Grunnkurs i STAAD/Pro
HIO/IU
Våren 2001
Per Erik Thoresen
EDR
Innhold
- Introduksjon
- Presentasjon av STAAD/Pro
- Presentasjon av STAAD/Pro, Modellering
- Presentasjon av STAAD /Pro, Analyse
- Presentasjon av STAAD /Pro, Resultater
- Presentasjon av STAAD /Pro, NS3472
EDR
Presentasjon av STAAD/Pro
• Hva gjør STAAD/Pro
• Teoretisk bakgrunn
• Oppbygging av modell, syntaks
• STAAD/Pro:s “deler”
• Analyse og generering av rapporter
EDR
Hva er STAAD/Pro?
• StStructural
• AAnalysis
• AAnd
• DDesign
for
• ProProfessionals
• Rammestatikkprogram
• Brukes til alle typer
bjelkekonstruksjoner
• Kan også beregne
modeller bygget opp
av plateelementer
EDR
Hva gjør STAAD/Pro?
• Finner forskyvninger,
regner krefter og
spenninger
• Dimensjonerer etter gitte
standarder (stål, betong,
aluminium eller tre)
EDR
Teoretisk basis
• STAAD - analyser gjøres ved hjelp av matrisestatikk, etter
forskyvningsmetoden
• Sammenhengen mellom ytre last og forskyvning beskrives
ved hjelp av en matrise, stivhetsmatrisen
• Stivhetsmatrisen bygges opp av stivhetsmatrisen til hvert
enkelt element, elementstivhetsmatrisen
EDR
Teoretisk basis
For å bygge opp stivhetsmatrisen til en konstruksjon kreves:
• Beskrivelse av geometri:
– Elementinndeling
– Koordinater
• Stivheten til konstruksjonsdelene (elementene)
– materialegenskaper
– arealmoment, tverrsnittsareal osv.
• Grensebetingelser (opplagere)
EDR
l F
I E
EDR
Teoretisk basis
• Lastene på konstruksjonen beskrives ved en lastvektor
• Forskyvningsvektoren beskriver forskyvningene
• Forskyvningene fremkommer av stivhetsrelasjonen:
R=K•r
R=lastvektor, K=stivhetsmatrise, r=forskyvningsvektor
• Løsningen gir forskyvningene i alle knutepunkter
• Ut fra forskyvningene beregnes kreftene i hvert element
EDR
Stivhetsrelasjon
Stivhetsrelasjonen på generell form for en
konstruksjon med n frihetsgrader vil se slik ut:
k11 k 12 · · · · · · k1n
k 21 k 22 · · · · · ·k 2n
· · ·
· · ·
· · ·
· · ·
k n1 k n2 · · · · · ·k nn
R1
R 2
·
·
·
·
R n
=
r1
r 2
·
·
·
·
r n
EDR
Graphical User Interface
Grafisk
modellering:
•Nedtrekksmeny
•Ikoner
•Mapper
•Modellbibliotek
Tekstfiler:
•Inndatafil
•Utdatafil
EDR
Inndatafil
Kommentarer: Grønn
Kommando: Rød
3 bokstaver
Siffer: Blå
EDR
Geometri
• All geometri defineres som forbindelser mellom
knutepunkter
• Knutepunktenes posisjon bestemmer konstruksjonsdelenes
lengde og posisjon
• Konstruksjonsdeler med felles knutepunkt regnes som fast
innspent i hverandre (frigjøringer kan defineres)
• Knutepunktene er forbindelsen mellom elementene
EDR
Knutepunkter
EDR
Job Info
EDR
Geometri - syntaks
EDR
Geometri - GUI
EDR
Definisjon av stivhetsegenskaper
• Tverrsnitt
– Iy, Iz, Ix, Ax, Ay, Az
– Defineres gjennom innebygde profiltabeller eller
brukerdefineres
• Plater: tykkelse gis inn
• Materialegenskaper
– E-modul
– Poissons tall (brukes til å regne ut skjærmodul)
EDR
Syntaks, Stivhetsegenskaper
.
EDR
Tverrsnitt
Tabelldefinierte
Egendefinierte
EDR
Tverrsnitt - GUI
EDR
Elementtyper
• STAAD/Pro skiller
mellom tre hovedtyper:
– Bjelker (member)
– Plateelementer
(element)
– Volumelementer
(element solid)
• Spesielle bjelketyper
– Truss (aksialstav)
– Member tension (tar
bare strekk)
– Member Compression
(Tar bare trykk)
EDR
Indre ledd
• Member truss: bjelken tar bare
aksialkrefter
• Member release: valgfri
frigjøring av bjelkeender
EDR
Indre ledd - GUI
EDR
Eksentrisitet
Eksentrisitet angis i globale
koordinater for hver enkelt
bjelkeende
50
EDR
Opplagerbetingelser
• Fixed (fast innspent)
• Pinned (leddlager)
• Fixed but (kan gi inn
valgfri “oppløsing”)
EDR
Opplagerbetingelser - GUI
EDR
Aksesystem
• STAAD/Pro opererer med lokale og globale akser
• Lokale akser: alle bjelker og plater har et eget lokalt
aksesystem
• Laster, forskyvninger osv. Oppgis lokalt eller globalt
aksesystem etter som hva som er mest hensiktsmessig
EDR
Globalt aksesystem
Y er default akse opp
EDR
Lokale aksesystem
• Origo i start-noden
• X-aksen går langs
nøytral-aksen
• Z er default sterk akse
EDR
Orientering av lokale akser
• Lokal Z ligger parallelt med
globalt XZ-plan.
• Lokal Y har samme positive
retning som global Y
• Unntak: når lokal X-akse
faller sammen med global
Y: lokal Z parallell og i
samme retning som global Z
EDR
Orientering av lokale akser, forts.
• Konstanten beta angir at bjelken skal roteres om sin egen
akse
• Brukes hvis orienteringen av bjelken skal være en annen
enn default
EDR
Gruppering
• Grupper av bjelker kan gis et felles navn
• Gruppen kan senere refereres til istedenfor å ramse opp
alle member-nummerne
EDR
Laster
• Laster kan settes i knutepunkter (joint load), på bjelker
(member load) eller på elementer (element load)
• Laster kan defineres direkte eller man kan bruke
innebygde kommandoer for å generere laster
• Lastgenerering
– selfweight
– areaload
– moving load
– m fl
EDR
Laster - GUI
EDR
Joint load
• Kan settes i alle frihets
grader (FX, FY, FZ, MX,
MY, MY)
• Alltid i globale akser
EDR
Member load
• Jevnt fordelt last over
hele eller deler av
bjelkens lengde
• Konsentrert kraft
• Lineær og trapeslast
• Momenter og krefter
• Oppgis i lokale eller
globale akser
EDR
Elementlast
• Kraft pr. flateenhet
settes på elementet
• Retning i globale akser
eller normalt på
elementet
EDR
Egenvekt
Programmet beregner alle
konstruksjonsdelers
egenvekt og setter på
tilsvarende krefter
EDR
STAADPro:s deler
S T A A D / P r o
M o d e l l i n g / P r e -p r o s e s s o r
B r u k e s t il å b y g g e o p p
m o d e lle r g r a f is k
E d i t o r
T e k s t - e d it o r t il å
b y g g e o p p / m o d if is e r e in p u t - f il
P o s t - p r o s e s s o r
B r u k e s til å s e p å
r e s u lt a t e r a v a n a ly s e n
o g la g e r a p p o r t e r
EDR
Analyse-typer
• Lineær statisk (perform analysis)
• P-delta: tar hensyn til forskyvning
av laster p.g.a. defleksjoner
• Nonlinear: geometrisk ikkelineær
analyse
Forskjellige print gir informasjon
om modellen og laster
EDR
Analyse-informasjon
Inndatainformasjon Utdatainformasjon
EDR
Code Check
Definisjon av:
• Parametre
• Kommando
• Design Code
EDR
Filer i STAAD/Pro
Hele modellen med laster og
analysekommando er
beskrevet i en fil.
– Etternavn std
– Lesbar tekstfil
EDR
Inndatafil
St01.std
EDR
Filer i STAAD/Pro, forts.
Resultat av analysen lagres på tekstfil
– Etternavn anl
NB! Filen må aldri ha fornavn på mer enn 8 tegn!
