前書き
温室の構造は比較的シンプルで軽量な構造で、極端な気象条件から植物を保護するために農業開発でよく使用されます, 特に冬のシーズン中. 選択された材料は通常鋼またはアルミニウムです. このチュートリアルでは, を使用して温室構造をモデル化する方法を紹介します。 SkyCiv構造解析ソフトウェア.
構造的挙動
温室は通常、水平母屋で構成されています, 主要な ビーム, 垂直支柱, そして最終的にブレースシステム. 棟木は、屋根に作用する垂直方向の荷重と、上向きおよび内向きの風荷重を一次梁に分散するために使用されます。. このために, モーメント接続は通常、棟木と一次梁を接続するために使用されます. 一次ビームは、垂直および横方向の荷重を垂直ポストに伝達します, 建物の柱と同じように機能します. 支柱は、座屈することなく荷重を地面に伝達できる必要があります。. 全体としての構造の安定性のため、および横方向の変位を制限するために、比較的大きな温室の場合, ブレーシングシステムがよく使用されます, トラス部材で構成 (通常は X の形で).
SkyCivを使用したモデリングの側面
さまざまな構造部材の数値モデリング用, SkyCivは、断面と境界条件の両方にさまざまなオプションを提供します. 垂直ポストは通常、ベースに固定されています (FFFFRR) 上部の一次ビームとの接続で連続 (FFFFFF). ブレース システムの斜め部材, 存在する場合, 両端が固定されているため、軸方向の変形のみを受けることができます. 一方, 棟木と一次梁も曲げモーメントとせん断力を受けることができます.
この例は、温室の応答を示しています。 30 ノードと 35 風荷重を受ける部材 バツ 方向のみ (自重は除く). 選択された材料は構造用鋼です. 母屋の場合、長方形の中空セクション RHS 100 バツ 50 バツ 3.0 が使用され、一次ビームにはセクション チャネルとアングル セクションが使用されます. 対角メンバーの場合, 角断面を採用. トラス部材を定義する場合, 曲げモーメントは両端で解放されます (FFFFRR) メンバー ID テキストボックスの下の「フレーム」ではなく「トラス」を選択する.
図 1: 温室のエンドリリースと分散風荷重を含む構造部材.
グローバルおよびローカルレベルでの結果
SkyCiv は、応力と節点変位の観点から局所的に、また内力の観点からグローバルに、分析出力を視覚化することを可能にします。. 以下に、曲げモーメント図のスナップショットを古典的な図形式で示します。, ほとんどのエンジニアが精通している. 最大モーメントがかなり低いことがわかります (0.6 kNm).
図 2: 温室構造の曲げモーメント図.
次の図は、解析された構造の変形形状とノードの変位を示しています。 バツ 方向. 最大変位は、平行な変位の合力であることに注意してください。 バツ, そして, そして と したがって、フレームのノードの水平方向の変位よりも大きくなります。 バツ 方向.
図 3: 風荷重下での温室の変形形状.
次のスナップショットでは、 軸力 異なるメンバーに作用することは、矢印として見ることができます. 緊張感を赤色で表現 (対象のノードから離れる方向の矢印) 圧縮は青色で表示されます (対象のノードを指す矢印). 背面の垂直支柱と、温室の後面と前面をつなぐ水平部材が最も負荷のかかる部材であることがわかります。. 斜めの部材も大きな軸力を受ける. 圧縮を受ける部材は、常に座屈を検証する必要があることに注意してください。. これもSkyCivで実行して分析できます 座屈解析. この例では、最大圧縮荷重はかなり小さいです (8.7 kN).
図 4: 風荷重下で温室の構造部材に作用する軸力.
この最後のスナップショットは、SkyCiv の別の用途の広い機能を示しています。これは、色を使用して 3D で構造出力を視覚化し、プロットされた因子の最大値が達成される場所を示します。. ここで曲げ応力は と 方向が表示されます. 母屋が最も大きな応力を受けるメンバであることが観察できますが、最大応力は 57.7 MPa, これは、構造上の安全性が保証されていることを意味します. ユーザーは、構造がすべての構造的および非構造的要件を満たすように、構造システムをいつでも自由に変更できます。 (たとえば、利用可能なスペース).
図 5: 3D z 軸周りの曲げ応力の強さを色で視覚化.
SkyCiv構造3D
このチュートリアルが、温室のモデル化のプロセスを理解するのに役立つことを願っています. 今すぐサインアップしてプロジェクトを開始しましょう!
