Contents

• Panel definíció
• Eredmények
  • Analízis
  • Lehajlás vizsgálat
  • Tervezés

A FEM-Designban egy új mechanikai modell érhető el, a rétegelt héj, a rétegelt héj elmélet alapján. Építőmérnöki szempontból a legismertebb alkalmazása ennek a modellnek a rétegelt ragasztott fa (RR) panel, de maga az elmélet sokkal általánosabb, így bármilyen fajta rétegelt kompozit felületi elemre lehet alkalmazni. A fő célja a fejlesztésnek, hogy a fa lemez és fal objektumokat modellezni és ellenőrizni is lehet. Elméleti leírást itt talál.

Panel definíció

A fejlesztéssel rétegelt kompozit héjak elmozdulását és feszültségét számoljuk ki, de a rétegelt ragasztott fák alkalmazási körülményei (pl. felhasználási osztály, rendszer teherbírási tényező) és a tervezési számításai szabvány függők. Annak érdekében, hogy általános esetekre is alkalmazható legyen két új lehetőséget biztosít a program az eredeti mechanikai modell (ortotróp) mellett: Rétegelt ragasztott fa és Általános kompozit héj.

Rétegelt ragasztott paneleknél mind az analízis eredmények (elmozdulások, feszültségek) és tervezési számítások elvégezhetők, míg az Általános kompozit héj esetén csak az első lehetséges. Ezek a panel típusok különböző könyvtárakban találhatók, de a megadásuk hasonlók, miszerint rétegenként kell megadni a mechanikai tulajdonságokat. Új réteget az üres Anyag cellára kattintva lehet definiálni, RR esetén a meglévő fa anyagokból lehet választani, az anyag kiválasztása után a program automatikus kitölti a szükséges cellákat az adott sorban, beleértve mechanikai paramétereket (az analízishez szükségeseket) és határfeszültségeket (tervezési számításokhoz).

Fontos, hogy a szükséges adatok között vannak olyanok, melyet az Eurocode nem szabályoz, így azokat becslést adunk az alábbiak szerint (ha a gyártó nem ír ki mást):

• G_yz (G_rolling) = G_mean / 10

• nu_xy = 0.2

• f_Rk = f_vk / 2

• f_xyk = f_vk

Természetesen ezeket az értékeket felül lehet írni. A réteg paramétereken kívül az alakváltozási tényezőket és a merevségcsökkentő tényezőt is meg kell adni a RR fa anyagnak. A programba beépítettük az ismertebb gyártók termékeit.

Az Általános kompzit héj megadása hasonlít az RR-hoz, de itt elég a mechanikai tulajdonságokat megadni.

Mindhárom mechanikai modellre megtekinthető a merevségi mátrix elemei (az elem középsíkjára értendő) a Mutasd a merevségeket >  opcióval, beleértve a "B" almátrixot, ami a nyírási együtt dolgozást írja le.

Eredmények

Analízis

Az alábbi eredmények elérhetők mind RR mind Általános kompozit panelekre:

• Tehereset
• Teherkombináció
• Teherkombinációk maximuma
• Tehercsoportok maximuma
• Hatásvonal és mozgó teher maximuma

Az elmozdulások és igénybevételek ugyanúgy jelennek meg, mint egyéb héjaknál.

A feszültségek megjelenítéséhez új lehetőség került be a programba rétegelt héjak miatt:

• Réteget ki kell választani
• Héj vagy Réteg lokális koordináta-rendszerét  ki kell választani .

Az alábbi példán látható, hogy a megjelenített Szigma x' feszültségek változnak a kiválasztott koordináta-rendszertől függően, ha a héj a réteg koordináta-rendszere nem egyezik meg, vagyis Théta nem 0 az adott rétegre.

Érdemes megjegyezni, hogy a nem rétegelt héjakkal szembe a keresztirányú nyírófeszültségek (Tau y'z' és Tau x'z') megjeleníthetőek a réteg tetején és alján, mivel nem feltétlen 0 ezeken a helyeken.

Feszültségek részletes eredményei

Két típusú részletes eredmény érhető el rétegelt héjak feszültségére.

Pontszerű feszültség részletes eredmény

A Felhasználó kiválaszthat bármely pontot a RR/Általános kompozit héjon, ami után megjelenik a részletes eredmény a héj geometriájával és az 5 feszültség komponenssel. A héj teljes keresztmetszete látszik, a lokális koordináta-rendszer kiválasztható (rétegek, héj, egyes réteg koordináta-rendszere). Maximum eredmény esetén több maximum feltétel lehetséges, melyeket az alábbiak szerint foglaltunk össze:

• Összes komponens maximuma (pl. Minden komponens +): az összes kombináció adott komponensének a pozitív maximumát választja ki a program, a kiválasztott ponton a teljes keresztmetszet mentén az összes rétegre, minden komponensre megjelenítjük a maximum komponenshez tartozó feszültségábrát (ez lehet 5 különböző kombináció).
• Az összes réteg maximuma feszültségenként (pl. Összes réteg, Szigma x'): megkeresi a program az összes kombinációból a legnagyobb x' normál feszültséghez tartozó kombinációt az összes rétegen, és az adott kombináció feszültségeit jeleníti meg
• Réteg maximuma feszültség típusra (pl. 2. réteg, Szigma x+): megkeresi a program a 2. réteg legnagyobb pozitív x normál feszültséghez tartozó kombinációt, és az ehhez tartozó kombináció feszültségeit jeleníti meg

Héj részletes eredményei

Maximum keresés komponensenként időigényes lehet, főleg komplexebb terhelés esetén. Ennek a problémának a kiküszöbölése érdekében a héj maximuma (Válassza ki a rétegelt héjt) lehetőség bekerült a programba, amivel csak a héjat kell kiválasztania.

A részletes eredményekben az alábbi lehetőségek érhetőek el:

Csak maximum eredményeknél kérdezhető le ez az eredmény, a maximum feltétel megegyezik a pontszerű maximum eredményekével, kivéve egy fontos különbséget: a keresést nem egy pontra végzi el a program, hanem megkeresi a maximum kritériumnak megfelelő csomópontot. Az első maximum keresési kritérium (Minden komponens maximuma) alapján az öt feszültség komponens maximuma öt különböző csomópontban lehet (akár öt különböző kombinációból), így ez az eredmény megfelel arra, hogy egy összképet kapjunk a héj feszültségeiről. Ezek a csomópontok megjelennek a sematikus alaprajzi ábrán és a pozíciójukat az ábra mellé kiírjuk. A második (Összes réteg maximuma feszültségenként) és a harmadik (Réteg maximuma feszültségenként) maximum feltételeknél a keresést a feszültségekre végzi el, így az összes feszültség ábra a maximum feltételnek megfelelő pontbeli értékeket ábrázolja. A megjelenítési opciókban az ábra méretarányát és a betűméreteket lehet beállítani.

Lehajlás vizsgálat

Használhatósági határállapotban a rétegelt ragasztott fapanelekre elvégezhető a lehajlásvizsgálat. További információkért lásd a Héj lehajlást.

Tervezés

A rétegelt ragasztott fapanelekre tervezési számítások elvégezhetők Teherbírási kombinációkra, amely elérhető a Fatervezés/RR panel alatt.

Az alábbi ellenőrzések érhetők el:

• Feszültség ellenőrzés EC5 alapján
  •      húzás/nyomás és hajlítás mind szálirányban és arra merőlegesen
  •      keresztirányú nyíró feszültségek és gördülő nyíró feszültségek

       RR panelek esetén ezen ellenőrzések rétegenként végzi el a program (az adott réteg lokális koordináta-rendszerében értelmezve), a tetején és az alján vagy a parabola maximumán keresztirányú nyírófeszültségeknél.

• Interakciók
  •     nyírási interakciók
  •     húzás/nyomás és nyírás

       Az alábbiak az EC5-ben nem szerepelnek, így RR panelek esetén a Felhasználó kiválaszthatja, hogy ezeket az ellenőrzésben figyelembe vegye-e vagy sem.

• Héj kihajlás

        Csak a kihajlási régiókra hajtja végre, aminek nincs 0 kihajlási csökkentő tényezője, azokra a rétegekre amik száliránya 45°-nál kevesebb szöget zár be a kihajlás irányával.

• Csavarás

       Jellemzően falakra alkalmazzuk (síkjában terhelt szerkezeteknél), a ragasztómentes keskeny oldal lehetőséget be kell kapcsolni az Anyag/Alkalmazási körülmények alatt.

Ezek a számítási metódusok különböző szabványok és tudományos cikkek alapján vannak kidolgozva, további részletes információt angol nyelven itt talál. A részletes eredményben a tervezési számítások és a geometria található a mértékadó csomópontokkal.