caeec310 Balkpelare stål Användarmanual Eurocode Software AB Analys av pelar- och balkelement enligt SS EN :2005. Rev A

Transkript

1 caeec310 Balkpelare stål Analys av pelar- och balkelement enligt SS EN :2005. Användarmanual Rev A Eurocode Software AB

2 caeec310 Balkpelare stål Sidan 2(22) Innehållsförteckning 1 Inledning Teknisk beskrivning Instruktioner Arkiv Indata Grunddata Material Laster Redigera Laster Lastkombinationer Brytpunkter(Randvillkor) Dimensionera Balkdimension Resultat Lastkombination/Last/Krafter Diagram Utnyttjandegrad Rapport Rapport statik Rapport stål Utskriftsval Sektionsdata Hjälp Snabbkommandon...22

3 caeec310 Balkpelare stål Sidan 3(22) 1 Inledning 1.1 Teknisk beskrivning caeec310 är ett beräkningsprogram för balkpelare. Programmet är inriktat mot konstruktionstyperna bjälklag, takbalk samt pelare. Programmet kräver minimal indata av användaren, som sedermera kommer att erhålla mycket information i form av moment, tvärkraft samt nedböjning, vilket krävs vid dimensionering av dessa konstruktionstyper.

4 caeec310 Balkpelare stål Sidan 4(22) 2 Instruktioner Användbar genomgång av menyraden för att genomföra beräkningar i caeec Arkiv Figur 1. Arkiv Under Arkiv/Information finns möjlighet för inmatning av information gällande projektet, så som Projekt, Position samt Beskrivning. Under Arkiv finns även verktyg likt, Spara, Öppna samt Skriva ut, se Figur 1. Dessa funktioner återfinns även i verktygsfältet.

5 caeec310 Balkpelare stål Sidan 5(22) 2.2 Indata Under menyn Indata finns möjlighet att ge fullständig indata genom att följa Guide (Ctrl+G eller ) Här återfinns även stegen i Guiden: Grunddata, Material samt Laster, uppdelade för att lätt ange indata Grunddata Under Grunddata kan man välja mellan tre olika konstruktionstyper: Bjälklag, Takbalk samt Pelare. Här skall även anges den totala längden på konstruktionen [m] samt antal upplag/stöd. Vid beräkning av takbalk skall en lutning på konstruktionen anges och för pelare finns valet konsol eller pendel, se Figur 2. Klicka på Nästa för att komma vidare i guiden Material Figur 2. Grunddata Nästa steg är att välja konstruktionens materialegenskaper. Detta kan lätt anordnas genom att i listan till vänster välja en standardprofil (CHS, HEA, HEB, HEM, INP, IPE, IPW, KKR, L, LS, UNP, UPE, USP samt VKR profiler), se Figur 3. Vidare skall Stålkvalité anges. Det finns möjlighet att rotera balken 90 o, detta görs genom att kryssa för rutan Rotera 90 grader. Om konstruktionen är förhindrad med avseende till buckling skall bucklingsförhindrad kryssas för. Om den är stagad i den veka riktningen skall även detta anges. Om konstruktionen anses vara stagad bör Stagningsavstånd i [m] anges för så väl överkant som underkant. Till höger visas vald profil. Genom att klicka på Föregående kan du ändra på indata du gav i tidigare steg. Figur 3. Material

6 caeec310 Balkpelare stål Sidan 6(22) Laster I detta skede skall indata gällande Laster anges, lasterna genereras av programmet och beror på vald konstruktionstyp se Figur Bjälklagslaster I denna ruta kan du sedan mata in värden för Bjälklagslaster, se Figur 4. Här kan du antingen mata in data gällande Egentyngd på egen hand, eller genom att trycka på pilen och därmed låta programmet beräkna egentyngden, se Figur 4. Välj Föregående för att komma ut ur menyn eller klicka på Nästa för att komma vidare. Figur 4. Bjälklagslaster/Beräkna egentyngd Säkerhetsklass Används vid beräkning av lastfaktorerna. Delning c/c Balkarnas delning, används vid generering av laster. Egentyngd: Bjälklag, egentyngd av bjälklaget. Balk, balkens egentyngd Nyttig last Här anger du vilken kategori den nyttiga lasten hör till se Tabell 1.

7 caeec310 Balkpelare stål Sidan 7(22) Kategori A: rum och utrymmen i bostäder Tabell 1. Kategori qk [kn/m2] Qk [kn] Bjälklag 2 2 Trappor 2 2 Balkonger 3,5 2 Vindsbjälklag I 1 1,5 Vindsbjälklag II 0,5 0,5 B: kontorslokaler 2,5 3 C: samlingslokaler C1: Utrymmen med bord, etc. t.ex. lokaler i skolor, caféer, restauranger, matsalar, läsrum, receptioner. C2: Utrymmen med fasta sittplatser, t.ex. kyrkor, teatrar eller biografer, konferenslokaler, föreläsningssalar, samlingslokaler, väntrum samt väntsalar på järnvägsstationer. C3: Utrymmen utan hinder för människor i rörelse, t.ex. museer, utställningslokaler, etc. samt kommunikationsutrymmen i offentliga byggnader, hotell, sjukhus och järnvägsstationer. C4: Utrymmen där fysiska aktiviteter kan förekomma, t.ex. danslokaler, gymnastiksalar, teaterscener. D: affärslokaler 2,5 3 2, D1: Lokaler avsedda för detaljhandel. 4 4 D2: Lokaler i varuhus. 5 7

8 caeec310 Balkpelare stål Sidan 8(22) Taklaster I nästa steg skall laster gällande tak anges se Figur 5. Snölast anges enklast genom att välja pilknappen och där finna en mängd olika orter med dess karakteristiska värde gällande snölast, se Figur 5. Klicka på Föregående för att gå bakåt till tidigare meny, eller på Nästa för att komma vidare. Säkerhetsklass Delning c/c Taktyp Egentyngd: Snölast Snöficka: Formfaktor Vindlast: Figur 5. Taklaster/Beräkna egentyngd/orter Används vid beräkning av lastfaktorerna. Balkarnas delning, används vid generering av laster. Påverkar val av formfaktorer för snö. Tak, takets egentyngd. Balk, balkens egentyngd. Beräknas enligt vald snözon. Start, Snöfickans start anges från vänster upplag. Utbredning, snöfickans utbredning. Tillägg till de formfaktorer som gäller för snölasten. Referensvindhastighet, anges i [m/s] Terrängtyp, se.tabell 2. Höjd över omgivande terräng, anges i [m]

9 caeec310 Balkpelare stål Sidan 9(22) Terrängtyp Tabell 2. Terrängtyp 0 Havs eller kustområde exponerat för öppet hav I II III Sjö eller plant och horisontellt område med försumbar vegetation och utan hinder Område med låg vegetation som gräs och enstaka hinder (träd, byggnad) med minsta inbördes avstånd lika med 20 gånger hindrets höjd. Område täckt med vegetation eller byggnader eller med enstaka hinder med största inbördes avstånd lika med 20 gånger hindrets höjd (t.ex. byar, förorter och skogsmask). IV Område där minst 15% av arean är bebyggd och där byggnadernas medelhöjd är > 15 m Pelarlaster För pelarlaster skall Egenvikt för Vägg [kn/m 2 ] samt Pelare [kn/m] anges, se Figur 6. c/c-mått gällande pelare skall anges i [m]. Normalkraft för brottgränstillstånd skall anges i [kn]. Vid beräkning med vindlast skall en Referenshastighet anges [m/s]. Terrängtyp samt Höjd över omgivande terräng krävs för beräkningar. Figur 6. Pelarlaster

10 caeec310 Balkpelare stål Sidan 10(22) 2.3 Redigera Under Redigera indata kan du sedan välja mellan att redigera Laster och Lastkombinationer. Ett alternativ till denna meny är att ställa musmarkören över den del du vill redigera och högerklicka för att erhålla en meny i vilken du sedan kan redigera tidigare inmatad data. Detta gäller för så väl Last och Brytpunkt, se Figur 7. Det går även att ändra namn på Laster och Lastkombinationer, detta görs i Last beskrivning och Lastkombinations beskrivning. Figur 7. Last/Brytpunkt

11 caeec310 Balkpelare stål Sidan 11(22) Laster I denna meny kan du som användare redigera de laster som skall påverka systemet. De olika lasterna är numrerade samt namngivna enligt Figur 8. Du kan enkelt ändra på Lasttyp, Kraften som uppstår av den valda Lasttypen och om Lasttypen är Fri/Bunden. Kraften bestäms utav Typ, Start, Riktning, Utbredning och Storlek. Genom att välja Ta bort eller Ny kan du lägga till eller ta bort olika laster. Välj Stäng för att verifiera dina val. Last Kraft: Figur 8. Laster Typ, här definierar du vilken typ av last det är används vid generering av lastkombinationer. Typ, Jämt utbredd, Trapetslast, Punktlast, Punktmoment. Riktning, se Figur 9. Start, placering av lasten anges från vänster balkände. Utbredning, lasten utbredning anges för trapetslast. Storlek vänster, Storlek höger som anges för trapetslast. Figur 9. Kraft Riktning

12 caeec310 Balkpelare stål Sidan 12(22) Lastkombinationer I Lastkombinationer finner du de olika typerna av lastkombinationer givna i Bruksgräns samt Brottgräns med olika laster som huvudlast. Till höger i Figur 10 finner du de olika koefficienterna för de olika lasttyperna. Här kan du på så sätt redigera de olika Lastkombinationerna efter de val du som användare har. Klicka på stäng för att verifiera dina val. Figur 10. Lastkombinationer

13 caeec310 Balkpelare stål Sidan 13(22) Brytpunkter(Randvillkor) För att ändra Brytpunkter behöver du bara flytta musmarkören över stöden och högerklicka, se Figur 11. Det går även bra att klicka på symbolerna högst upp i fönstret. Som användare kan du ange en koordinat för din brytpunkt. Vad gäller Elastiskt upplag kan du även ange en styvhet för brytpunkten [kn/mm]. Figur 11. Brytpunkt Rullstöd, låst i z-ritningen Rullstöd, låst i x-riktning Fast upplag, låst i x och z-riktningen Fast inspänd, låst i x, z-riktningen och rotation Elastiskt upplag, fjäder Ledat upplag, balken är ledad över upplaget Tvärsnitt, byte av tvärsnitt Gerberled, t ex balkskarv i momentnollpunkt

14 caeec310 Balkpelare stål Sidan 14(22) 2.4 Dimensionera Balkdimension I menyn under Balkdimension erhålls beräkningsresultat för angivna data. Överst till vänster återfinns en lista över Balkdimensioner där även vald balkdimension är markerad. Till höger finns en lista över olika Stålkvalitéer följt av två olika hänsynstaganden: Bucklingsförhindrad och Stagad i veka riktningen. Om bucklingsförhindrad skall beaktas i beräkningar skall detta anges osv. Om konstruktionen är stagad i den veka riktningen skall Stagningsavstånd anges för överkant respektive underkant [m], se Figur 12. E R k Snittkraft i [kn]. Bärförmåga i [kn]. E/R Utnyttjandegrad i [-]. Ekvation: Figur 12. Dimensionera Interaktionsfaktorer, multipliceras med böjmoment M y och M z i [knm]. Dimensionerande ekvation. Exempelvis så är ekvation: Interaktion 6.2_# Interaktion i hörnpunkt nummer # Dragkraft Tryckkraft 6.12i Böjmoment (i=y,x) 6.31i Tryck och böjning 6.41 Tryck och fleraxlig böjning. 6.46i Böjknäckning. 6.46i Vrid- och böjvridknäckning. 6.54i Vippning. 6.61, De två interaktionsformlerna. Tvärkraft V 6.17 Tvärkraft Bärförmågan med hänsyn till skjuvbuckling. Interaktion Total utnyttjandegrad för normalkraft och/eller böjmoment i y- och z- led[-]. Tvärkraft V Total utnyttjandegrad för tvärkraft[-]. Nedböjning Anges i [mm] / Används för att bläddra upp/ner i profillistan och samtidigt ha koll på utnyttjandegraden.

15 caeec310 Balkpelare stål Sidan 15(22) 2.5 Resultat Under Resultat i menyn finner du mycket information vad beträffar resultat. Här kan du bland annat få information om hur de olika lastkombinationerna ser ut för olika stadier. Du erhåller olika typer av resultatdiagram samt hela rapporter för beräkningar längs konstruktionen Lastkombination/Last/Krafter Under Lastkombination/Last/Krafter visas de olika beräkningsstadierna: Brukstadie, Brottstadie samt Olyckslast med olika typer av laster som huvudlast, se Figur 13. Lastkombination Koef. Last Kraft Storlek. v. Storlek. h. Plac. v. Utbredn. Figur 13. Lastkombination/Last/Krafter Storlek på koefficient som används vid beräkning av lastkombination. Vilken typ av last det rör sig om(snölast, Vindlast, Egentyngd etc.). Typ av kraft (Punkt kraft, Jämt utbredd, Trapets etc.). Anger storlek på kraften i ev. vänsterspann. Anger storlek på kraften i ev. högerspann. Placering av kraft räknat från vänster. Till vilken längd en begränsat utbredd last verkar inom.

16 caeec310 Balkpelare stål Sidan 16(22) Diagram Under valet diagram erhålls ett Momentdiagram över det systemet vars beräkningar har utförts, se Figur 14. Figur 14. Momentdiagram Du kan även erhålla andra diagram, se Figur 15, genom att använda knapparna uppe till vänster: Momentdiagram Tvärkraftsdiagram. Moment- och tvärkraftsdiagram där du kan se hur dessa samverkar. Nedböjning. Figur 15. Andra diagram I alla diagrammen kan du enkelt svepa över diagrammet med musmarkören för att erhålla storlek på beräknad data för ett visst område. För att skriva ut ett diagram, välj utskriftsknappen. Du kan även högerklicka för att erhålla menyn Visa Lastkombination i vilken du kan välja för vilken lastkombination du vill erhålla ett diagram, se Figur 16. Figur 16. Visa Lastkombination

17 caeec310 Balkpelare stål Sidan 17(22) Utnyttjandegrad Här kan du se hur utnyttjandegraden varierar genom konstruktionen, se Figur 17. Utnyttjandegraden som är E/R beräknas och anges under Dimensionera/Balkdimension, se Kap. 2.4 Dimensioner. Figur 17. Utnyttjandegrad

18 caeec310 Balkpelare stål Sidan 18(22) Rapport Sammanfattning av resultat, innehåller delarna Rapport statik och Rapport stål Rapport statik Här erhålls en rapport i vilken indata samt beräkningsresultat redovisas, se Figur 18. De indata som återfinns i denna rapport är bland annat geometri, verkande krafter samt lastkombinationskoefficienter Redovisning för stänger Figur 18. Statikresultat För varje stång redovisas moment i stöd och fält med tillhörande värden. Stängerna numreras löpande från vänster balkände. Lkb Typ minmv minmh maxmf Lastkombination nummer Dimensionerande värde enligt följande: Dimensionerande stödmoment vänster ände Dimensionerande stödmoment höger ände Största fältmomentet

19 caeec310 Balkpelare stål Sidan 19(22) minmf Minsta fältmomentet Mv Inspänningsmoment i vänster stångände. Vv Tvärkraft i vänster stångände. Mf Fältmoment. Xmf Läge för fältmoment. Anges ifrån vänster stångände. Vh Tvärkraft i höger stångände. Mh Inspänningsmoment i höger stångände. Nedbj Nedböjningen anges i mm. Rotation Lutningsändringen a/l angiven i % Redovisning för lastkombinationer Max/min-moment(M) och tillhörande: Stång Anger vilken stång. x Snitt. N Normalkraft V Tvärkraft Upplagsreaktioner Max/min-Upplagsreaktioni z-led(rz,max/rz, min) och tillhörande: Upplag Anger vilket upplag. Lkb Lastkombinationsnummer. Rx Upplagsreaktion i x-led. My Moment i y-led.

20 caeec310 Balkpelare stål Sidan 20(22) Rapport stål I denna rapport får du som användare del av den indata du tidigare angivit, så som säkerhetsklass, huruvida konstruktionen är stagad, bucklingsförhindrad, samt vilken profil som är vald, se Figur 19. Den ger även en resultatutskrift vad gäller verkande moment, tvärkrafter samt normalkrafter och dess samverkan. Till sist anges även nedböjningen och dess relation till längden på spannet. Hänvisningar till ekvationer gäller för Ec3. Figur 19. Stålresultat

21 caeec310 Balkpelare stål Sidan 21(22) Utskriftsval Här kan information som skall finnas med i Rapport statik väljas, se Figur Sektionsdata Figur 20. Utskriftsval Under Resultat/Sektionsdata finns all information gällande stålprofilerna, se Figur 21. Här kan inga ändringar göras utan du som användare kan enbart se vilka olika parametrar som används vid beräkning av olika balkdimensioner genom att välja profil i menyn till vänster. Figur 21. Sektionsdata

22 caeec310 Balkpelare stål Sidan 22(22) 2.6 Hjälp Under Hjälp i menyn finner du en kortare beskrivning Om programmet caeec310 Balkpelare stål. Du kan även skicka ett Ärende till Eurocode Software AB som kan gälla felrapport, idé eller någon fråga som uppkommer när du arbetar med caeec310 Balkpelare stål. Bifoga gärna indatafil vilket ger ett snabbare och bättre svar. 2.7 Snabbkommandon Ctrl + N Ctrl + I Ctrl + G Ctrl + R Ctrl + M Ctrl + L Ctrl + K Ctrl + B Ctrl + D Ctrl + S Ctrl + T Startar ett nytt arbete. Öppnar Information där du anger info om projektet, se Arkiv. Öppnar Guiden som leder dig genom den indata som krävs för att köra beräkningarna. Öppnar Grunddata där du bland annat anger konstruktionstyp, se Grunddata. Öppnar Materialparametrar där du bland annat anger balkdimension samt stålkvalitet, se Material. Öppnar indata för Laster där du bland annat anger egenvikt samt lokaltyp för konstruktionen, se Laster. Öppnar redigera för Laster där du kan redigera Laster, se Laster. Öppnar Balkdimension där du snabbt kan ändra dimension, stålkvalité samt se beräkningsresultat gällande Moment, Tvärkraft samt Nedböjning, se Balkdimension. Öppnar Diagram där du få en överblick av krafternas verkan på konstruktionen, se Diagram. Öppnar Rapport Statik där du få en överblick av statikresultat, se Rapport statik. Öppnar Rapport Stål där du få en överblick av stålresultat, se Rapport stål.