Autodesk Robot Structural Analysis: Μοντελοποίηση τοίχων που συνδέονται με μια δοκό

Όταν έχουμε άνοιγμα σε τοίχο (πόρτα/παράθυρο), έχουμε πολλές μεθόδους μοντελοποίησης, φυσικά αν το άνοιγμα είναι μικρό σε σχέση με το μέγεθος του τοίχου, θα επιλέξουμε να έχουμε άνοιγμα στο κέλυφος των πεπερασμένων στοιχείων. Στη συνέχεια, μπορεί κανείς να ρωτήσει το μέγεθος του πλέγματος Πεπερασμένα στοιχεία, στη δοκό/ανώφλι και στο τρέχον πέπλο.

Θα πάρω ένα απλό παράδειγμα για να αντιμετωπίσω αυτό το θέμα με συγκεκριμένο τρόπο. Θα συγκρίνουμε τα αποτελέσματα σε 4 μοντελοποιήσεις:

1 – Μοντέλο 1: άνοιγμα στη γάστρα, μέγεθος ματιού 1,50μ

2 – Μοντέλο 2: άνοιγμα στη γάστρα, 0,25 m mesh (Κωδ.)

Σε σύγκριση με το μοντέλο 1, αλλάζει κανείς τον τύπο του πλέγματος για ένα συνολικό λεπτό πλέγμα, με 0,25 m που θα χρησιμοποιηθεί ως αναφορά.

3 – Μοντέλο 3: η δοκός με άλλο πάνελ

Μοντελοποιούμε τη δοκό με νέο πάνελ, παίρνουμε πολύ λεπτό πλέγμα στα 0,10m στη δοκό και πλέγμα 1,50m για τους 2 τοίχους.

4 – Model4: υβριδικό μοντέλο, ράβδοι και πεπερασμένα στοιχεία

Για το υβριδικό μοντέλο, τις ράβδους και τα πεπερασμένα στοιχεία, πρέπει να σημειωθεί ότι τα πεπερασμένα στοιχεία Quadrangle 4 nodes (Q4) του Robot έχουν συναρτήσεις σχήματος 1ου βαθμού, ενώ τα πεπερασμένα στοιχεία τύπου bar έχουν συναρτήσεις σχήματος 2ου βαθμού. Έτσι, για να αγκυρωθεί μια δοκός τύπου ράβδου σε ένα τοίχο πεπερασμένων στοιχείων Q4, η ράβδος πρέπει να αλληλεπιδρά με περισσότερα από 2 πεπερασμένα στοιχεία κελύφους σε κάθε πλευρά.

Επέλεξα να μοντελοποιήσω 2 δοκούς με την ίδια διατομή (30x80ht) και υλικό (C25/30) αλλά με μηδενική πυκνότητα (C25/30_ssPoids).

Από επιχειρηματικής άποψης επέλεξα η αγκύρωση κάθε δοκού να είναι ίση με το ύψος της, δηλαδή 0,80μ.

5 – Αποτελέσματα MDR

Βρίσκουμε την ίδια μετατόπιση στο Χ με επιτάχυνση «μονάδας» στο κεφάλι (Ax=10m/s²), για τα μοντέλα 2/3/4, δηλαδή UX=5,27cm.

Στο μοντέλο 1, το υπέρθυρο έχει λιγότερο πλέγμα, υπάρχει μετατόπιση στο κεφάλι μικρότερο από τα άλλα 3 μοντέλα. Το μεγάλο μέγεθος του πλέγματος ευνοεί τις παραμορφώσεις διάτμησης/κοπής ενώ στα 3 άλλα μοντέλα, μπορούμε να δούμε ξεκάθαρα τις παραμορφώσεις κάμψης του υπέρθυρου που φέρνει ευελιξία και επομένως μετατοπίσεις.

Αν κοιτάξουμε το Bending Moment My στα υπέρθυρα, στο μοντέλο της ράβδου, βρίσκουμε το μέγιστο στον 6ο όροφο από 17. Έχουμε My = -103,5 έως 99,3 Tm

Στον 6ο όροφο υπάρχει αιχμή Fz= 50,6 t

Για να δείτε το ίδιο αποτέλεσμα στο υπέρθυρο στα πεπερασμένα στοιχεία, πρέπει να δείτε το κάθετο τμήμα στον πίνακα:

Βρίσκουμε την ίδια τάξη μεγέθους ροπής στην τομή των πεπερασμένων στοιχείων επειδή έχουμε 8 Στοιχεία συνδεδεμένα από πλέγμα 10 cm στο ύψος 80 cm της δοκού.

MRz = -99,3 έως 98,8 Tm και TRy = -50,7 έως -47,3 Tm

6 – Υπολογισμός Ευρωκώδικα 2 ANF

Φυσικά, η ύπαρξη ενός μοντέλου ράβδου μας επιτρέπει να υπολογίζουμε εύκολα την σύνθετη κάμψη και τη διάτμηση σε οπλισμένο σκυρόδεμα σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 2 ANF:

NF EN 1992-1-1:2004/A1:2014/NA:2007

Ορίζεται ο τύπος της ράβδου RC, καθώς και οι παράμετροι υπολογισμού για τις ακόλουθες ράβδους οπλισμένου σκυροδέματος:

7 – Συμπέρασμα

Συμπερασματικά, η μικτή ράβδος μοντελοποίησης/EF μας επιτρέπει να έχουμε πολύ λιγότερους κόμβους και πεπερασμένα στοιχεία για συγκρίσιμα αποτελέσματα και επιτρέπει μια εύκολα πραγματοποιήσιμη μεταποίηση από οπλισμένο σκυρόδεμα.

Τέλος, σε περίπτωση πιο περίπλοκης φόρτωσης, μπορεί κανείς να βελτιώσει τον αριθμό της γραμμής στοιχείων υπολογισμού προσθέτοντας σημεία στη γραμμή: