29.05.2013

1

Apollo Bridge Architect: Ing. Miroslav Maťaščík - Alfa 04 a.s., Bratislava

Design: Dopravoprojekt a.s., Bratislava

Apollo Bridge Architect: Ing. Miroslav Maťaščík - Alfa 04 a.s., Bratislava

Design: DOPRAVOPROJEKT a.s., Bratislava

Průřezy a Ocelové posudky

Ing. Jiří Porada, Nemetschek Scia, s.r.o.

Konference STATIKA 2013, 16. a 17. května

Obsah

P ůř Průřezy

Ocelové přípoje Fáze 1

Vylepšení

1

29.05.2013

2

Průřezy

Průřezy

2

Průřezy : Obecný princip

Výpočet průřezových charakteristik ve dvou krocích:

Charakteristiky Část I : Namáhání ohybem a normálovou silou

- Průřezová plocha- Těžiště- Natočení hlavních os- Hlavní momenty setrvačnosti

Charakteristiky Část II : Namáhání kroucením

- Střed smyku

3

y- Moment setrvačnosti v kroucení- Výsečový moment setrvačnosti - Normovaná výsečová souřadnice

29.05.2013

3

Průřezy : Obecný princip

Aplikováním v programu Scia Engineer dostáváme toto rozdělení:

Charakteristiky Část I : Namáhání ohybem a normálovou silou

Charakteristiky Část II : Namáhání kroucením

A, cYUCS, cZUCS, IYLCS, IZLCS, IYZLCS, α, Iy, Iz

Rozšířeno následně o:Ay, Az, AL, AD, iy, iz, Wely, WelzWply, Wplz, Mply+, Mply-, Mplz+, Mplz-...

dy, dz, It, Iw

4

y

Rozšířeno následně o:Kroutící napětí, βy, βz

V závislosti na tomto rozdělení byly přeuspořádány průřezové parametry tak, aby

byly seřazeny v logickém pořadí:

Průřezy : Obecný princip

R2012: R2013:

5

29.05.2013

4

Nový postup pro výpočet průřezových charakteristik v Části I.

Průřezy: Vlastnosti Část I

Metoda rozdělí průřez na “n” menších částí a následně integruje známé parametry těchto částí pro každou charakteristiku průřezu (A Iy Iz )částí pro každou charakteristiku průřezu (A, Iy, Iz, …)

6

Metoda je použita nezávisle na typu průřezu (tenkostěnný x tlustostěnný)!!

V minulosti smykové plochy počítány pouze pro obecné polygonální průřezy (2D FEM ).

Nově pro všechny průřezy i bez 2D FEM!

Průřezy: Vlastnosti Část I

7

29.05.2013

5

V minulosti Plastické momenty počítány pouze pro obecné polygonální průřezy.

Nově pro všechny průřezy a pro oba momenty!

Průřezy: Vlastnosti Část I

8

Rozšíření o další parametry průřezů:

Průřezy: Vlastnosti Část I

Poloměry setrvačnosti:Obvodový povrch AL: Vysychající povrch AD:

9

29.05.2013

6

Vylepšení dialogu s průřezovými charakteristikami:

Průřezy: Vlastnosti Část I

Možnost generovat vlákna na kraji otvoru:

10

- Each property has a proper description:

Průřezy: Vlastnosti Část II

Pro výpočet chrakteristik pro kroucení obecná teorie rozlišuje tyto typy průřezů:

Analytické řešení široce dostupné.

Analytické řešení dostupné pro průřezy s 1 otvorem,víceotvorové průřezy jsou problémem.

1D FEM analýza

11

Analytické řešení pouze pro základní tvary

2D FEM analýza

29.05.2013

7

Průřezy: Vlastnosti Část II

Identifikace Tenkostěnného a Tlustostěnného průřezu :

Obecně platí, že průřez, který má střednici, je rozpoznán jako průřez Tenkostěnný.

12

Průřezy: Vlastnosti Část II

Nová 1D FEM analýza implementována pro tenkostěnné průřezy!

Reference: Steel structures – Design using FEM (2011)(Rolf Kindmann / Matthias Kraus)

Hlavní výhody:

- Platá pro všechny OTEVŘENÉ Tenkostěnné průřezy

(Rolf Kindmann / Matthias Kraus)

13

- Platá pro všechny UZAVŘENÉ Tenkostěnné průřezy, včetně průřezů s více otvory

- Platná pro jakoukoliv kombinaci předchozích

- Snadno kontrolovatelná

29.05.2013

8

Průřezy: Vlastnosti Část II

Rozdělení průřezu na uzly a elementy v závislosti na střednici:

Každý element je definován počátečním uzlem ‘a’, koncovým uzlem ‘b’ a tloušťkou ‘t’.

14

Průřezy: Vlastnosti Část II

Analýza konečných prvků pak následně sestává z několika kroků:

Krok 2: Střed smyku a normování výsečové souřadnice

15

29.05.2013

9

Průřezy: Vlastnosti Část II

Krok 3: Výpočet momentů setvačnosti Iw a It

16

Průřezy: Vlastnosti Část II

Krok 4: Výpočet deformací ze smyku a kroucení

Krok 5: Výpočet smykových napětí

17

29.05.2013

10

Průřezy: Vlastnosti Část II

1D FEM, Příklad:

R2012: R2013:

18

Průřezy: Vlastnosti Část II

Barevné a textové odlišení parametrů spočtených 2D FEM analýzou:

19

29.05.2013

11

Průřezy: Vlastnosti Část II

Nexisovský dialog nahrazen záložkami přímo v dialogu:

20

Průřezy: Vlastnosti Část II

Grafické zobrazení Středu smyku:

21

29.05.2013

12

Průřezy: Nastavení

Dialog Nastavení průřezu:

22

Průřezy: Teoretický manuál

23

29.05.2013

13

Ocelové přípoje Fáze 1

Ocelové přípoje Fáze 1

24

Ocelové přípoje Fáze 1

Šroubované přípoje typu Nosník-Sloup – Novinky na výstupu

- Tabulka na výpočet tahové unosnosti šroubu (+ Lb – svěrná délka šroubu)

- Klasifikace řad šroubů (Pásnice sloupu + Čelní deska)

- Účinné délky pásnic náhradního T profilu „ leff “ pro skupiny řad šroubů

- Indikace vzniku páčících sil (+ Lb*)

- Únosnosti pásnice náhradního T profilu – 3 způsoby porušení

- Zpřesnění výpočtu parametrů (e1, mx,..)

- Info o Národní příloze + Reference na EN

- Poznámky / Varování / Chyby

25

Poznámky / Varování / Chyby

- Část 2.2. – Distribuce sil v řadách šroubů

29.05.2013

14

Ocelové přípoje Fáze 1

Část 2.2. Distribuce sil v řadách šroubů

26

Ocelové přípoje Fáze 1

Část 2.2. Distribuce sil v řadách šroubů

Tyto síly pak následně použity pro výpočet Mj,Rd.

27

29.05.2013

15

Ocelové přípoje Fáze 1

Svařované Iw, Iwn průřezy – velikost svaru „a“ použita pro výpočet hodnoty “m”

28

Ocelové přípoje Fáze 1

Možnost vypnutí tisku symbolů pro svary při tisku do galerie

29

29.05.2013

16

Vylepšení

Vylepšení

30

Vylepšení

Národní příloha pro Lucembursko

EN 1990

EN 1993-1-1EN 1993-1-2EN 1993-1-3EN 1993-1-5EN 1993-1-8

EN 1995-1-1

EN 1997-1

EN 1999-1-1

31

EN 1999-1-1

29.05.2013

17

Děkuji za pozornost

32