneljait jeleníti meg