Open topic with navigation

Modifikátory vlastností pro prutové a plošné prvky

Určité vlastnosti prutových a plošných prvků lze upravovat pro výpočet pomocí zvláštního atributu zvaného Modifikátor vlastnosti.

Mezi vlastnosti, které lze upravovat, patří:

• - tuhost,
• - vlastní tíha,
• - hmota.

Typy modifikátorů

Dva dostupné typy modifikátorů vlastností:

• - pro prutové prvky,
• - pro plošné prvky.

Praktické uplatnění modifikátorů

Tuhost

V dynamickém výpočtu je povoleno modelovat beton s trhlinami s použitím zjednodušeného modelu, ve kterém jsou prutové prvky uvažovány jako % neporušených prvků. (EC8, IBC).

Tuhost

Ve vysokých budovách lze správné chování konstrukce modelovat překalibrací tuhosti specifického plošného prvku, která vytváří realističtější model.

Hmota

V dynamickém výpočtu opravuje hmotu prutových prvků.

Tíha

Představuje snadný způsob, jak vzít v úvahu hmotnost nátěru na prutových prvcích.

Součinitele modifikátorů vlastností

Existují tři součinitele modifikátorů vlastností:

Součinitele tuhosti:

Vztahují se na větu v knihovně Součinitele tuhosti, která definuje, jak se upravuje tuhost.

Součinitel vlastní tíhy:

Součinitel, kterým se upravuje vlastní tíha prvku.

Součinitel hmoty:

Součinitel, kterým se upravuje hmota příslušného prvku bez ovlivnění vlastní tíhy.

Hodnota součinitelů se může pohybovat v rozmezí 0 až 10.

Modifikátory vlastností pro prutové prvky

Funkce Modifikátory vlastností 1D je dostupná v částiKonstrukce > Výpočtová data. Definuje data prvku Modifikátor vlastnosti 1D a přiřazuje je k vybraným prutovým prvkům.

Tato funkce je dostupná pouze tehdy, pokud:

• - je v dialogovém okně Data projektu vybraná funkcionalita Modifikátory vlastností,
• - typ projektu je jeden z následujících: Rám xz / Rám xyz / Obecný xyz,
• - alespoň jeden prutový prvek je k dispozici v souboru projektu.

Zobrazení modifikátoru a jeho popisů jsou řízená pomocí parametrů zobrazení ve skupině Model:

• - Jiná data modelu:  zobrazuje modifikátor,
• - Popis jiných dat modelu: zobrazuje popisy.

Modifikátory vlastností pro plošné prvky

Funkce Modifikátory vlastností 2D je dostupná v části Konstrukce > Výpočtová data. Definuje data prvku Modifikátor vlastnosti 2D a přiřazuje je k vybraným plošným prvkům.

Tato funkce je dostupná pouze tehdy, pokud:

• - je v dialogovém okně Data projektu vybraná funkcionalita Modifikátory vlastností,
• - typ projektu je Obecný xyz,
• - alespoň jeden plošný prvek je k dispozici v souboru projektu.

Zobrazení modifikátoru a jeho popisů jsou řízená pomocí parametrů zobrazení ve skupině Model:

• - Jiná data modelu:  zobrazuje modifikátor,
• - Popis jiných dat modelu: zobrazuje popisy.

Knihovny pro definice úpravy tuhosti  

Dvě knihovny: Součinitele tuhosti 1D a Součinitele tuhosti 2D jsou k dispozici v části Knihovny > Výpočet konstrukce.

Položka knihovny obsahuje sadu koeficientů, které definují, jak se mají počítat upravené vlastnosti tuhosti.

Pro definování hodnot vlastností podle definičního typu jsou k dispozici čtyři různé logiky: Standardní; Ohybový; Osový; Procentuální

• - Standardní : Zobrazují se všechny vlastnosti.
• - Ohybový : Zobrazují se pouze ohybové vlastnosti. „Nezobrazené“ vlastnosti nejsou ovlivněny.
• - Osový : Zobrazují se pouze vlastnosti pro osovou tuhost. „Nezobrazené“ vlastnosti nejsou ovlivněny.
• - Procentuální : Zobrazuje se redukční procentuální poměr pro typ „Osový“ a „Ohybový“.

