Öffnen Sie eine neue Datei und speichern Sie sie unter dem Namen Beispiel_2.

Transkript

1 1. GEOMETRIE Öffnen Sie eine neue Datei und speichern Sie sie unter dem Namen Beispiel_2. In der Ecke unten links sollten Sie das Symbol für die xz-ansicht sehen. Wenn nicht, wechseln Sie zur xz-ansicht wie in der Einleitung beschrieben. Polygon Klicken Sie auf das Register Geometrie und wählen Sie die Funktion Polygon wie in der Einleitung beschrieben. In der Koordinatenpalette wird automatisch auf relative Koordinaten umgeschaltet. Geben Sie folgende Polygonlinie ein: Klicken sie auf den Koordinatenursprung, um den ersten Punkt festzulegen. Bewegen Sie den Cursor in positive z-richtung, bis in der Koordinatenpalette dz=3.5 angezeigt wird (dx=0 und dy=0). Klicken Sie, um den zweiten Punkt festzulegen. Bewegen Sie den Cursor in positive x-richtung bis dx=6 (dy=0, dz=0) und klicken Sie für den dritten Punkt. Bewegen Sie den Cursor in negative z-richtung bis dz=-3.5 (dx=0, dy=0) und klicken Sie für den vierten Punkt. Drücken Sie zweimal auf Esc. (Das erste Esc beendet den Polygonzug, mit dem zweiten verlässt man die Polygon-Funktion.) Ergebnis: Verschieben Klicken Sie auf das Icon Verschieben. Klicken Sie auf den Stern, um alle Linien zu wählen, und schliessen Sie mit OK. In der Dialogbox Verschieben wählen Sie die Methode Abstand. Geben Sie für d den Wert 3.5 ein und wählen Sie bei Knoten zum Verbinden die Option Alle.

2 Schliessen Sie die Dialogbox mit OK. Nun ist der Verschiebungsvektor einzugeben. Klicken Sie irgendwo in die Zeichnungsfläche und bewegen Sie den Cursor bei gedrückter Maustaste in positive z-richtung so weit, bis das Objekt einmal kopiert worden ist: Klicken Sie dann ein zweites Mal, um den Endpunkt des Verschiebungsvektors festzulegen. (Anmerkung: Durch Eingabe eines längeren Vektors könnten mehrere Kopien des Objektes aneinander gereiht werden, jeweils im Abstand 3.5 m.) Wechseln Sie in die yz-ansicht und zoomen Sie so, dass rechts von der Figur genügend Platz vorhanden ist (ca.12 Einheiten). Verschieben Klicken Sie erneut auf das Icon Verschieben, markieren Sie alle Elemente (mit dem Stern) und schliessen Sie mit OK. In der nächsten Dialogbox wählen Sie wiederum die Methode Abstand, diesmal mit d = 5, und bei Knoten zum Verbinden die Option Doppelmarkierte. Schliessen Sie mit OK. Nun sind die Knoten auszuwählen, welche doppelt markiert sein sollen. Zeichnen Sie nun ein Auswahlrechteck wie angegeben (Klicken für die obere linke Ecke, Cursor zum gewünschten Ort für die diagonal gegenüberliegende Ecke ziehen und nochmals kli-

3 cken.) Damit sind nun die oberen und mittleren Knoten doppelt markiert (insgesamt sind es 6 Knoten, wie in der Perspektiven-Ansicht deutlich zu sehen ist). Schliessen Sie mit OK. Klicken Sie irgendwo in die Bildfläche. Bewegen Sie die Maus in y-richtung bis der Rahmen einmal kopiert worden ist und klicken Sie, um den Endpunkt des Vektors einzugeben. Wechseln Sie in die Perspektiven-Ansicht und bringen Sie das Objekt mit der Funktion Drehen ungefähr in folgende Lage: Polygon Nun sollen die schrägen Stäbe hinzugefügt werden. Wählen Sie die Funktion Polygon, klicken Sie auf den Fusspunkt des vorderen Stabes, dann auf den Mittelpunkt des angrenzenden horizontalen Stabes in y-richtung (wenn der Cursor auf den Mittelpunkt zeigt, wird ein kleines Symbol eingeblendet), dann auf den Fusspunkt des angrenzenden vertikalen Stabes. Drücken Sie zweimal auf Esc. Ergebnis:

