Beim Modellieren einer Struktur in SkyCiv Structural 3D, Stäbe und Verbindungen werden mit Knoten und Linien für Stäbe vereinfacht. Diese Linien zwischen Knoten verlaufen der Einfachheit und Kontinuität halber immer durch den Schwerpunkt jedes Mitglieds. In Wirklichkeit, Situationen entstehen, wenn die auf einen Stab wirkende Last nicht durch seinen Schwerpunkt gerechtfertigt werden kann, Dies ist eine exzentrische Belastung. Ingenieure müssen bei der Konstruktion von Bauteilen aufgrund der zusätzlichen Querschnittsrotation an exzentrische Lasten denken, oder Drehung, können, und höchstwahrscheinlich wird, den Grenzzustand des Querschnitts beeinflussen.
Beispielsweise: eine Punktlast auf einer auskragenden Decke von oben, oder eine hängende Last von der Seite eines Balkens, die an Steifen befestigt ist. Eine einfache Grafik exzentrischer Belastungen und deren Interpretation ist in Abbildung dargestellt 1.
Zahl 1: Beispiel einer exzentrischen Belastung auf einem I-förmigen Querschnitt
Quelle: http://manual.midasuser.com
Schauen wir uns ein Beispiel in SkyCiv Structural 3D an und wenden eine exzentrische Punktlast auf zwei verschiedene Arten an. Zuerst, Nehmen wir an, wir haben einen W14x22-Balken 15 Fuß lang mit einer exzentrischen Punktlast in der Mitte der Spannweite von 10 Kips, Schauspielkunst 12 Zentimeter vom Schwerpunkt entfernt. Wir gehen davon aus, dass die Last nach unten wirkt (-Y-Richtung) und zur linken Seite (+Z-Richtung) des Mitglieds. Ebenfalls, wir gehen davon aus, dass das Eigengewicht ausgeschaltet ist, der Einfachheit halber.
Beim Modellieren eines einzelnen Stabs, Stellen Sie sicher, dass Ihre Stützen korrekt sind, wenn Sie eine exzentrische Last modellieren. Die Analyse wird nicht ausgeführt, wenn beide Stützen Ihres Trägers als 3D-Stifte festgelegt sind, da keine Stütze der Drehung des Querschnitts widersteht. In unserem Fall, Die weiter vom Ursprung entfernte Stütze ist nur ein 2D-Stift, der eine Drehung in X- und Y-Richtung ermöglicht, kommt von vertikaler und horizontaler Ablenkung. Werfen wir einen Blick auf unser Beispielelement im Bereich 3D-Modellierung:
Jetzt, Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden. Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden 1, Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden:
\({P.} = {10} [object Window])
\({e} = 12 Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden 1 [object Window])
Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden 1: Berücksichtigung von Exzentrizität durch Anwenden eines Moments
Wie in Abbildung gezeigt 1, Wir können die Exzentrizität der Last berücksichtigen, indem wir ein zusätzliches Moment am Schwerpunkt des Stabs anwenden. Dieses Moment wird gefunden, indem man die Punktlast multipliziert mit dem Momentenarm nimmt, oder “e”. Wir müssen noch die Punktlast selbst berücksichtigen, also wird es geben (2) Lasten am identifizierten Ort.
In unserem Fall:
\({M.} = {P.}*{e}\)
\({M.} = 10 Kips * 1 Fuß = 10 kip-ft)
Wie erwähnt, Dieses Moment wird nun an der gleichen Stelle entlang des Stabes aufgebracht wie die exzentrische Punktlast. SkyCiv erkennt ein positives Moment als gegen den Uhrzeigersinn um die angewendete Achse, was in unserem Fall um die globale X-Achse liegt. Siehe Abbildung 3 dieser in SkyCiv 3D angewendeten Lasten:
Zahl 3: Modellierung der exzentrischen Belastung durch Aufbringen eines zusätzlichen Moments
Sie sollten sehen, dass Lasten, die generiert und angewendet werden konnten, im 3D-Modell angezeigt werden 2: Verwendung starrer Verbindungen
Eine andere Methode besteht darin, starre Verbindungen zu verwenden. Starre Verbindungen werden als imaginäre Elemente betrachtet, die sich mit dem, womit sie verbunden sind, drehen und verschieben. Sie weichen zwischen ihren Knoten nicht aus und sind vollkommen steif. Starre Verbindungen werden im 3D-Modellierungsbereich als hellgrau gekennzeichnet und haben ein “R.” neben ihnen, wie in Abbildung gezeigt 4. Denn sie werden eher zum Verbinden von Elementen und Lasten verwendet, Sie benötigen eine Größen- oder Abschnitts-ID.
Für unser Beispiel, Knoten 6 befindet sich in der Mitte des Stabs. Knoten 5 an der gleichen X-Koordinate liegt, aber 1.0 Fuß in der +Z-Richtung; Knoten 5 ist der tatsächliche Ort der exzentrischen Belastung.
Stab zwischen den beiden Knoten erstellen/zeichnen, und weisen Sie es als starre Verbindung zu. Sie können dies tun, indem Sie auf drücken Fortgeschrittene Schalter im Mitgliederfenster, dann gehe zu Art und ändern Sie es zu Starre Verbindung. Einmal aufgetragen, das Mitglied sollte wie oben beschrieben aussehen. Mit einem Ende, das den tatsächlichen Ort der exzentrischen Belastung anzeigt, und dem anderen Ende, das in senkrechter Richtung mit dem Bauteil verbunden ist, Die Last kann endlich aufgebracht werden. Dies ist in Abbildung dargestellt 4; der rote Pfeil zeigt auf die starre Verbindung:
Zahl 4: Verwendung einer starren Verbindung zur Berücksichtigung der Exzentrizität einer Punktlast
Abschließender Vergleich und Analyse:
Lassen Sie uns eine lineare statische Analyse durchführen und uns die Ergebnisse ansehen. Wir sollten die Abwärtskraft von sehen 10 kippt zusätzlich zu einer Torsionskomponente an der Belastungsstelle. Beide
Zahl 5: Beide Belastungszustände für exzentrische Belastung
Zuerst, Schauen wir uns die Reaktion und die Momentergebnisse an (Zahl 6):
Zahl 6: Reaktionen und Momentergebnisse für beide Methoden
Wie erwartet sehen wir, was wir von der gleichen Last und Position entlang des Stabs erwarten würden, sondern durch den Schwerpunkt.
Anschließend, wegen der Exzentrizität, wir können beobachten, dass beide Mitglieder das gleiche Ergebnis liefern und zeigen, dass das Mitglied es ist AUCH Torsion erfahren (Zahl 7):
Zahl 7: Ergebnisse der Torsionsanalyse für beide Methoden
Statiker
BEng (Bürgerlich)