Součinitelé tuhosti 1D

Pomocí položky knihovny Součinitel tuhosti 1D uživatel definuje, jak je tuhost upravena pro prutový prvek. Pro každou definiční sadu může uživatel nastavit popis, aby bylo možné snadno rozpoznat uvažované datové sady.

V případě prutových prvků program vyžaduje koeficienty pro všechny vlastnosti průřezu:

Ax ,Ay, Az, Ix, Iy a Iz. Potom jsou upravené vlastnosti počítány jako:

Vlastnost_(řešič) = Koeficient x Vlastnost_(prutový prvek)

Stav „Typ“ je „standardní“:

Uživatel definuje úpravu tuhosti zadáním hodnot pro koeficienty {Ax ,Ay, Az, Ix, Iy, Iz} jako reálných čísel v rozmezí 0 až 10. Program vynásobí vlastnosti průřezů zadanými  koeficienty.  

Stav „Typ“ je „Ohybový“:

Jsou zobrazeny pouze koeficienty modifikátoru ohybových vlastností Iy a Iz. Pro ně může uživatel definovat úpravu tuhosti zadáním reálné hodnoty v rozmezí 0 až 10. Ostatní vlastnosti získají koeficient 1.

Stav „Typ“ je „Osový“:

Zobrazí se pouze koeficient modifikátoru osové vlastnosti, Ax. Pro něj může uživatel definovat úpravu tuhosti zadáním reálné hodnoty v rozmezí 0 až 10. Ostatní vlastnosti získají koeficient 1.

Stav „Typ“ je „Procento tuhosti“:

Uživatel definuje opravy „osové“ a „ohybové“ tuhosti jako procentuální hodnoty (z hodnot vypočítaných z definovaných  vlastností průřezu).

Proto:

• - Jsou zobrazena dvě pole „Osová tuhost“ a „Ohybová tuhost“
• - Obě pole očekávají procentuální hodnotu (jako hodnotu mezi 0 a 1000)
• - Jako výchozí hodnota se používá 100 % (což znamená „žádná oprava“)
• - Pole Ax, Ay, Az, Ix, Iy, Iz (která jsou pouze pro čtení) zobrazují koeficienty, které se počítají z „Osový“ a „Ohybový“ jako na následujícím příkladě:

Ax =PA/100

Ay =1

Az =1

Ix =1

Iy =PB /100

Iz =PB/100

Osová tuhost[%] = PA

Ohybová tuhost[%] = PB

Součinitelé tuhosti 2D

Pomocí položky knihovny Součinitel tuhosti 2D uživatel definuje, jak je tuhost upravena pro plošný prvek. Pro každou definiční sadu může uživatel nastavit popis, aby bylo možné snadno rozpoznat uvažované datové sady.

V případě plošných prvků program vyžaduje koeficienty pro všechny vlastnosti ortotropie:

D11 ,D12, D22, D33, D44, D55, d11, d12, d22 a d33. Potom jsou upravené vlastnosti počítány jako:

Vlastnost_(řešič) = Koeficient x Vlastnost_(plošný prvek)

Pro definování hodnot vlastností podle definičního typu jsou k dispozici čtyři různé logiky: Standardní; Ohybový; Osový; Procentuální

Stav „Typ“ je „standardní“:

Uživatel definuje úpravy tuhosti jako koeficient.  Tento koeficient vynásobí vlastnosti izotropické tuhosti jako vypočítané z geometrie a přiřazeného materiálu plošného prvku.

Uživatel definuje tuhost úpravy zadáním hodnot pro koeficienty {D11 ,D12, D22, D33, D44, D55, d11, d12, d22, d33} jako reálných čísel v rozmezí 0 až 10. Program vynásobí izotropické vlastnosti zadanými koeficienty.  