4 Verschieben Klicken Sie auf das Icon Verschieben, markieren Sie per Maus klick die beiden schrägen Stäbe und schliessen Sie mit OK. Im nächsten Dialogfenster wählen Sie die Methode Merhrfach und bei Knoten zu verbinden die Option Keine. Schliessen Sie mit OK. Das in der Zwischenablage gespeicherte Objekt (die beiden schrägen Stäbe) kann nun an beliebig viele Orte kopiert werden. Klicken Sie auf den Fusspunkt des vorderen unteren Stabes, um den Anfangspunkt des ersten Verschiebungsvektors zu setzen. Fahren Sie mit dem Cursor diesen Stab hinauf bis zum nächsten Knoten und klicken Sie dort, um eine erste Kopie abzusetzen. Von dort aus fahren Sie mit dem Cursor in negative x-richtung bis zum nächsten Knotenpunkt, und klicken dort für eine zweite Kopie. Fahren Sie von dort aus zum Fusspunkt des Stabes, wo Sie eine dritte Kopie absetzen. Drücken Sie auf Esc. Ergebnis: 2. ELEMENTE

5 Klicken Sie auf das Register Elemente. Linienelemente Klicken Sie auf das Icon Linienelemente. Benutzen Sie Auswahlrechtecke, um die vertikalen Stäbe zu markieren (4 Rechtecke genügen, um die 12 Stäbe zu markieren): Schliessen Sie die Dialogbox mit OK. Materialdatenbank importieren Wählen Sie im nächsten Dialogfenster den Typ Stab und klicken Sie auf das Icon Materialdatenbank importieren rechts vom Feld Material. Wählen Sie Fe355 aus der Liste und schliessen Sie mit OK. Querschnittsdatenbank importieren Im Dialogfenster Linienelemente klicken Sie auf das Icon Querschnittsdatenbank importieren. Wählen Sie aus der Querschnittstabelle IPE Europäische I-Träger den Querschnitt IPE400:

6 Klicken Sie auf OK. Schliessen Sie ebenfalls das Dialogfenster Linienelemente. Linienelemente Wählen Sie noch einmal die Funktion Linienelemente. Markieren Sie diesmal die 14 horizontalen Stäbe (am einfachsten mit zwei Auswahlrechtecken). Lassen Sie das Material wie vorgeschlagen auf Fe355. Öffnen Sie die Querschnittsdatenbank und wählen Sie den IPE360. Schliessen Sie die Dialogfenster mit OK. Querschnittsdatenbank Wiederholen Sie diese Schritte, um den schrägen Stäben einen Ringquerschnitt zuzuweisen (aus der Querschnittstabelle Ringquerschnitte/AISC S Rohre den Querschnitt S6 wählen). Bei jedem Stab ist der Querschnitt mit einem kleinen Symbol dargestellt:

7 Graphische Sym-bole Ein/Aus Die Querschnitt-Symbole können über den Schnellschalter Grafische Symbole Ein/Aus unten rechts jederzeit ein- und ausgeschaltet werden. (Mit der Maus auf das Icon zeigen, dann das entsprechende Kästchen per Mausklick deaktivieren oder aktivieren): Gerendertes Modell Material Wechseln Sie zur Darstellung als gerendertes Modell. Die Standardfarbe für Stahl in Axis ist rot. Gehen Sie wie folgt vor, um die Farbe zu ändern: Klicken Sie auf das Icon Material. Die Tabelle mit den im Modell vorkommenden Materialien wird geöffnet (in diesem Fall einzig Stahl S 355). Klicken Sie auf die Zelle mit der roten Farbe in der Spalte Material Farbe eine Farbtabelle wird angezeigt. Klicken Sie auf die gewünschte Farbe und schliessen Sie alle Dialogfenster mit OK. Knotenauflager Als Nächstes werden die Auflager definiert. Kehren Sie zurück zur Darstellung als Gittermodell und klicken Sie auf das Icon Knotenauflager.

8 Markieren Sie alle Fusspunkte mit einem Auswahlrechteck und klicken Sie auf OK. Lassen Sie die Steifigkeiten der Auflagerung für die Verschiebungen (Rx, Ry, Rz) auf 1E+10 und setzen Sie die Steifigkeiten für die Rotationen (Rxx, Ryy, Rzz) auf null, um Kugelgelenke zu erhalten. Schliessen Sie die Dialogbox mit OK. Die verhinderten Verschiebungsrichtungen sind gelb dargestellt. (Verhinderte Rotationen würden orange dargestellt hier sind aber keine vorhanden.) Graphische Sym-bole Ein/Aus Die Symbole für die Auflager können ebenfalls über den Schnellschalter Grafische Symbole Ein/Aus ein- bzw. ausgeblendet werden, indem das entsprechende Kästchen aktiviert/deaktiviert wird. 3. LASTEN Lastfälle und Lastgruppen Eigengewicht Klicken Sie auf das Register Lasten. Die Konstruktion soll mit dem Eigengewicht, mit Flächenlasten auf beiden Stockwerken und mit Seitenwind belastet werden. Klicken Sie auf das Icon Lastfälle und Lastgruppen. Klicken Sie auf den vorhandenen Lastfall ST1 und überschreiben Sie den Namen mit eigengewicht. Drücken Sie ENTER und schliessen Sie das Dialogfenster mit OK. Wie im Info-Fenster zu sehen ist, ist eigengewicht der aktuelle Lastfall. Klicken Sie auf das Icon Eigengewicht, markieren Sie alle Stäbe (mit dem Stern) und schliessen Sie mit OK. Die gestrichelten Linien den Stäben entlang weisen darauf hin, dass die Stäbe mit dem Eigengewicht belastet sind.

9 Lastfälle und Lastgruppen Klicken Sie noch einmal auf das Icon Lastfälle und Lastgruppen. Klicken Sie auf bei Neuer Lastfall auf Statisch, um einen neuen statischen Lastfall zu erstellen: Überschreiben Sie den Namen ST1 mit variabel1, drücken Sie auf ENTER und schliessen Sie mit OK. variabel1 ist nun der aktive Lastfall. Linienlast Klicken Sie auf das Icon Linienlast, markieren Sie die oberen horizontalen Stäbe (mit einem Auswahlrechteck), schliessen Sie mit OK. Im nächsten Dialogfenster geben Sie -25 bei pz1 und pz2 ein (die anderen Einstellungen unverändert lassen): Schliessen Sie mit OK. Die Last wird als hellblaue Rechtecke auf den Stäben dargestellt: Linienlast Wählen Sie noch einmal die Funktion Linienlast. Markieren Sie diespz1 und pz

10 mal die unteren horizontalen Stäbe und geben Sie bei pz1 und pz2 den Wert -50 ein. Numerierung Ein/Aus Hinweis zur Darstellung: Die numerischen Werte für die Lastintensität können mit dem Schnellschalter Nummerierung Ein/Aus jederzeit ein- bzw. ausgeblendet werden. (Zeigen Sie mit dem Cursor auf den Schalter und aktivieren/deaktivieren Sie das entsprechende Kästchen). Lastsymbole Ein/Aus Über den Schnellschalter Lastsymbole Ein/Aus können die Lasten ganz ausgeblendet (bzw. wieder eingeblendet) werden. Lastfälle und Lastgruppen Linienlast Klicken Sie auf das Icon Lastfälle und Lastgruppen und erstellen Sie einen dritten statischen Lastfall mit dem Namen wind. Schliessen Sie das Fenster mit OK. Klicken Sie auf das Icon Linienlast. Markieren Sie die vertikalen, äusseren Stäbe der hinteren Reihe per Mausklick und schliessen Sie mit OK. Im nächsten Dialogfenster geben Sie bei px1 und px2 je 6 ein. Schliessen Sie mit OK. Wählen Sie noch einmal die Funktion Linienlast, um die vertikalen, mittleren Stäbe der hinteren Reihe mit einer doppelt so grossen Windlast zu belasten (px1 = px2 = 12). Ergebnis:

