Εισαγωγή
Οι δομές θερμοκηπίου είναι σχετικά απλές και ελαφριές κατασκευές που χρησιμοποιούνται συχνά στις γεωργικές εξελίξεις για την προστασία των φυτών από ακραίες καιρικές συνθήκες, ειδικά κατά τη χειμερινή περίοδο. Το επιλεγμένο υλικό είναι συνήθως χάλυβας ή αλουμίνιο. Σε αυτό το σεμινάριο, θα σας δείξουμε πώς να μοντελοποιήσετε μια δομή θερμοκηπίου χρησιμοποιώντας Λογισμικό δομικής ανάλυσης SkyCiv.
Δομική συμπεριφορά
Ένα θερμοκήπιο αποτελείται συνήθως από οριζόντιες τεγίδες, πρωταρχικός δοκάρια, κάθετοι στύλοι, και τελικά συστήματα στήριξης. Οι τεγίδες χρησιμοποιούνται για τη διανομή των κατακόρυφων φορτίων καθώς και των φορτίων ανέμου προς τα πάνω και προς τα μέσα που ενεργούν στην οροφή στις πρωτεύουσες δοκούς.. Γι 'αυτό το λόγο, Οι συνδέσεις ροπής χρησιμοποιούνται συνήθως για τη σύνδεση τεγίδων και πρωτευόντων δοκών. Οι κύριες δοκοί μεταφέρουν τα κατακόρυφα και πλευρικά φορτία στις κάθετες θέσεις, που ενεργούν με παρόμοιο τρόπο όπως οι κολώνες στα κτίρια. Οι στύλοι πρέπει να μπορούν να μεταφέρουν τα φορτία στο έδαφος χωρίς να λυγίζουν. Σε περιπτώσεις σχετικά μεγάλων θερμοκηπίων για τη σταθερότητα της δομής στο σύνολό της και προκειμένου να περιοριστούν οι πλευρικές μετατοπίσεις, Χρησιμοποιούνται συχνά συστήματα στήριξης, αποτελείται από μέλη δοκών (συνήθως με τη μορφή Χ).
Πτυχές μοντελοποίησης χρησιμοποιώντας το SkyCiv
Για την αριθμητική μοντελοποίηση των διαφορετικών δομικών μελών, Το SkyCiv προσφέρει μια ποικιλία επιλογών τόσο για διατομές όσο και για οριακές συνθήκες. Οι κάθετες θέσεις είναι συνήθως καρφιτσωμένες στη βάση τους (FFFFRR) και συνεχής στη σύνδεση με πρωτεύουσες δοκούς στην κορυφή (FFFFFF). Τα διαγώνια μέλη του συστήματος στήριξης, αν υπάρχει, καρφώνονται και στα δύο άκρα και επομένως μπορούν να λάβουν μόνο αξονικές παραμορφώσεις. Αφ 'ετέρου, Οι τεγίδες και οι πρωτογενείς δοκοί μπορούν επίσης να λάβουν ροπές κάμψης και διατμητικές δυνάμεις.
Αυτό το παράδειγμα δείχνει την απόκριση ενός θερμοκηπίου με 30 κόμβοι και 35 τα μέλη υπέστησαν αιολική φόρτωση στο Χ μόνο κατεύθυνση (αποκλείεται το αυτο-βάρος). Το επιλεγμένο υλικό είναι δομικός χάλυβας. Για τις τεγίδες ένα ορθογώνιο κοίλο τμήμα RHS 100 Χ 50 Χ 3.0 χρησιμοποιείται ενώ για τις πρωτεύουσες δοκούς χρησιμοποιείται ένα τμήμα καναλιού και γωνίες. Για τα διαγώνια μέλη, υιοθετούνται γωνιακές τομές. Κατά τον ορισμό των μελών του ζευκτόν, η ροπή κάμψης απελευθερώνεται και στα δύο άκρα (FFFFRR) επιλέγοντας "Δίσκος" αντί "Πλαίσιο" κάτω από το πλαίσιο κειμένου Αναγνωριστικό μέλους.
Φιγούρα 1: Δομικά μέλη, συμπεριλαμβανομένων τελικών απελευθερώσεων και κατανεμημένων φορτίων ανέμου στο θερμοκήπιο.
Αποτελέσματα σε παγκόσμιο και τοπικό επίπεδο
Το SkyCiv καθιστά δυνατή την οπτικοποίηση του αποτελέσματος της ανάλυσης τόσο τοπικά σε όρους τάσεις και μετατοπίσεις κόμβων όσο και σε παγκόσμιο επίπεδο όσον αφορά τις εσωτερικές δυνάμεις. Στη συνέχεια απεικονίζεται ένα στιγμιότυπο του διαγράμματος ροπής κάμψης με τη μορφή κλασικού διαγράμματος, με τους οποίους οι περισσότεροι μηχανικοί είναι εξοικειωμένοι. Μπορεί να φανεί ότι η μέγιστη ροπή είναι μάλλον χαμηλή (0.6 kNm).
Φιγούρα 2: Διάγραμμα ροπής κάμψης της δομής του θερμοκηπίου.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει το παραμορφωμένο σχήμα της δομής που αναλύθηκε καθώς και τις μετατοπίσεις κόμβων στο Χ κατεύθυνση. Σημειώστε ότι η μέγιστη μετατόπιση είναι το αποτέλεσμα των μετακινήσεων παράλληλων προς Χ, και, και με κατευθύνσεις και συνεπώς είναι μεγαλύτερη από την οριζόντια μετατόπιση κόμβου του πλαισίου στο Χ κατεύθυνση.
Φιγούρα 3: Παραμορφωμένο σχήμα του θερμοκηπίου υπό φορτία ανέμου.
Στο παρακάτω στιγμιότυπο το αξονικές δυνάμεις που ενεργούν στα διαφορετικά μέλη μπορούν να θεωρηθούν ως βέλη. Η ένταση απεικονίζεται σε κόκκινο χρώμα (βέλη που δείχνουν μακριά από τον κόμβο ενδιαφέροντος) ενώ η συμπίεση εμφανίζεται σε μπλε χρώμα (βέλη που δείχνουν προς τον κόμβο του ενδιαφέροντος). Μπορεί να φανεί ότι οι κατακόρυφοι στύλοι του πίσω και τα οριζόντια μέλη που συνδέουν την πίσω όψη του θερμοκηπίου με την μπροστινή όψη είναι τα πιο φορτωμένα μέλη. Τα διαγώνια μέλη λαμβάνουν επίσης σημαντικές αξονικές δυνάμεις. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα μέλη που υπόκεινται σε συμπίεση πρέπει πάντα να επαληθεύονται για λυγισμό. Αυτό μπορεί επίσης να αναλυθεί στο SkyCiv εκτελώντας ένα Ανάλυση λυγισμού. Σε αυτό το παράδειγμα το μέγιστο συμπιεστικό φορτίο είναι μάλλον μικρό (8.7 ΚΝ).
Φιγούρα 4: Αξονικές δυνάμεις που δρουν στα δομικά μέλη του θερμοκηπίου υπό φορτία ανέμου.
Αυτό το τελευταίο στιγμιότυπο απεικονίζει ένα άλλο ευέλικτο χαρακτηριστικό του SkyCiv, το οποίο είναι να απεικονίζει την έξοδο της δομής σε 3D χρησιμοποιώντας χρώματα για να υποδείξει τοποθεσίες όπου επιτυγχάνονται οι μέγιστες τιμές του συντελεστή γραφικής παράστασης. Εδώ το άγχος για κάμψη για το με εμφανίζεται η κατεύθυνση. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι οι τεγίδες είναι τα μέλη με τα περισσότερα έντονα άγχος αλλά το μέγιστο άγχος είναι 57.7 MPa, που σημαίνει ότι η δομική ασφάλεια είναι εγγυημένη. Ο χρήστης είναι πάντα ελεύθερος να τροποποιεί το δομικό σύστημα έτσι ώστε η δομή να πληροί όλες τις δομικές και μη δομικές απαιτήσεις (για παράδειγμα διαθέσιμο χώρο).
Φιγούρα 5: 3D οπτικοποίηση με χρώμα της έντασης των τάσεων κάμψης γύρω από τον άξονα z.
SkyCiv Structural 3D
Ελπίζω αυτό το σεμινάριο να σας βοήθησε να κατανοήσετε τη διαδικασία μοντελοποίησης ενός θερμοκηπίου. Εγγραφείτε σήμερα για να ξεκινήσετε το έργο σας!