Stav „Typ“ je „Ohybový“:

Zobrazí se pouze koeficienty modifikátorů ohybových vlastností, D11, D12, D22 a D33. Pro ně může uživatel definovat úpravu tuhosti zadáním reálné hodnoty v rozmezí 0 až 10. Ostatní vlastnosti získají koeficient 1.

Stav „Typ“ je „Osový“:

Zobrazí se pouze koeficienty modifikátorů osových vlastností, d11, d12, d22 a d33. Pro ně může uživatel definovat úpravu tuhosti zadáním reálné hodnoty v rozmezí 0 až 10. Ostatní vlastnosti získají koeficient 1.

Stav „Typ“ je „Procento tuhosti“:

Uživatel definuje opravy „osové“ a „ohybové“ tuhosti jako procentuální hodnoty z vlastností izotropické tuhosti vypočítaných z geometrie a použitého materiálu plošného prvku.

Proto:

• - Jsou zobrazena dvě pole „Osová tuhost“ a „Ohybová tuhost“
• - Obě pole očekávají procentuální hodnotu (jako hodnotu mezi 0 a 1000)
• - Jako výchozí hodnota se používá 100 % (což znamená „žádná oprava“)
• - Pole D11, D12, D22, D33, D44, D55, d11, d12, d22, d33 (která jsou pouze pro čtení) zobrazují koeficienty, které se počítají z typů „Osový“ a „Ohybový“ jako na následujícím příkladě:

D11 =PB/100

D12 =PB/100

D22 =PB/100

D33 =PB/100

D44 =1

D55 =1

d11 =PA/100

d12 =PA/100

d22 =PA/100

d33 =PA/100

Osová tuhost[%] = PA

Ohybová tuhost[%] = PB

Převod do FEM řešiče

Modifikátory vlastností jsou určeny pro lineární výpočet a ovlivňují lineární a lineární fázový výpočet (včetně časově závislé analýzy - TDA), ale neovlivňují nelineární výpočet.

Modifikátory vlastností ovlivňují následující fyzikální vlastnosti:

Modifikátory tuhosti:

Program počítá tuhosti prutových a plošných prvků a pak je přiřadí k matici tuhosti pro lineární řešení rovnic.

Modifikátory tíhy:

Program počítá vlastní tíhu (neboli liniové a plošné zatížení typu vlastní tíha).  Tato tíha je ovlivněna koeficientem pro úpravu vlastní tíhy.

Modifikátory hmoty:

Program počítá hmotu z jednotkové hmoty (materiálová vlastnost), která se používá při výpočtu vlastního tvaru.  Tato hmota je ovlivněna koeficientem pro modifikátory hmoty

Poznámky k modifikátorům vlastností:

• - Modifikátor vlastnosti u prutového prvku, který má definované libovolné nosníky, ovlivňuje všechna pole příslušných prvků stejným způsobem.   
• - Modifikátor vlastnosti u plošného prvku, který má definované podoblasti, ovlivňuje všechny podoblasti příslušných prvků stejným způsobem.   
• - Směr ortotropie sleduje lokální osu prvku.
• - Pokud se týká tuhosti používané v PGNL v případě plošných prvků a tuhosti prutových prvků, které neobsahují data PNL nebo se řídí lineárním chováním, pro všechny výpočty se použije pouze jeden modifikátor tuhosti. PGNL používá pro výpočet upravené tuhosti lineární řešení. Toto lineární řešení lze ovlivnit modifikátory tuhosti. Potom se PGNL spouští bez modifikátorů.
• - Pokud se týká dynamického výpočtu, tuhost ovlivňuje všechny případy lineárního zatížení stejným způsobem.

Převod do fázového řešiče (včetně TDA)

Používá se stejná logika jako pro převod do FEM řešiče.

Open topic with navigation