SkyCiv-Dokumentation

Ihr Leitfaden zur SkyCiv-Software - Tutorials, Anleitungen und technische Artikel

SkyCiv Structural 3D

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  4. Platten

Platten

In this documentation, you will find tutorials on:

  1. Platten
  2. Creating Plates in SkyCiv S3D
  3. Orthotrope Platten
  4. Teller – Knotenkonnektivität

 

Platten

Plates are the two-dimensional elements of a structure most commonly used to model slabs, Wände, und Decks unter aufgebrachter Last.

SkyCiv has powerful meshing and plate analysis capabilities, um Ingenieuren mit 2D-Platten wie Platten und Stützmauern zu helfen. Platten können als beliebiges Material definiert werden, und nach dem Lösen, der Benutzer ist in der Lage, die Schnittgrößen zu erhalten, Drücke, und Durchbiegung dieses Schalenelements. Diese Ergebnisse können in der grafischen Oberfläche angezeigt werden, als CSV-Ergebnisse exportiert, oder im PDF-Format über unsere Analyseberichte.

Plattenanalyse-Skyciv-Durchbiegung-einfach

Klicken Sie hier für weitere Informationen zu Ergebnisse der SkyCiv-Plattenanalyse

Platten erstellen

Platten können erstellt werden (und bearbeitet) über das Formular, das Datenblatt, oder mit der Maussteuerung. So verwenden Sie die Maussteuerung, Stellen Sie sicher, dass Sie sich im Tellermenü befinden. Klicken Sie auf die Knoten – ohne zu ziehen – die den Teller bilden. Klicken Sie ein zweites Mal auf den letzten Knoten, um die Platte zu beenden.

To specify a plate in SkyCiv Structural 3D simply provide values for:

  • Knoten-IDs – Die Knoten, aus denen die Platte besteht. Angegeben durch die durch Kommas getrennten Knotennummern.
  • Plattendicke – Die Dicke der Platte. Für dicke Mindlin-Platten, Es wird empfohlen, dass das Verhältnis von Plattenfläche zu Dicke unter liegt 8.
  • Material-ID – Die ID, mit der das Material der Platte identifiziert wird.

Erweiterte Einstellungen

Die erweiterten Einstellungen für Platten können durch Aktivieren des Kippschalters angezeigt werden. Erweiterte Formularfelder haben blaue Beschriftungen, und beinhalten Optionen für options:

  • Drehung Z. – Die Drehung (in Grad) der Platte um ihre Normalachse (seine lokale Z-Achse).
  • Plattentyp – Die Art des Plattenelements. Mindlin-Platten sind die empfohlene Standardeinstellung. Sie berücksichtigen Schubverformungen, die für dicke Bleche geeignet sind und auf der Mindlin-Reissner-Theorie basieren. Kirchhoff-Platten berücksichtigen keine Schubverformungen, die für dünne Platten geeignet sind.
  • Versatz – Versetzen Sie die Platte senkrecht zu ihrer Ebene. Ähnlich wie bei Mitglieder-Offsets, die Platte ist über starre Verbindungen mit den Knotenpunkten verbunden.
  • Flugzeugstatus – Wählen Sie bei der Analyse Ihrer Platte, ob Sie Plane Stress oder Plane Strain berechnen möchten

Da entsteht ein Teller, es wird als schattierter Bereich mit einer Beschriftung angezeigt. Platten werden durch ihre Plattennummer identifiziert, die standardmäßig in der Mitte der Platte angezeigt wird. Benutzer können das Kennzeichenetikett anklicken und verschieben, wenn sie möchten.

Fehlerbehebung bei Modellen mit mehreren Platten

Manchmal größere Strukturen (oder Strukturen mit mehreren Platten) kann sich aufgrund einer unsachgemäßen Verbindung während der Vernetzungsphase nicht lösen. Wir empfehlen dringend, alle Ihre Platten gleichzeitig zu vernetzen, um solche Probleme zu vermeiden.

