Membri continui vs. Membri normali – quando usare ciascuno

introduzione

Questo articolo esplorerà uno sguardo approfondito su come i membri (o elementi) connettersi tra loro tramite nodi e come viene gestito in SkyCiv Solver. I nodi segnano un punto di connettività tra i membri, sono la separazione delle matrici di rigidezza.

I membri possono essere di diversi tipi. Infatti, Structural 3D ha attualmente un totale di 6 tipi di membri. Al momento, esamineremo i due tipi di aste poiché si tratta di tipi di aste fondamentali per la modellazione in generale. Esistono due tipi di aste principali in Structural 3D: membri normali e continui. Questa discussione sarà più approfondita su come entrambi sono gestiti dal risolutore SkyCiv, così come i vantaggi di utilizzare l'uno dall'altro.

Membri normali

I membri normali sono elementi che vengono trattati "normalmente".’ nel senso che i membri sono analizzati in senso tradizionale.

tradizionalmente, analisi agli elementi finiti (BRUTTA) i solutori funzionano utilizzando il metodo della rigidezza diretta. In base ai carichi applicati e alla rigidezza degli elementi nella struttura, lo spostamento della struttura può essere risolto come mostrato nella seguente equazione:

\(D=RE)

Dove:

\(Q=\) vettore di rigidità

\(K=\) matrice di rigidezza globale (assemblato dalla matrice di rigidità di ciascun membro)

\(D=\) vettore di spostamenti nodali sconosciuti che sono sconosciuti e da risolvere

SkyCiv Structural 3D applica queste formule al modello e ottiene i risultati da ogni nodo e membro.

Continuo

I membri continui in Structural 3D sono un tipo di membro che consente la connettività tra due nodi a un nodo(S) che non ha una connessione nodale al membro. Le connessioni di nodo si verificano quando un nodo viene assegnato per connettere due o più membri.

Nel caso illustrato di seguito, i nodi chiaramente non sono collegati in quanto i due membri non condividono un nodo comune. Realisticamente dovrebbero essere collegati perché il nodo del secondo membro (colonna) è lungo il percorso del primo membro (trave).

L'elemento che devia di più nell'immagine sottostante è selezionato come "Normale".’ membro, quindi non riconosce la colonna per tutta la sua lunghezza. Cambiare il membro in 'Continuo’ Volere “Collegare” il membro lungo alla colonna, che è il caso per gli altri due membri che mostrano una deflessione limitata.

Vantaggi e svantaggi di ciascun tipo di membro

Membri normali

È più probabile che i modelli costruiti con aste normali siano compatibili con software di analisi strutturale di terze parti. Poiché altri programmi potrebbero non supportare aste continue nel modo in cui Structural 3D lo implementa, i risultati forniti potrebbero non essere corretti.

È importante verificare che non vi siano aste continue nel modello prima di esportarlo.

In termini di analisi, poiché il membro è suddiviso in membri semplici, il numero di punti di valutazione nel modello è maggiore rispetto ai membri continui che portano lo stesso numero di punti di valutazione su due o più intervalli, rendendo i risultati meno dettagliati. È possibile aumentare il numero di punti di valutazione nelle Impostazioni generali del risolutore, ma poiché questo controlla i punti di valutazione per tutti i membri, l'analisi potrebbe essere più lunga. Questo può essere uno svantaggio quando si lavora con strutture grandi e complesse.

Membri Continuativi

Membri continui, d'altro canto, sono molto utili quando si tratta di aumentare l'efficienza nella modellazione. Le aste continue riducono il numero di aste necessarie per realizzare un modello simile con aste normali. Ciò influisce direttamente sulla quantità di carichi che saranno presenti nel progetto. ad esempio, Caricamento di un membro continuo con un carico distribuito rispetto al caricamento di ogni membro normale con un carico distribuito.

Per quanto riguarda l'analisi, la riduzione del numero di membri riduce il disordine e facilita l'interpretazione e la presentazione dei risultati. Avere meno membri riduce la quantità di elementi del modello successivi nel progetto, rendendo più facile vedere il comportamento dei membri. Per esempio, con membri continui, puoi controllare il comportamento su un intervallo più ampio, piuttosto che una combinazione di aste normali nello stesso intervallo.

Quando si tratta di progettare, gli elementi continui sono ottimi per le travi in ​​cemento armato poiché sono destinati a comportarsi in modo monolitico. Poiché una campata di solito non cambia la sua sezione trasversale nel mezzo, è anche utile per identificare la sezione di acciaio richiesta per una particolare campata. Per esempio, le aste continue sono quasi sempre consigliate quando si progettano travi o aste che le incorniciano, cioè, intelaiatura del pavimento o del tetto.