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SkyCiv结构3D

  1. SkyCiv结构3D
  2. 造型
  3. 板块

板块

在本文档中, 你会发现教程:

  1. 板块
  2. 在 SkyCiv S3D 中创建板块
  3. 正交各向异性板
  4. 盘子 – 节点连接

 

板块

板是最常用于对板进行建模的结构的二维元素, 墙, 和甲板在施加载荷下.

SkyCiv 具有强大的网格剖分和板分析能力, 帮助工程师处理 2D 板,例如楼板和挡土墙. 板可以定义为任何材料, 并解决后, 用户能够得到内力, 压力, 和这个壳单元的偏转. 这些结果可以在图形界面中显示, 导出为 CSV 结果, 或通过我们的分析报告以 PDF 格式.

板分析-skyciv-偏转-简单

单击此处了解更多信息 SkyCiv 板块分析结果

创建板

可以创建板 (和编辑) 通过表格, 数据表, 或使用鼠标控制. 使用鼠标控制, 确保您在盘子菜单中. 单击节点 – 无需拖拽 – 形成盘子. 再次单击最后一个节点以结束板.

在中指定板 SkyCiv结构3D 只需提供值:

  • 节点 ID – 组成板块的节点. 由逗号分隔的节点号指定.
  • 板厚 – 板材厚度. 对于厚 Mindlin 板, 建议板面积厚比低于 8.
  • 物料编号 – 用于识别板材材质的ID.

高级设置

可以通过激活其拨动开关查看板的高级设置. 高级表单域有蓝色标签, 并包括以下选项:

  • 旋转Z – 轮换 (度数) 板关于其法向轴的 (其局部 Z 轴).
  • 平板类型 – 板元类型. Mindlin 板是推荐的默认值. 它们考虑了适用于厚板的剪切变形,并且基于 Mindlin-Reissner 理论. Kirchhoff 板不考虑剪切变形,适用于薄板.
  • 抵消 – 使板垂直于其平面偏移. 类似于成员偏移, 板使用刚性链接连接到节点位置.
  • 平面状态 – 选择在分析板期间是计算平面应力还是平面应变

当一个盘子被创建, 它将显示为带有标签的阴影区域. 车牌由车牌号标识,车牌号默认出现在车牌中间. 用户可以根据需要单击并移动车牌号标签.

具有多个板的模型故障排除

有时较大的结构 (或具有多个板的结构) 由于网格划分阶段连接不当,可能无法求解. 我们强烈建议您一次对所有板块进行网格划分,以避免出现此类问题.

如果您的结构有多个板并且无法求解, 我们建议一次重新划分结构. 最简单的方法是:

  1. 全选 (CTRL键 + 一个) 并单击 高级 - 板 - 板网格器
  2. 请点击 取消网格 取消所有现有板块的网格
  3. 再次选择所有盘子 (CTRL键 + 一个) 然后回到Mesher (高级 - 板 - 板网格器)
  4. 然后选择 非结构化四边形
  5. 单击网格

然后,该软件将一次性对所有板进行网格划分——确保整个模型的正确连接. 这是最可靠的方法,因为它确保相邻板与公共节点连接.

在这个例子中, 我们将创建一个板并应用一些支撑.

1) 绘制四个节点 (0,0,0) , (1,0,0) , (1,1,0) 和 (0,1,0).

板示例
2) 该板可以在 4 不同的方式 让它快速简单, 根据您喜欢的输入方式. 让我们来看看每一个.

1. 使用左侧菜单:

首先, 可以通过单击“板”以表格形式创建板’ 左侧导航栏上的菜单按钮. 指定 1,2,3,4 作为“节点 ID”中板块节点的顺序’ 领域. 点击应用.

板示例 2

2. 右键点击:

突出显示将绑定您的盘子的节点, 然后右击 – 添加盘子. 软件会自动将节点按顺时针方向放置并应用板. 使用 CTRL 可以轻松突出显示节点 + 点击拖动 (两个方向) 或 CTRL + A 选择所有节点:

3. 使用数据表

第三, plates can be created by clicking on the Plates Datasheet. 这个方法类似于第一种, 除了表格格式. 它允许您一次查看或创建多个板块. 指定 1,2,3,4 在“节点’ 列并单击应用以创建板. 注意, 在表中指定节点时, 对出现在板周围的节点进行排序. 即. 以顺时针或逆时针顺序创建一个 “细绳” 组成板块的节点.