Wenn Ihre Struktur mehrere Platten hat und sich nicht lösen lässt, Wir empfehlen, die Struktur auf einmal neu zu vernetzen. Am einfachsten geht das mit:

  1. Wählen Sie Alle (STRG + EIN) und klicken Erweitert – Platten – Plattenvernetzer
  2. Klicken Unmesh um alle Ihre vorhandenen Platten zu entgittern
  3. Wählen Sie alle Platten erneut aus (STRG + EIN) und gehe zurück in den Mesher (Erweitert – Platten – Plattenvernetzer)
  4. Wählen Sie dann aus Unstrukturierte Vierecke
  5. Klicken Sie auf Netz

Die Software vermascht dann alle Ihre Platten in einem Arbeitsgang und stellt so die richtige Konnektivität in Ihrem gesamten Modell sicher. Dies ist die zuverlässigste Methode, da sie sicherstellt, dass benachbarte Platten mit gemeinsamen Knoten verbunden sind.

Beispiel

In diesem Beispiel, Wir werden eine Platte erstellen und einige Stützen anbringen.

1) Plotten Sie die vier Knoten (0,0,0) , (1,0,0) , (1,1,0) und (0,1,0).

Beispiele für Platten
2) Die Platte kann erstellt werden in 4 verschiedene Wege um es schnell und einfach zu machen, basierend auf Ihrer bevorzugten Eingabemethode. Schauen wir uns jeden an.

1. Verwenden des linken Menüs:

zuerst, Platten können in einem Formular erstellt werden, indem Sie auf die Schaltfläche "Platten" klicken’ Menütaste in der linken Navigationsleiste. Angeben 1,2,3,4 als Reihenfolge der Plattenknoten in den „Knoten-IDs“’ Feld. Klicken Sie auf Übernehmen.

Plattenbeispiele 2

2. Rechtsklick:

Markieren Sie die Knoten, die Ihre Platte begrenzen, dann Rechtsklick – Platte hinzufügen. The software will automatically put the nodes in a clockwise direction and apply a plate. Das Hervorheben der Knoten ist einfach mit STRG + Klicken Sie auf Ziehen (in zwei Richtungen) oder STRG + A, um alle Knoten auszuwählen:

3. Verwenden des Datenblatts

Drittens, plates can be created by clicking on the Plates Datasheet. Diese Methode ähnelt der ersten, außer im Tabellenformat. Es ermöglicht Ihnen, viele Platten gleichzeitig anzuzeigen oder zu erstellen. Angeben 1,2,3,4 in den 'Knoten'’ Spalte und klicken Sie auf Übernehmen, um eine Platte zu erstellen. Hinweis, bei der Angabe von Knoten in der Tabelle, Ordne die Knoten so an, wie sie um die Platte herum erscheinen. d.h.. Gehen Sie im oder gegen den Uhrzeigersinn vor, um a zu erstellen “Schnur” der Knoten, aus denen die Platte besteht.

4. Klicken Sie auf Zwischen Knoten:

zuletzt, Platten können mit der Maussteuerung erstellt werden. So verwenden Sie die Maussteuerung, Stellen Sie sicher, dass Sie sich im Menü Teller befinden. Klicken Sie auf die Knoten – ohne zu ziehen – die den Teller bilden. Klicken Sie ein zweites Mal auf den letzten Knoten, um die Platte zu beenden.

Beispiele für Platten 3
3) Anwenden 4 unterstützt, indem Sie auf "Unterstützungen" klicken’ Menütaste, and enter 1,2,3,4 in der 'Knoten-ID'’ Feld.

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So sollte die Platte aussehen:

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Jetzt haben Sie die Platte erstellt, Schauen Sie sich den nächsten Artikel an, um diesem Beispiel zu folgen und Erfahren Sie, wie Sie Ihre Platte ineinandergreifen.

 

Orthotrope Platten

Orthotropic plates can also be added in SkyCiv Structural 3D. In manchen Situationen, Modelle müssen möglicherweise Platten mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften in jeder orthogonalen Richtung enthalten, Das bedeutet, dass der Elastizitätsmodul kein Einzelwert mehr ist, aber es hat einen Wert für jede Richtung. zusätzlich, Eingaben für den Schubmodul in jeder Richtung sind ebenfalls erforderlich.

Um orthotrope Platten hinzuzufügen, Beginnen Sie zunächst mit dem Hinzufügen eines orthotropen Materials (mit Ex, Ey, Gxy, Gxz, Mädchen) unter dem Materialien Menü im erweiterten Bereich, Werte liefern für:

  • Young’s Modulus xModulus of elasticity in the local x-axis
  • Young’s Modulus yModulus of elasticity in the local y-axis
  • Schermodul xy – Schubmodul in der Ebene
  • Schubmodul xz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis xz
  • Schubmodul yz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis yz

Bitte beachten Sie dies, wenn die Werte für orthotropes Material angegeben werden, Young’s Modulus specified as a single value is ignored for the analysis of the plates with the orthotropic material assigned to them.

