Přímé nosníky s konstantním průřezem.

Program je určen k výpočtu přímých maximálně třikrát staticky neurčitých nosníků s konstantním osově symetrickým profilem. Program řeší následující úlohy:

  1. Jednoduchá definice typu nosníku a jeho zatížení s vizuální kontrolou.

  2. Výpočet plošných charakteristik 20ti typů průřezů.

  3. Výpočet reakcí v podporách.

  4. Výpočet minimálního / maximálního ohybového momentu, napětí a průhybu nosníku.

  5. Výpočet a grafické zobrazení momentu, napětí, průhybu a natočení zatíženého nosníku.

  6. Program obsahuje tabulku materiálů a tabulku plošných charakteristik W, S, C, L profilů podle ANSI/AISC a I, U, L a T profilů podle DIN/ISO.

Ve výpočtu jsou použita data, postupy, algoritmy a údaje z odborné literatury a norem AISC, ISO, DIN a BS.
Seznam norem (DIN 1025, 1026, 1028, 1029, 1024, AISC W,  S, C, L, LU ... )

Ovládání a syntaxe.

Informace o syntaxi a ovládání výpočtu naleznete v dokumentu "Ovládání, struktura a syntaxe výpočtů".

Informace o projektu.

Informace o účelu, použití a ovládání odstavce "Informace o projektu" naleznete v dokumentu  "Informace o projektu".

Postup výpočtu.

Výpočet a kontrola nosníku se skládá z následujících kroků.

  1. Definujte typ nosníku (počet a typ podpor). [1.2 - 1.4]
  2. Zadejte rozměry nosníku (rozměry polí). [1.6]
  3. Definujte zatížení nosníku (síly, ohybové momenty, spojité zatížení, zatížení od vlastní hmotnosti). [1.7,1.9]
  4. Vyberte profil nosníku [2.2, 2.3] nebo zadejte vlastní hodnoty. [2.6-2.8]
  5. Zvolte materiál nosníku. [2.10]
  6. Spusťte výpočet stisknutím tlačítka "Výpočet nosníku".
  7. Zkontrolujte vypočtené hodnoty, při překročení doporučených hodnot změňte profil nosníku  [2.2, 2.3] a výpočet opakujte.
  8. Uložte sešit s navrženým řešením pod novým jménem.

Tvar, rozměry a zatížení nosníku. [1]

V tomto odstavci definujete tvar nosníku, počet podpor, volné nebo vetknuté konce a zatížení, působící na nosník. V pravé části odstavce je schematický nákres nosníku včetně zatížení. Jakákoliv změna při definici tvaru a zatížení je okamžitě ve schematickém nákresu aktualizována.

1.1 Jednotky výpočtu

Ve výběrovém seznamu vyberte požadovanou soustavu jednotek výpočtu. Při přepnutí jednotek budou okamžitě změněny všechny hodnoty.

1.2 Ukončení nosníku vlevo.

Ve výběrovém seznamu vyberte typ ukončení levé části nosníku.

1.3 Počet středových podpor.

Z výběrového seznamu vyberte počet středových podpor. Množství podpor je závislé na typu uložení nosníku vlevo a vpravo.

1.4 Ukončení nosníku vpravo.

Ve výběrovém seznamu vyberte typ ukončení pravé části nosníku.

1.6 Délka pole nosníku.

V závislosti na počtu podpor je zobrazeno jedno až šest vstupních polí pro zadání délek jednotlivých polí nosníku. Zadejte jejich délky. Zadávané údaje vizuálně kontrolujte na schematickém náčrtu.

1.7 Spojité zatížení.

Pro každé pole nosníku můžete definovat jedno spojité zatížení konstantní velikosti. Existence spojitého zatížení je signalizována zeleným obdélníkem nad příslušnou částí nosníku ve schematickém obrázku.

Tip: Pokud potřebujete definovat spojité zatížení nekonstantní velikosti, můžete jej simulovat větším počtem sil.
Poznámka: Působení spojitého zatížení od vlastní hmotnosti nosníku zapněte / vypněte na řádku [1.10].

1.8 Souřadnice počátku pole.

Hodnota udává souřadnice počátku pole od levého konce nosníku.

1.9 Zatížení nosníku.

V tabulce definujte velikost a působiště všech zatěžujících sil a zatěžujících momentů. Pokud je síla či moment nenulový, je zobrazen ve schematickém obrázku. Působiště síly i momentu je měřeno od levého konce nosníku. Červené číslice signalizují působiště síly nebo momentu mimo nosník.

Základní tabulka dovoluje zadat 12 sil a 12 momentů. Pokud potřebujete zadat větší množství sil, můžete si zobrazit dalších 8 řádků pro zadání síly zapnutím přepínače na řádku [1.11].

Statické hodnoty profilu a materiálové hodnoty nosníku. [2]

V tomto odstavci zvolte typ profilu, příslušné statické hodnoty a zvolte materiál.

2.2 Typ profilu.

V rozbalovacím seznamu vyberte profil, který chcete použít. Dostupné jsou počítané profily, vybrané válcované profily podle ANSI/AISC a podle DIN. V závorce za názvem profilu je uvedena norma nebo označení počítaného profilu.

Po výběru je vybraný profil zobrazen na obrázku. Pokud vyberete počítaný profil, jsou napravo od obrázku zobrazena vstupní pole, do kterých zadejte rozměry vybraného profilu. Při zadávání rozměrů se řiďte obrázkem.

2.3 Rozměr profilu.

Pokud zvolíte typ normalizovaného profilu, je v rozbalovacím seznamu dostupná rozměrová řada. Vyberte vhodný rozměr profilu.