11 Lastfallkombinationen Neue Datenzeile Klicken Sie auf das Icon Lastkombinationen. Definieren Sie in der ersten Zeile eine Linearkombination mit folgenden Koeffizienten: eigengewicht: 1.2 / variabel1: 1.2 / wind:1.2 (mit der Tabulator-Taste gelangt man jeweils zum nächsten Feld; Zeile immer mit ENTER abschliessen). Klicken Sie auf das Icon Neue Datenzeile und geben Sie dort folgende Werte ein: Eigengewicht: 1.2 / variabel1: 1.2 / wind: 0. Schliessen Sie die Zeile mit ENTER ab. Schliessen Sie das Fenster mit OK. 5. BERECHNUNG UND DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE Statische Berechnung 1. Ordnung Klicken Sie auf das Register Statik. Klicken Sie auf das Icon Statische Berechnung 1. Ordnung. (Falls die Datei noch keinen Namen hat, werden Sie aufgefordert, dies hier nachzuholen.) In einem Fenster wird mitgeteilt, dass die Berechnung fertig ist. Schliessen Sie das Fenster mit OK. Gemäss Standardeinstellung wird zuerst die Verschiebung in z-richtung (ez) dargestellt, und zwar für den ersten Lastfall (hier das Eigengewicht). Wählen Sie aus der Liste der Lastfälle und Lastfallkombinationen die erste Lastfallkombination (1.LK), als Ergebniskomponente die Verschiebung er und die Darstellungsart Diagramm :

12 Klicken Sie auf den Schnellschalter Numerierung Ein/Aus unten rechts, und aktivieren Sie dort nur das Kästchen Knoten : In der Perspektiven-Ansicht wird folgendes Bild angezeigt: Details Mit der Funktion Details ist es möglich, Teile der Konstruktion zu isolieren und für sich darzustellen. Klicken Sie dazu auf das Icon Details auf der Symbolleiste links am Bildschirm.

13 Klicken Sie im nächsten Dialogfenster auf Neu. Geben Sie als Namen 1 ein. Dann sind die Teile der Konstruktion zu markieren, welche zu Detail 1 gehören sollen. Wechseln Sie in die xz-ansicht und wählen Sie die zu markierenden Stäbe wie folgt mit einem Auswahlrechteck: Schliessen Sie mit OK. Damit sind alle vertikalen, horizontalen und schrägen Stäbe dieser Seite der Konstruktion markiert (wie in der Perspektiven- Ansicht zu sehen ist). Schliessen Sie das Dialogfenster Detail mit OK. Wechseln Sie in die Perspektiven-Ansicht und wählen Sie als Ergebniskomponente in der Gruppe Stabbeanspruchung die Normalkraft Nx. Aktivieren Sie mit dem Schnellschalter Numerierung unten rechts die beiden Kästchen Linien und Nur Min./Max.. Dies ergibt folgendes Bild:

14 Klicken Sie auf das Icon Min, Max Werte. Im nächsten Dialogfenster ist die gewünschte Ergebniskomponente einzugeben: Lassen Sie Nx markiert und schliessen Sie mit OK. Der Stab, in dem die kleinste Normalkraft wirkt, ist nun markiert und in einem Fenster werden die Werte aller Stabkräfte für diesen Stab eingeblendet: Schliessen Sie das Fenster Min Nx mit OK. Dann wird der Stab mit der grössten Normalkraft Nx markiert und die zugehörigen Stabkräfte in einem Fenster angezeigt. Schliessen Sie mit OK. Durch Doppelklicken auf einen Stab wird ein Fenster mit einer Zusammenstellung der zugehörigen Stabkräfte geöffnet. Zum Beispiel: Schliessen Sie mit OK.

15 Schnellschalter Details Mit dem Schnellschalter Details unten rechts kann vom Gesamtmodell auf ein Detail (oder umgekehrt) umgeschaltet werden. Deaktivieren Sie dort das Kästchen 1, um zur Gesamtkonstruktion zurückzukehren: Stellen Sie schliesslich für die 2. Lastfallkombination die Knotenauflagerkraft Rr dar: