dwuteownik stalowy

Projektowanie konstrukcji stalowych

Projektowanie konstrukcji stalowych to kluczowy etap w tworzeniu solidnych i bezpiecznych budynków oraz infrastruktury. Oto kilka kroków, które warto uwzględnić w procesie projektowania:

Przygotowanie modelu w programie do obliczeń

Tworzenie geometrycznego modelu konstrukcji

  • Model geometryczny jest zwykle budowany interaktywnie w preprocesorze programu MES (Metoda Elementów Skończonych) i stanowi podstawę dla dalszych obliczeń.
  • W tym środowisku użytkownik oprogramowania definiuje geometrię analizowanej konstrukcji, a także właściwości materiałowe i warunki brzegowe.
  • Model geometryczny jest dzielony na elementy skończone (np. liniowe lub powłokowe), które stanowią podstawę dla obliczeń numerycznych.
  • Elementy skończone reprezentują fragmenty konstrukcji, na których przeprowadzane są obliczenia statyczno-wytrzymałościowe.

Definiowanie obciążeń i podparcia

  • W modelu geometrycznym należy zdefiniować obciążenia działające na konstrukcję oraz punkty podparcia.
  • Obciążenia mogą być przykładane w węzłach jako skupione lub równomiernie rozłożone na elementach liniowych, lub powierzchniowych.

Programy obliczeniowe

  • Popularne programy obliczeniowe, takie jak ANSYS, RFEM, AxisVM czy Advance Design, pozwalają na tworzenie i analizę modeli przestrzennych obiektów budowlanych.
  • W programach do obliczeń konstrukcyjnych można przypisywać zwolnienia na poszczególnych elementach konstrukcji, co prowadzi do odzwierciedlenia ich rzeczywistej pracy.
model konstrukcji hali stalowej

Analiza MES

Analiza MES, czyli analiza metodą elementów skończonych to zaawansowana technika numeryczna, która jest nieodłącznym elementem współczesnego projektowania. W kontekście konstrukcji stalowych analiza MES pozwala na przeprowadzenie szczegółowej analizy różnych aspektów. Oto najważniejsze informacji na temat MES:

Cel analizy MES w konstrukcjach stalowych

  • MES pozwala na obliczenie sił, naprężeń, przemieszczeń oraz odkształceń występujących w badanej konstrukcji.
  • Analiza MES pozwala również uwzględnić zachowanie konstrukcji w odpowiedzi na obciążenia dynamiczne, takie jak wiatr czy sejsmiczność
przemieszczenia konstrukcji stalowej

Zastosowania MES w analizie parametrów

  • Oprócz naprężeń i odkształceń analiza MES pozwala analizować takie parametry jak obciążenie temperaturą, wpływ obciążeń dynamicznych oraz nierównomiernych osiadań.
  • Jest to wielozadaniowe narzędzie, które otwiera nowe możliwości w zakresie optymalizacji konstrukcji budowlanych.

Wyniki i interpretacja

  • Wyniki analizy MES mogą być przedstawiane w różnej formie np. za pomocą wykresów sił wewnętrznych, izolinii oraz map dla elementów powierzchniowych lub animacji. Wyniki mogą być wyświetlane na konstrukcji odkształconej, co ułatwia interpretację wyników.
  • Pomagają inżynierom we właściwym zaprojektowaniu poszczególnych elementów obiektu budowlanego oraz podejmowaniu świadomych decyzji podczas projektowania.
wytężenie konstrukcji stalowej

Optymalizacja stalowych konstrukcji

  • Analiza MES pozwala na zrozumienie, jak różne gatunki stali zachowują się w przypadku tych samych obciążeń oraz warunków środowiskowych.
  • Projektanci konstrukcji stalowych mogą przeprowadzić szczegółową analizę sił działających na konstrukcję i optymalizować jej poszczególne elementy pod względem użytego materiału, dążąc do uzyskania jak najlżejszej konstrukcji przy jednoczesnym spełnieniu warunków stanu granicznego nośności oraz użytkowalności.

W swoich obliczeniach wykorzystujemy analizę liniową, nieliniową oraz wyboczeniową, co pozwala na dokładne określenie współczynników oraz parametrów potrzebnych do wymiarowania konstrukcji stalowych. Konstrukcje stalowe wymiarujemy zgodnie z Eurokodem 3.