Oppervlaktebelastingen in eenrichtings- en tweerichtingssystemen
Oppervlaktebelastingen in eenrichtings- en tweerichtingssystemen
Wanneer u een structuur ontwerpt om een plaat te ondersteunen, het is belangrijk om te bedenken hoe de plaat zijn belasting overbrengt op de structurele elementen. Dit wordt over het algemeen bepaald door het zijriviergebied van de plaat. Het zijriviergebied legt uit hoeveel van de plaat wordt ondersteund door een bepaalde balk.
In uw model, u zou kunnen overwegen om een plaatelement toe te voegen om de plaat te modelleren. Echter, bij het overwegen van de geschiktheid van uw balken, balken, en liggers, dit is misschien niet gepast. Wanneer lasten worden overgedragen van plaat naar knooppunten (geen interactie tussen het middenlid), uw model kan ongewenste stijfheid krijgen.
In plaats daarvan, een geschiktere benadering zou zijn om te overwegen wat bekend staat als een "oppervlaktebelasting" of "zijrivierbelasting"". Hierbij wordt een drukbelasting omgerekend (die werkt langs een oppervlak) tot een verdeelde belasting die op de balken inwerkt, balken, en liggers. Deze leden ondersteunen het oppervlak.
In dit artikel, we bekijken twee voorbeelden van hoe dit kan worden gedaan. Wiskundig, de berekening voor de verdeelde belasting wordt eenvoudig uitgedrukt als:
[wiskunde]\beginnen{vergelijking}
w=qt_w
\end{vergelijking}[wiskunde]
Waar w is verdeeld / grootte van de oppervlaktebelasting, q is de grootte van de drukbelasting, en tw is zijrivier breedte. Zijrivierbreedte is de breedte van een gebied verdeeld volgens het type oppervlaktebelasting.
De overweging op dit punt is om te bepalen of een systeem eenrichtings- of tweerichtingsverkeer is, waardoor de zijrivierbreedte en lastverdeling aan de staaf kunnen worden toegewezen. Over het algemeen, als de belasting van de plaat in één richting op de liggers wordt afgeleverd, dan is het systeem eenrichtingsverkeer. Omgekeerd, als de last in twee richtingen op de balken en de liggers wordt afgeleverd, dan wordt het systeem als tweerichtingsverkeer beschouwd.
Voorbeeld: Eenrichtingssysteem
In dit voorbeeld, de drukbelasting van de plaat wordt direct op de liggers overgebracht. Omdat de liggers de plaat niet rechtstreeks ondersteunen, het systeem wordt als eenrichtingsverkeer beschouwd. De oppervlaktebelasting wordt dus berekend als:
[wiskunde]\beginnen{vergelijking}
w = qt_w = 1.2 maal 3/2 = 1.8 kip / ft
\end{vergelijking}[wiskunde]
Een eenrichtingssysteem verdeelt het gebied dat wordt gevormd door de twee geselecteerde leden. In dit voorbeeld, omdat het een rechthoek is, het profiel van de oppervlaktebelasting is ook rechthoekig, zoals hieronder weergegeven. Merk op dat het profiel niet altijd rechthoekig is, maar het is eerder altijd vierhoekig en vertegenwoordigt een gelijke oppervlakteverdeling tussen de twee leden. In sommige gevallen, puntbelastingen worden toegevoegd om het systeem geforceerd in evenwicht te brengen als de plaat over de staaf hangt.
Tweewegsysteem
Voor dezelfde structuur als het vorige voorbeeld, als de plaat in plaats daarvan rechtstreeks door leden zou worden ondersteund 2,8,5,9 dan zou het systeem als tweerichtingsverkeer worden beschouwd. De plaat beslaat hetzelfde gebied als de vorige vraag, het belastingsprofiel zal echter veranderen. Voor tweewegsystemen, Halve lijnen worden vanuit de hoeken getekend om een paar driehoeken en een paar vierhoeken te maken, zoals weergegeven in het onderstaande diagram:
Dus, de berekening voor oppervlaktebelasting voor staven 8 en 9 is gegeven door:
[wiskunde]\beginnen{vergelijking}
w = qt_w = 1.2 maal 3/2 = 1.8 kip / ft
\end{vergelijking}[wiskunde]
En voor leden 2 en 5 (door eenvoudige trigonometrie),
[wiskunde]\beginnen{vergelijking}
w = qt_w = 1.2 maal 1.5 tan(45^ circ)= 1,8 kip / ft
\end{vergelijking}[wiskunde]
Het toepassen van deze oppervlaktebelastingen op de constructie wordt hieronder weergegeven:
Door middel van deze voorbeelden, we hebben de twee soorten oppervlaktebelastingen onderzocht. Voor meer informatie over de implementatie van deze functie door SkyCiv, bekijk ons documentatie over gebiedsbelasting hier.
William Kuang
Ingenieur en softwareontwikkelaar Mechanisch (Hons1) LinkedIn
Door middel van deze voorbeelden, we hebben de twee soorten oppervlaktebelastingen onderzocht. Voor meer informatie over de implementatie van deze functie door SkyCiv, bekijk ons documentatie over gebiedsbelasting hier.
