Documentazione SkyCiv

La tua guida al software SkyCiv - tutorial, guide pratiche e articoli tecnici

SkyCiv Structural 3D

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Piatti

In questa documentazione, troverai tutorial su:

  1. Piatti
  2. Creazione di lastre in SkyCiv S3D
  3. Piastre ortotropiche
  4. Piatto – Connettività del nodo

 

Piatti

Le lastre sono gli elementi bidimensionali di una struttura più comunemente utilizzati per modellare le lastre, pareti, e impalcati sottoposti a carichi applicati.

SkyCiv ha potenti capacità di meshing e analisi delle lastre, per aiutare gli ingegneri con lastre 2D come solai e muri di sostegno. Le piastre possono essere definite come qualsiasi materiale, e dopo aver risolto, l'utente è in grado di ottenere le forze interne, pressioni, e la deflessione di questo elemento shell. Questi risultati possono essere visualizzati nell'interfaccia grafica, esportati come risultati CSV, o in formato PDF tramite i nostri rapporti di analisi.

piastra-analisi-skyciv-deflessione-semplice

Clicca qui per maggiori informazioni su Risultati dell'analisi della piastra SkyCiv

Creazione di piatti

I piatti possono essere creati (e modificato) tramite il modulo, la scheda tecnica, o usando i controlli del mouse. Per usare i controlli del mouse, assicurati di essere nel menu dei piatti. Fare clic sui nodi – senza trascinare – che formano il piatto. Fare clic sull'ultimo nodo una seconda volta per terminare il piatto.

Per specificare una targa in SkyCiv Structural 3D fornire semplicemente valori per:

  • ID nodo – I nodi che compongono il piatto. Specificato dai numeri di nodo separati da virgole.
  • Spessore della piastra – Lo spessore della piastra. Per piatti Mindlin spessi, si raccomanda che il rapporto tra l'area della piastra e lo spessore sia inferiore 8.
  • ID materiale – L'ID utilizzato per identificare il materiale della piastra.

Impostazioni avanzate

Le Impostazioni avanzate per i piatti possono essere visualizzate attivando il relativo interruttore a levetta. I campi del modulo avanzato hanno etichette blu, e includi opzioni per:

  • Rotazione Z – La rotazione (in gradi) della piastra attorno al suo asse normale (its local Z-axis).
  • Tipo di piastra – Il tipo di elemento piatto. Le piastre Mindlin sono l'impostazione predefinita consigliata. Tengono conto delle deformazioni di taglio che sono appropriate per le piastre spesse e si basano sulla teoria di Mindlin-Reissners. Le piastre di Kirchhoff non considerano le deformazioni di taglio che sono adatte per le piastre sottili.
  • Compensare – Spostare la piastra perpendicolarmente al suo piano. Simile agli offset dei membri, la piastra è collegata alle posizioni dei nodi mediante collegamenti rigidi.
  • Stato dell'aereo – Scegli se calcolare Plane Stress o Plane Strain durante l'analisi della tua lastra

Come viene creato un piatto, apparirà come una regione ombreggiata con un'etichetta. Le lastre sono identificate dal loro numero di targa che appare al centro della targa per impostazione predefinita. Gli utenti possono fare clic e spostare l'etichetta del numero di targa se lo desiderano.

Risoluzione dei problemi dei modelli con piastre multiple

Sometimes larger structures (o strutture con più piastre) potrebbe non risolversi a causa di una connettività errata durante la fase di meshing. Consigliamo vivamente di combinare tutti i piatti contemporaneamente per evitare problemi come questo.

Se la tua struttura ha più piastre e non riesce a risolvere, si consiglia di ricomporre la struttura tutta in una volta. Il modo più semplice per farlo è:

  1. Seleziona tutto (CTRL + UN) and Click Avanzato – Piatti – Plate Mesher
  2. Clic Unmesh per sganciare tutti i tuoi piatti esistenti
  3. Seleziona di nuovo tutti i piatti (CTRL + UN) e torna nel Mesher (Avanzato – Piatti – Plate Mesher)
  4. Then select Quadrilateri non strutturati
  5. Fare clic su Mesh

Il software integrerà quindi tutte le tue lastre in una volta sola, garantendo una connettività adeguata in tutto il tuo modello. Questo è il metodo più affidabile in quanto garantisce che le placche adiacenti siano collegate con nodi comuni.

Esempio

In questo esempio, creeremo un piatto e applicheremo dei supporti.

1) Traccia i quattro nodi (0,0,0) , (1,0,0) , (1,1,0) e (0,1,0).

Plates examples
2) Il piatto può essere creato in 4 diversi modi per renderlo facile e veloce, in base al metodo di input preferito. Diamo un'occhiata a ciascuno.

1. Utilizzo del menu a sinistra:

in primo luogo, i piatti possono essere creati in un modulo facendo clic sul pulsante "Piatti"’ pulsante menu sulla barra di navigazione a sinistra. Specificare 1,2,3,4 come l'ordine dei nodi della piastra in "Node IDs"’ campo. Fare clic su Applica.

Plate examples 2

2. Fare clic con il tasto destro:

Evidenzia i nodi che legheranno il tuo piatto, then right-click – Aggiungi piatto. The software will automatically put the nodes in a clockwise direction and apply a plate. Evidenziare i nodi è facile con CTRL + Fare clic su trascina (in due direzioni) o CTRL + A per selezionare tutti i nodi:

3. Utilizzando il foglio dati

In terzo luogo, plates can be created by clicking on the Plates Datasheet. Questo metodo è simile al primo, tranne in formato tabellare. Ti permette di visualizzare o creare più piatti contemporaneamente. Specificare 1,2,3,4 nei "Nodi"’ colonna e fare clic su Applica per creare un piatto. Nota, quando si specificano i nodi nella tabella, ordina i nodi come appaiono intorno al piatto. vale a dire. andare in senso orario o antiorario per creare a “corda” di nodi che compongono il piatto.

4. Fare clic tra i nodi:

infine, i piatti possono essere creati utilizzando i controlli del mouse. Per usare i controlli del mouse, assicurati di essere nel menu Piatti. Fare clic sui nodi – senza trascinare – che formano il piatto. Fare clic sull'ultimo nodo una seconda volta per terminare il piatto.

Plates examples 3
3) Applicare 4 supporti facendo clic su "Supporti"’ pulsante menu, and enter 1,2,3,4 nell'"ID nodo"’ campo.

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Ecco come dovrebbe essere il piatto:

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Now you have the plate created, controlla il prossimo articolo per seguire questo esempio e impara come ingranare il tuo piatto.

 

Piastre ortotropiche

Orthotropic plates can also be added in SkyCiv Structural 3D. In alcune situazioni, i modelli potrebbero dover includere piastre con diverse proprietà meccaniche in ciascuna direzione ortogonale, il che significa che il modulo di elasticità non è più un singolo valore, ma ha un valore per ogni direzione. Inoltre, è richiesto anche l'input per il modulo di taglio in ciascuna direzione.

Per aggiungere placche ortotrope, prima inizia aggiungendo un materiale ortotropo (con Ex, ehi, Gxy, Gxz, Ragazza) sotto il materiale menu nella sezione avanzata, fornendo valori per:

  • Young’s Modulus xModulus of elasticity in the local x-axis
  • Young’s Modulus yModulus of elasticity in the local y-axis
  • Modulo di taglio xy – Modulo di taglio nel piano
  • Modulo di taglio xz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis xz
  • Modulo di taglio yz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis yz

Si prega di tenere presente che quando vengono forniti i valori per il materiale ortotropo, Young’s Modulus specified as a single value is ignored for the analysis of the plates with the orthotropic material assigned to them.

Nota: If not sure about which is the physical direction of each plate’s local axes, vai alle impostazioni di visibilità e attiva il “Assi locali” opzione (maggiori informazioni sulle impostazioni di visibilità Qui)

Aggiunta di piastre ortotropiche in SkyCiv Structural 3D
Assi locali e piani per lastre in SkyCiv S3D

Piatto – Connettività del nodo

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

 

Gli elementi modellati sono costituiti:

  • Telai Moment per resistere alla gravità e ai carichi laterali.
  • Dimensioni colonne: 500 mm x 500 mm.
  • Beams dimensions: 500 mm x 700 mm.
  • Proprietà del calcestruzzo: f’c = 25 Mpa. (ACI-318)

The loads we will include in the model are:

  • Carico di gravità: il proprio peso (SW).
  • Carico laterale (LL): un carico di linea di 5 kN/m applicato alle travi in “con” direzione.
  • Combinazione di carico: SW + LL

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Prima di eseguire il risolutore, che è un'analisi statica lineare, dobbiamo meshare con precisione tutte le piastre compresi gli elementi a contatto con esse.

Per eseguire questo passaggio di mesh, primo, select all plates (ctrl+A), then go to ‘Editand choose ‘Plate’ >> ‘Plate Mesher’ >> ‘Types of Elements: Quadrilateri non strutturati’ e definire un'opzione di granularità molto fine usando il cursore o definendo una piccola dimensione fisica per la mesh. Consigliamo l'ultimo con una dimensione di 0,8 m.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

With a finer mesh, we can improve connectivity and avoid some issues in our structural models. Vedi l'immagine successiva

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

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

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

Come risolvere i problemi di connettività plate-node nel tuo modello?

Se hai una scarsa connettività tra i membri nel tuo modello, sarà necessario migliorarli, nella maggior parte dei casi, modifica di alcune proprietà della mesh. Imparerai nel prossimo esempio come affrontare la correzione di un modello.

Le immagini seguenti sono una sequenza di passaggi per analizzare un tunnel in cemento armato.

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

La prima e la seconda immagine sono il modello strutturale e una maglia molto povera con un carico orizzontale, rispettivamente. Se eseguiamo l'analisi senza modificare il modello, otterremo elementi sovrapposti tra loro. Ciò può essere confermato osservando il rettangolo rosso nella terza immagine.

Per risolvere questo problema, è necessario regolare la maglia per tutte le piastre. Esegui il passaggio successivo:

  • Seleziona tutti i piatti con “Ctrl + UN” e filtrare per piastre (È possibile accedere alle opzioni di filtro facendo clic con il pulsante destro del mouse mentre gli elementi sono selezionati).
  • Vai a Modifica >> Piatti >> Piastra Mesher >> dovresti sentirti pronto per affrontare progetti molto più grandi e complessi “Unmesh” to clean the plates from the irregular mesh (This option also can be used by right click and then ‘Unmesh’).
  • Select again all plates and go to “Piastra Mesher” as we did before to correctly mesh these elements.
  • Change the type of elements in the Plate Mesher window to “Quadrilateri non strutturati” and define a physical size of 0.4m (L/10).
  • Apply the mesh. We will obtain a result as shown below.

Plate structure, modeling plates

  • Finalmente, 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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