4. 单击节点之间:

最后, 可以使用鼠标控件创建板. 使用鼠标控制, 确保您位于“板”菜单中. 单击节点 – 无需拖拽 – 形成盘子. 再次单击最后一个节点以结束板.

板示例 3
3) 申请 4 通过单击“支持”来支持’ 菜单按钮, and enter 1,2,3,4 在‘节点 ID’ 领域.

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这是盘子应该是什么样子:

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现在你已经创建了盘子, 查看下一篇文章以遵循此示例并 学习如何网格化你的盘子.

 

正交各向异性板

Orthotropic plates can also be added in SkyCiv Structural 3D. 在某些情况下, 模型可能需要包括在每个正交方向上具有不同机械性能的板, 意味着弹性模量不再是一个单一的值, 但每个方向都有一个值. 另外, 还需要输入每个方向的剪切模量.

添加正交各向异性板, 首先从添加正交各向异性材料开始 (与前, 艾, Gxy, 广州市, 女孩) 在下面 用料 高级部分的菜单, 为:

  • Young’s Modulus xModulus of elasticity in the local x-axis
  • Young’s Modulus yModulus of elasticity in the local y-axis
  • 剪切模量 xy – 面内剪切模量
  • 剪切模量 xz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis xz
  • 剪切模量 yz – Shear modulus in the transversal plane is defined by the local axis yz

请记住,当提供正交各向异性材料的值时, Young’s Modulus specified as a single value is ignored for the analysis of the plates with the orthotropic material assigned to them.

注意: If not sure about which is the physical direction of each plate’s local axes, 转到可见性设置并切换 “局部轴” 选项 (有关可见性设置的更多信息 这里)

在 SkyCiv Structural 3D 中添加正交各向异性板
SkyCiv S3D中板的局部轴和平面

盘子 – 节点连接

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

 

建模的元素包括:

  • 抗重力和横向载荷的力矩框架.
  • 列尺寸: 500 毫米× 500 毫米.
  • Beams dimensions: 500 毫米× 700 毫米.
  • 混凝土特性: f’c = 25 兆帕. (ACI-318)

The loads we will include in the model are:

  • 重力载荷: 自重 (西南).
  • 横向载荷 (二): 线负载 5 kN/m 应用于梁 “与” 方向.
  • 负载组合: 西南 + 二

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

在运行求解器之前, 这是一个线性静态分析, 我们必须精确地网格化所有的板,包括与它们接触的元素.

要执行此网格划分步骤, 第一, select all plates (Ctrl+A), then go to ‘Editand choose ‘Plate’ >> ‘Plate Mesher’ >> ‘Types of Elements: 非结构化四边形’ and define a very fine granularity option using the slider or defining a small physical size to the mesh. 用0.8m尺寸推荐最新款.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

With a finer mesh, we can improve connectivity and avoid some issues in our structural models. 看下一张图片

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

最后, 运行分析我们可以看到横向载荷已经很好地转移了.

Plate structure, modeling plates, plate-node connectivity

 

如何解决模型中的板节点连接问题?

如果模型中成员之间的连接性较差, 有必要改进它们, 在大多数情况下, 改变一些网格属性. 您将在下一个示例中学习如何解决模型的修复问题.

下图是分析钢筋混凝土隧道的一系列步骤.

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

第一个和第二个图像是结构模型和水平载荷的非常差的网格, 分别. 如果我们在不调整模型的情况下运行分析, 我们将获得重叠的元素. 这可以通过查看第三张图像中的红色矩形来确认.

要解决此问题, 需要调整所有板的网格. 进行下一步:

  • 选择所有板 “控制 + 一个” 并按板过滤 (Filter options can be accessed by right click while elements are selected).
  • Go to Edit >> 板块 >> 板网筛 >> 选择 “取消网格” 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 “板网筛” as we did before to correctly mesh these elements.
  • Change the type of elements in the Plate Mesher window to “非结构化四边形” 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

  • 最后, 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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参考资料:

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