Hinweis: If not sure about which is the physical direction of each plate’s local axes, Gehen Sie zu den Sichtbarkeitseinstellungen und schalten Sie die um “Lokale Achsen” Wählen Sie die Mitglieder aus, die Sie wiederholen möchten (Weitere Informationen zu den Sichtbarkeitseinstellungen Hier)

Hinzufügen von orthotropen Platten in SkyCiv Structural 3D
Lokale Achsen und Ebenen für Platten in SkyCiv S3D

Teller – Knotenkonnektivität

When modeling complex buildings, there will be a need to include Slabs elements and these can be modeled using Plate Elements according to the sections mentioned above. It is a must to correctly define node connectivity between elements such as beams and plates.

This section is going to show a short example that consists of a Reinforced Concrete one-level building.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

Die modellierten Elemente bestehen aus:

  • Momentenrahmen, um der Schwerkraft und seitlichen Belastungen standzuhalten.
  • Spaltenabmessungen: 500 mmx 500 mm.
  • Beams dimensions: 500 mmx 700 mm.
  • Konkrete Eigenschaften: f’c = 25 Mpa. (ACI-318)

The loads we will include in the model are:

  • Schwerkraftbelastung: Eigengewicht (SW).
  • Seitliche Belastung (LL): eine Linienlast von 5 kN/m angewendet auf Balken in “mit” Richtung.
  • Kombination laden: SW + LL

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Vor dem Ausführen des Solvers, das ist eine lineare statische Analyse, Wir müssen alle Platten einschließlich der damit in Kontakt stehenden Elemente präzise vernetzen.

Um diesen Vernetzungsschritt durchzuführen, zuerst, select all plates (Strg+A), then go to ‘Editand choose ‘Plate’ >> ‘Plate Mesher’ >> ‘Types of Elements: Unstrukturierte Vierecke’ and define a very fine granularity option using the slider or defining a small physical size to the mesh. Wir empfehlen die neueste mit 0,8m Größe.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

With a finer mesh, we can improve connectivity and avoid some issues in our structural models. Siehe nächstes Bild

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Schließlich, running analysis we can see that the lateral load has been transferred in an excellent way.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

How to solve plate-node connectivity issues in your model?

If you have poor connectivity between members in your model, es wird notwendig sein, sie zu verbessern, in den meisten Fällen, Ändern einiger Mesh-Eigenschaften. Im nächsten Beispiel erfahren Sie, wie Sie den Fix eines Modells ansprechen.

Die folgenden Bilder zeigen eine Abfolge von Schritten zur Analyse eines Stahlbetontunnels.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity Plate structure, modeling plates Plate structure, modeling plates

The first and second images are the structural model and a very poor mesh with a horizontal load, beziehungsweise. Wenn wir die Analyse durchführen, ohne das Modell anzupassen, we will obtain elements overlapping themself. This can be confirmed by looking at the red rectangle in the third image.

Um dieses Problem zu beheben, Es ist erforderlich, das Netz für alle Platten anzupassen. Go through the next step:

  • Select all plates withctrl + EIN” and filter by plates (Filter options can be accessed by right click while elements are selected).
  • Go to Edit >> Platten >> Plattenvernetzer >> In der Menüleiste auf der linken Seite “Unmesh” to clean the plates from the irregular mesh (This option also can be used by right click and then ‘Unmesh’).
  • Wählen Sie erneut alle Platten aus und gehen Sie zu “Plattenvernetzer” wie wir es zuvor getan haben, um diese Elemente korrekt zu vernetzen.
  • Ändern Sie den Typ der Elemente im Fenster Plate Mesher in “Unstrukturierte Vierecke” und definieren Sie eine physische Größe von 0,4 m (L/10).
  • Wenden Sie das Netz an. Wir erhalten ein Ergebnis wie unten gezeigt.

Plate structure, modeling plates

  • Schließlich, run the analysis and observe how a correct mesh improves the result mainly by connecting well all nodes and elements. Plate structure, modeling plates

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Verweise:

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