2.4 Uživatelské parametry profilu.

Pokud není požadovaný profil v databázi a nevyhovují vám ani počítané profily, můžete zadat vlastní statické hodnoty profilu. V takovém případě přepněte volbu na Ano a na řádku [2.6,2.7 a 2.8] vyplňte požadované hodnoty.

2.5 Počet profilů v řadě.

Pokud je nosník tvořen více profily, zadejte počet profilů v řadě. Statické hodnoty jednoho profilu jsou vynásobeny zadanou hodnotou.

Tip: Využijte této možnosti při spojování nesymetrických profilů (U, L) k sobě - k získání profilu symetrického. Příklady viz obrázek.  

2.6, 2.7, 2.8 Statické hodnoty profilu.

Na řádcích jsou uvedeny statické hodnoty vybraného profilu. Vlastní hodnoty můžete zadat po přepnutí přepínače na řádku 2.4.

Tip: Pro výpočet vlastních hodnot použijte příslušný modul - "Profily a tělesa" (Profiles and Solids)

2.10 Seznam materiálů.

V rozbalovacím seznamu vyberte materiál počítaného nosníku. Pro ANSI profily je běžně dostupná konstrukční ocel s pevností 36ksi a 50ksi, pro DIN profily pak konstrukční ocel  EC 3, EN 10025; Fe 360; Fe 430; Fe 510.

Poznámka: Dovolené napětí v ohybu je třeba brát jako informativní hodnotu. Přesné hodnoty doporučujeme čerpat z katalogů výrobce nebo z odborné literatury.

 2.11 Hustota. 2.12 Modul pružnosti v tahu. 2.13, Maximální dovolená ohybová pevnost.

Jsou charakteristické materiálové parametry nutné pro korektní výpočet a kontrolu zatíženého nosníku.

Spuštění výpočtu.

Pokud máte vyplněné požadované vstupní údaje a chcete zahájit výpočet, stiskněte tlačítko "Výpočet nosníku". Výpočet je proveden ve VBA modulu a do tabulek v listu Data2 jsou zapsané výsledky.

Výsledky výpočtu. [3]

Tato kapitola obsahuje nejdůležitější výsledky a grafy průběhů sledovaných parametrů. Grafy zobrazují průběh dané veličiny (název a jednotky jsou uvedeny nad grafem) po délce nosníku (vodorovná osa, jednotky mm nebo in).

3.2 Reakce v podporách.

Hodnota udává reakci v příslušné podpoře - číslováno zleva.

3.3 Ohybový moment Min. / Max.

Hodnota udává největší záporný a kladný ohybový moment. Průběh - graf "C".

3.4 Průhyb nosníku Min. / Max.

Hodnota udává minimální (směr dolů) a maximální průhyb nosníku. Průběh - graf "B".

3.5 Ohybové napětí Min. / Max.

Ohybové napětí je parametr určující, zda je zvolený profil schopen přenést dané zatížení. V případě, že maximální ohybové napětí překročí maximální dovolené ohybové napětí zvoleného materiálu, je příslušná buňka zobrazena červeně.

3.6 Hmotnost nosníku.

Na základě plochy profilu, délky nosníku a měrné hmotnosti zvoleného materiálu je spočítána celková hmotnost nosníku.

3.7 Max. délka volného konce (vybočení).

U volného konce nosníku může dojít k deformaci profilu a následnému vybočení. Hodnota maximální délky volného konce nosníku je informativní. Přesné hodnoty naleznete v odborné literatuře (Např. Manual of Steel Construction AISC...).

3.8 Relativní průhyb Max.

Kromě maximálního dovoleného napětí je relativní průhyb v [%] vztažený na délku pole (nosníku) další parametr, který může a zpravidla i rozhoduje o tom, jestli nosník vyhovuje či nikoliv. Maximální dovolený relativní průhyb je především závislý na typu  konstrukce. Uvádíme zde základní doporučení. Tyto hodnoty je však nutné brát jako orientační a řídit se vždy hodnotami uváděnými v příslušné směrnici či normě.

Natočení nosníku.

Graf "E" natočení udává natočení nosníku ve stupních proti ose nezatíženého nosníku.

3.9, 3.10 Dynamická změna působiště síly.

Posuvníkem na řádce [3.9] můžete dynamicky posouvat vybranou sílu [3.10]. Okamžitě po posunutí síly dojde k přepočítání výsledků.

Podrobné výsledky. [4]

V tomto odstavci zjistíte přesné hodnoty sledovaného parametru v libovolné poloze po délce nosníku. V levé části je uveden seznam sledovaných parametrů. Pravá polovina odstavce obsahuje schematický obrázek. Pod obrázkem je umístěn posuvník. Pohybem posuvníku nastavíte X-ovou souřadnici (po délce nosníku bráno zleva), ve které chcete zjistit hodnoty průhybu, napětí, momentu atd.

Nastavení, změna jazyka.

Informace o nastavení parametrů výpočtu a nastavení jazyka naleznete v dokumentu "Nastavení výpočtů, změna jazyka".

Uživatelské úpravy výpočtu.

Všeobecné informace o tom, jak je možné měnit a rozšiřovat sešity výpočtu, jsou uvedeny v dokumentu "Úpravy sešitu (výpočtu)".

Dodatky - Tento výpočet:

Samotný výpočet se odehrává ve VBA modulu, tudíž je pro uživatele nedostupný. V listu "Tabulky" Je však možné upravit materiálové koeficienty a parametry profilů.