Ingen andre tegn enn bokstaver og tall.
EDR
Rapporter
EDR
• Skriftlige rapporter kan tas ut på forskjellige måter
• Kan genereres i resultatfilen
– Ved å gi print-kommando i forbindelse med analysen
– Ved å gi selvstendig print-kommando
• Kan genereres interaktivt i postprosessor
– Gir muligheter for sorterte rapporter
Rapporter
EDR
Utdata
Delrapporter
Lasttilfelle
Bilder
Fonter
Spare rapporter
Rapporter
Firmalogo
Inndata
Resultat
Bilder
EDR
EDR
Modellering/Editering
• Modell, last og analyse beskrives i inputfilen
• Kan stort sett modelleres grafisk, men
visse ting må skrives inn
• Direkte editering kan noen ganger være enklere
og raskere og gi bedre kontroll over modell og
analyse
EDR
Kommandoer/manualer
• Under Help finnes fullstendige manualer for Staad/Pro
EDR
Strekkstaver
• STAAD/Pro sjekker om bjelken kommer i
trykk
• Staver som kommer i trykk, tas ut av
modellen
• ikkelineær analyse, separat analyse må
kjøres for hvert enkelt lastilfelle
• Editering nødvendig
Tens.Tens.
EDR
Member tension - syntaks
MEMBER TENSION - legges
inn grafisk
Lastkommando
Analysekommando
Nullstilling av
stivhetsmatrise
REPEAT LOAD istedenfor
LOAD COMBINATION
SET LN [antall lasttilfeller] før joint coordinates...
Gjenta etter hvert lasttilfelle
EDR
Load comb/Repeat load
Forskjellen på LOAD COMBINATION og
REPEAT LOAD er:
• LOAD COMBINATION legger sammen
resultater fra primærlasttilfellene.
• REPEAT LOAD legger sammen
lastene og behandler dem som en ny
primærlast (d.v.s lager ny lastvektor).
Viktig forskjell ved ikke-lineær analyse!
EDR
Indre ledd
• Aksialstaver
-MEMBER TRUSS
• Fullstendig frigjøring, krefter eller moment
-MEMBER RELEASE (FX, MX…..)
• Fjærkonstant i ledd
-MEMBER RELEASE (KFX, KMX…..)
• Delvis momentfrigjøring
-MEMBER RELEASE (MP…)
EDR
Eksempel, momentfrigjøring
MEMBER RELEASE
2 END MY
EDR
Lastgenerering
• Area load
• Moving load
• Wind load
• Hydrostatic pressure
• Floor load
EDR
Area Load
• Legger på last på et areal utspent av bjelker
• Fordeler lasten automatisk på bjelkene
• Virker i global Y-retning
• Alle bjelkene MÅ ligge i samme
horisontalplan
• Grafisk sjekk av lastpåføring:
skriv DRAW ISO LOAD [lasttilfelle]
etter PERFORM ANALYSIS i editor
EDR
Floor load
• I hovedsak det samme som Area Load
• Toveis fordeling av laster (Area Load
har enveis fordeling)
• Grafisk visning av lastpåføring
EDR
Wind load
• Kraft pr. flateenhet fordeles som knutepunkt-
krefter
• Flaten må være vertikal
• Alle knutepunktene må være i samme plan
• Planet må være parallelt med et av hoved-
planene (XY eller YZ)
• Grafisk visning av lastene i postprosessor
EDR
Wind load
X
Y
Z
EDR
Moving Load
•Utviklet for trafikklaster
• Et “lasttog” defineres
• Trinnvis bevegelse over strukturen defineres
• STAAD/Pro genererer et lasttilfelle
for hvert trinn
EDR
Hydrostatic pressure
• Preprosessorfunksjon
• Legger på bjelkelaster justert
etter høyden over grunnplanet
EDR
Forskyvningslaster
Laster kan også legges inn som forskyvninger
• Temperature load: En forlengelse eller sammen-
trekning av en bjelke defineres. Forskjellig
temperatur oppe og nede på bjelketverrsnittet kan
også defineres.
12
3456
78
91011 12
XYZ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
• Support Displacement:
linjær forskyvning eller
rotasjonsforskyvning
inngis for et opplager.
EDR
Dynamikk
Kommandoer:
CUT OFF
-angi høyeste frekvens eller svingemoder som skal beregnes
MODAL CALCULATION
-egenverdianalyse og svingeformer for en struktur
• Editering nødvendig...
EDR
Inclined Support
Denne kommandoen angir at en support skal være
skrå i forhold til de globale aksene
Et lokalt koordinatsystem defineres, og frigjøringer
defineres i dette aksesystemet
Eksempel
EDR
User Table
Gir muligheter for å
definere egne profiler
etter ferdige maler
EDR
Verifikasjon av modell
Hva må sjekkes?
• Geometri
• Tverrsnittsdata
• Materialdata
• Lastpåføring
• Opplagerbetingelser
• Er enhetene riktige?
• Oppfatter programmet input’en som jeg tror?
EDR
Verifikasjon av modell
Kan gjøres på flere måter:
• Utskrifter i resultatfil
-kommando gis i inputfil
• Generering av plot i resultatfil
-kommando: DRAW …
• Generering av tabeller/plot i postprosessor
• Inspeksjon av modell i postprosessor
EDR
Verifikasjon av modell
Grafisk i postprosessor
EDR
Verifikasjon av modell
Rapport i resultatfil
EDR
Verifikasjon av modell
Utskriftkommandoer:
• PRINT JOINT COORDINATES
-alle knutepunktskoordinater
• PRINT MEMBER INFORMATION
-lengde, rotasjon, frigjøringer etc.
• PRINT SUPPORT INFORMATION
-frigjøringer av supporter
• PRINT MEMBER PROPERTIES
-tverrsnittsdata
• PRINT MATERIAL PROPERTIES
-materialdata
EDR
Verifikasjon av modell
Enkelte printkommandoer knyttes til
analysekommandoen:
• PRINT LOAD DATA
-Utskrift av påførte laster
• PRINT STATICS CHECK
-Summerer hvert lasttilfelle i global X,Y og Z-retning,
samt momenter om origo. Summerer reaksjonskrefter.
EDR
Analyse/kontroll av modell
Er analysen “god”?
• Numeriske problemer, feil modellering osv
kan gi unøyaktige eller gale resultater
• Se etter feilmeldinger i resultatfil (“WARNING
eller “ERROR” eller “NOTE”)
• Sjekk at opplagerreaksjoner tilsvarer
påførte laster (PRINT STATICS CHECK)
EDR
Analyse/kontroll av modell
Eksempel på advarsel i resultatfil
Truss
Truss
Truss
Truss
Truss
Truss
Truss
Truss
Tens.Tens.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
EDR
Analyse/tolkning av resultater
Hvilken virkning har primærlastene?
• Kraftgang i strukturen
• Opplagerreaksjoner
• Forskyvninger
Hvis alt er som forventet: lastkombinering/
kapasitetssjekk...
EDR
Resultater - grafisk
Eksempel - aksialkrefter
Strekk
Trykk
EDR
Analyse/resultater
Nedbøyning
EDR
Analyse/uttak av resultater
Kan gjøres grafisk og med rapporter/tabeller.
Aktuelle printkommandoer:
• PRINT MEMBER FORCES
• PRINT SUPPORT REACTIONS
• PRINT JOINT DISPLACEMENTS
Utskrift kan styres til å gi data for utvalgte
bjelker/knutepunkter og lasttilfeller
EDR
Rapporter/utskrifter
• Utskrift av resultatfil
• Interaktiv rapportgenerator i postprosessor
-Tabeller og plot
• Eksport til andre programmer:
-Eksportere generert rapport til tekstfil
-Hente outputfil inn i for eksempel Word
-Eksport av plot via clipboard
EDR
En rapport...
EDR
NS 3472
EDR
Kapasitetskontroll
Kapasitetskontroll gjennomføres mot:
• Knekking
• Vipping
• Flytning
EDR
Kodesjekk - Syntaks
EDR
Knekking
IR =
N
Nkzd
M
Mvd
M y
M yd
KE N
N Ezd
Nkzd
Nd
+ +
−
≤








z 1
1
10.
Sterk
akse:
Svak akse
IR=
N
Nkyd
Mz
MvdKE
My
MydN
NEyd
Nkyd
Nd
++
−
≤








11
1
10.
Parametre som styrer knekking:
• BY: knekklengde-koeffisient, svak akse
• BZ: knekklengde-koeffisient, sterk akse
• CY: knekkurve-koeffisient, svak akse
• CZ: knekkurve-koeffisient, sterk akse
• SSY: moment om svak akse
• SSZ: moment om sterk akse
EDR
Knekking
M
M
EDR
Knekklengder
Stav leddet i begge ender
Stav fast innspent i en ende,
fri i andre ende
Stav fast inspent i begge ender,
forskyvelig opplegg
Stav fast innspent i e n ende,
leddlagret i andre
Stav fast inspent i begge ender
Etter NS 3472
βt = 1,0
βa = 1,0
βt = 2,0
βa = 2,2
βt = 0,5
βa = 0,6
βt = 1,0
βa = 1,2
βt = 0,7
βa = 0,8
EDR
Knekklengde (BY, BZ)
Fysisk lengde / kontra lengde i STAAD:
Med BY og BZ = 1, vil knekklengden
bli det samme som member length.
BY og BZ skal både justere for “feil”
lengde i STAAD og ta hensyn NS 3472s
knekklengdekoeffisienter
2 m
1 m
1 m
Staad lengde
Fysisk
lengde
EDR
Moment M (SSY, SSZ)
M M M M M M M
M M M M M M M
M o M o M o M o M o
1 2 3 4 5 6 7
M = mM + Mo M = mM M = Mo - mM
but
M = Mmax
M = mM + Mo M is max. of
M = mM
and
M = Mo
but
M < Mmax
M = mM M = mM
M is moment at midspan
o
SSY / SSZ = 0 => STAAD beregner moment etter figur
SSY / SSZ = 1 => M = Mmax
EDR
Knekkingskurve (CY, CZ)
EDR
Knekkingskurve (CY, CZ)
Matematisk uttrykk for knekkingskurve
(NS 3472, A5.4.1):
2
222
2
2
2
4))2(1(
2
)2(1
λ
λλλα
λ
λλα −+−+
−
+−+
=
y
k
f
f
α er CY eller CZ
α = 0,21 for kurve A
α = 0,34 for kurve B
α = 0,49 for kurve C
EDR
Vipping
Hvis Mvd<Mzd er bjelken utsatt for vipping
Mzd erstattes med Mvd ,og Mz med Mmax i formelen for
sterk akse
IR = 0.1
1
1max
≤
−
++








dN
kydN
EzdN
N
EK
ydM
yM
vdM
M
kzdN
N
EDR
Vipping
Mvd = f W
f
Wvd z
v
m
z⋅ =
γ
( )f
f
v
y
v
n n
= +
−
1
2
1
λ for λv >0.2
f
f
v
y
=10. for λv ≤0.2
n = 2.0 for user defined and prismatic profiles
n = 1.5 for welded profiles
λv
y
vi
f
f
=
fvi =
M
W
vi
z
M M
E
L
I Ivi vio y x= ⋅ = ⋅ ⋅ψ ψ 195. 1
2 62
2+
⋅π .
L
C
I
w
x
EDR
Parametre i vipping
UNL: Effektiv lengde for vipping. Avstand mellom
gaffellagring eller effektiv sidestøtte for bjelken.
STAAD bruker “Member Length” hvis den ikke
oppgis.
NB! Dette er en verdi i lengdeenheter, ikke en faktor
CB: Vippingsfaktor, ψ.
Må bestemmes ut fra fig A5.5.2 i NS 3472...
CMZ: Faktor for vippingskurve (1,5 eller 2,0)
EDR
Spenningssjekk
Spenningssjekk blir utført i 13 snitt langs bjelken,
opptil 8 forskjellige steder i tverrsnittet.
I hvert snitt regnes følgende krefter ut:
Fx max aksialkrefter langs staven
Fy skjærkrefter i lokal y-retning
Fz skjærkrefter i lokal z-retning
Mx max torsjonsmoment langs staven
My bøyemoment om lokal y-akse
Mz bøyemoment om lokal z-akse
EDR
Spenningssjekk
von Mises spenning blir sjekket som følger:
( ) ( )
m
y
zyxbzbyxj
f
γ
τττσσσσ ≤+++++=
22
3
EDR
Spenningssjekk
z
y
s
t
t 1
b 1
b
h
h
hh
h
23
4
6
7
5
89
1
1 2
3 4
dA
“Sjekkpunkter” i et enkelsymmetrisk tverrsnitt.
EDR
Spenningssjekk
Parametre som styrer spenningssjekk:
BEAM: må settes til 1.0, som gjør at programmet sjekker
spenningene i 13 snitt. MÅ være med i parameter-
lista for å få kjørt analyse.
FYLD: flytespenning, fy
MF: materialfaktor, γm
EDR
Kodesjekk - utskrift
• Mengden informasjon om hver enkelt bjelke
styres med parameteren TRACK
• 0.0 To linjer pr. bjelke, sortert etter ratio
• 1.0 Seks linjer pr. bjelke
• 3.0 To linjer pr. bjelke, uten sortering
• 2.0 Kun spenningsberegning, ikke kodesjekk
• 9.0 En side informasjon pr. bjelke
+ spesialutskrifter - se manual...

Pres staadpro

  • 1.
    Grunnkurs i STAAD/Pro HIO/IU Våren2001 Per Erik Thoresen EDR
  • 2.
    Innhold - Introduksjon - Presentasjonav STAAD/Pro - Presentasjon av STAAD/Pro, Modellering - Presentasjon av STAAD /Pro, Analyse - Presentasjon av STAAD /Pro, Resultater - Presentasjon av STAAD /Pro, NS3472 EDR
  • 3.
    Presentasjon av STAAD/Pro •Hva gjør STAAD/Pro • Teoretisk bakgrunn • Oppbygging av modell, syntaks • STAAD/Pro:s “deler” • Analyse og generering av rapporter EDR
  • 4.
    Hva er STAAD/Pro? •StStructural • AAnalysis • AAnd • DDesign for • ProProfessionals • Rammestatikkprogram • Brukes til alle typer bjelkekonstruksjoner • Kan også beregne modeller bygget opp av plateelementer EDR
  • 5.
    Hva gjør STAAD/Pro? •Finner forskyvninger, regner krefter og spenninger • Dimensjonerer etter gitte standarder (stål, betong, aluminium eller tre) EDR
  • 6.
    Teoretisk basis • STAAD- analyser gjøres ved hjelp av matrisestatikk, etter forskyvningsmetoden • Sammenhengen mellom ytre last og forskyvning beskrives ved hjelp av en matrise, stivhetsmatrisen • Stivhetsmatrisen bygges opp av stivhetsmatrisen til hvert enkelt element, elementstivhetsmatrisen EDR
  • 7.
    Teoretisk basis For åbygge opp stivhetsmatrisen til en konstruksjon kreves: • Beskrivelse av geometri: – Elementinndeling – Koordinater • Stivheten til konstruksjonsdelene (elementene) – materialegenskaper – arealmoment, tverrsnittsareal osv. • Grensebetingelser (opplagere) EDR
  • 8.
  • 9.
    Teoretisk basis • Lastenepå konstruksjonen beskrives ved en lastvektor • Forskyvningsvektoren beskriver forskyvningene • Forskyvningene fremkommer av stivhetsrelasjonen: R=K•r R=lastvektor, K=stivhetsmatrise, r=forskyvningsvektor • Løsningen gir forskyvningene i alle knutepunkter • Ut fra forskyvningene beregnes kreftene i hvert element EDR
  • 10.
    Stivhetsrelasjon Stivhetsrelasjonen på generellform for en konstruksjon med n frihetsgrader vil se slik ut: k11 k 12 · · · · · · k1n k 21 k 22 · · · · · ·k 2n · · · · · · · · · · · · k n1 k n2 · · · · · ·k nn R1 R 2 · · · · R n = r1 r 2 · · · · r n EDR
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Geometri • All geometridefineres som forbindelser mellom knutepunkter • Knutepunktenes posisjon bestemmer konstruksjonsdelenes lengde og posisjon • Konstruksjonsdeler med felles knutepunkt regnes som fast innspent i hverandre (frigjøringer kan defineres) • Knutepunktene er forbindelsen mellom elementene EDR
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
    Definisjon av stivhetsegenskaper •Tverrsnitt – Iy, Iz, Ix, Ax, Ay, Az – Defineres gjennom innebygde profiltabeller eller brukerdefineres • Plater: tykkelse gis inn • Materialegenskaper – E-modul – Poissons tall (brukes til å regne ut skjærmodul) EDR
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
    Elementtyper • STAAD/Pro skiller mellomtre hovedtyper: – Bjelker (member) – Plateelementer (element) – Volumelementer (element solid) • Spesielle bjelketyper – Truss (aksialstav) – Member tension (tar bare strekk) – Member Compression (Tar bare trykk) EDR
  • 23.
    Indre ledd • Membertruss: bjelken tar bare aksialkrefter • Member release: valgfri frigjøring av bjelkeender EDR
  • 24.
    Indre ledd -GUI EDR
  • 25.
    Eksentrisitet Eksentrisitet angis iglobale koordinater for hver enkelt bjelkeende 50 EDR
  • 26.
    Opplagerbetingelser • Fixed (fastinnspent) • Pinned (leddlager) • Fixed but (kan gi inn valgfri “oppløsing”) EDR
  • 27.
  • 28.
    Aksesystem • STAAD/Pro opererermed lokale og globale akser • Lokale akser: alle bjelker og plater har et eget lokalt aksesystem • Laster, forskyvninger osv. Oppgis lokalt eller globalt aksesystem etter som hva som er mest hensiktsmessig EDR
  • 29.
    Globalt aksesystem Y erdefault akse opp EDR
  • 30.
    Lokale aksesystem • Origoi start-noden • X-aksen går langs nøytral-aksen • Z er default sterk akse EDR
  • 31.
    Orientering av lokaleakser • Lokal Z ligger parallelt med globalt XZ-plan. • Lokal Y har samme positive retning som global Y • Unntak: når lokal X-akse faller sammen med global Y: lokal Z parallell og i samme retning som global Z EDR
  • 32.
    Orientering av lokaleakser, forts. • Konstanten beta angir at bjelken skal roteres om sin egen akse • Brukes hvis orienteringen av bjelken skal være en annen enn default EDR
  • 33.
    Gruppering • Grupper avbjelker kan gis et felles navn • Gruppen kan senere refereres til istedenfor å ramse opp alle member-nummerne EDR
  • 34.
    Laster • Laster kansettes i knutepunkter (joint load), på bjelker (member load) eller på elementer (element load) • Laster kan defineres direkte eller man kan bruke innebygde kommandoer for å generere laster • Lastgenerering – selfweight – areaload – moving load – m fl EDR
  • 35.
  • 36.
    Joint load • Kansettes i alle frihets grader (FX, FY, FZ, MX, MY, MY) • Alltid i globale akser EDR
  • 37.
    Member load • Jevntfordelt last over hele eller deler av bjelkens lengde • Konsentrert kraft • Lineær og trapeslast • Momenter og krefter • Oppgis i lokale eller globale akser EDR
  • 38.
    Elementlast • Kraft pr.flateenhet settes på elementet • Retning i globale akser eller normalt på elementet EDR
  • 39.
  • 40.
    STAADPro:s deler S TA A D / P r o M o d e l l i n g / P r e -p r o s e s s o r B r u k e s t il å b y g g e o p p m o d e lle r g r a f is k E d i t o r T e k s t - e d it o r t il å b y g g e o p p / m o d if is e r e in p u t - f il P o s t - p r o s e s s o r B r u k e s til å s e p å r e s u lt a t e r a v a n a ly s e n o g la g e r a p p o r t e r EDR
  • 41.
    Analyse-typer • Lineær statisk(perform analysis) • P-delta: tar hensyn til forskyvning av laster p.g.a. defleksjoner • Nonlinear: geometrisk ikkelineær analyse Forskjellige print gir informasjon om modellen og laster EDR
  • 42.
  • 43.
    Code Check Definisjon av: •Parametre • Kommando • Design Code EDR
  • 44.
    Filer i STAAD/Pro Helemodellen med laster og analysekommando er beskrevet i en fil. – Etternavn std – Lesbar tekstfil EDR
  • 45.
  • 46.
    Filer i STAAD/Pro,forts. Resultat av analysen lagres på tekstfil – Etternavn anl NB! Filen må aldri ha fornavn på mer enn 8 tegn! Ingen andre tegn enn bokstaver og tall. EDR
  • 47.
    Rapporter EDR • Skriftlige rapporterkan tas ut på forskjellige måter • Kan genereres i resultatfilen – Ved å gi print-kommando i forbindelse med analysen – Ved å gi selvstendig print-kommando • Kan genereres interaktivt i postprosessor – Gir muligheter for sorterte rapporter
  • 48.
  • 49.
  • 50.
    EDR Modellering/Editering • Modell, lastog analyse beskrives i inputfilen • Kan stort sett modelleres grafisk, men visse ting må skrives inn • Direkte editering kan noen ganger være enklere og raskere og gi bedre kontroll over modell og analyse
  • 51.
    EDR Kommandoer/manualer • Under Helpfinnes fullstendige manualer for Staad/Pro
  • 52.
    EDR Strekkstaver • STAAD/Pro sjekkerom bjelken kommer i trykk • Staver som kommer i trykk, tas ut av modellen • ikkelineær analyse, separat analyse må kjøres for hvert enkelt lastilfelle • Editering nødvendig Tens.Tens.
  • 53.
    EDR Member tension -syntaks MEMBER TENSION - legges inn grafisk Lastkommando Analysekommando Nullstilling av stivhetsmatrise REPEAT LOAD istedenfor LOAD COMBINATION SET LN [antall lasttilfeller] før joint coordinates... Gjenta etter hvert lasttilfelle
  • 54.
    EDR Load comb/Repeat load Forskjellenpå LOAD COMBINATION og REPEAT LOAD er: • LOAD COMBINATION legger sammen resultater fra primærlasttilfellene. • REPEAT LOAD legger sammen lastene og behandler dem som en ny primærlast (d.v.s lager ny lastvektor). Viktig forskjell ved ikke-lineær analyse!
  • 55.
    EDR Indre ledd • Aksialstaver -MEMBERTRUSS • Fullstendig frigjøring, krefter eller moment -MEMBER RELEASE (FX, MX…..) • Fjærkonstant i ledd -MEMBER RELEASE (KFX, KMX…..) • Delvis momentfrigjøring -MEMBER RELEASE (MP…)
  • 56.
  • 57.
    EDR Lastgenerering • Area load •Moving load • Wind load • Hydrostatic pressure • Floor load
  • 58.
    EDR Area Load • Leggerpå last på et areal utspent av bjelker • Fordeler lasten automatisk på bjelkene • Virker i global Y-retning • Alle bjelkene MÅ ligge i samme horisontalplan • Grafisk sjekk av lastpåføring: skriv DRAW ISO LOAD [lasttilfelle] etter PERFORM ANALYSIS i editor
  • 59.
    EDR Floor load • Ihovedsak det samme som Area Load • Toveis fordeling av laster (Area Load har enveis fordeling) • Grafisk visning av lastpåføring
  • 60.
    EDR Wind load • Kraftpr. flateenhet fordeles som knutepunkt- krefter • Flaten må være vertikal • Alle knutepunktene må være i samme plan • Planet må være parallelt med et av hoved- planene (XY eller YZ) • Grafisk visning av lastene i postprosessor
  • 61.
  • 62.
    EDR Moving Load •Utviklet fortrafikklaster • Et “lasttog” defineres • Trinnvis bevegelse over strukturen defineres • STAAD/Pro genererer et lasttilfelle for hvert trinn
  • 63.
    EDR Hydrostatic pressure • Preprosessorfunksjon •Legger på bjelkelaster justert etter høyden over grunnplanet
  • 64.
    EDR Forskyvningslaster Laster kan ogsålegges inn som forskyvninger • Temperature load: En forlengelse eller sammen- trekning av en bjelke defineres. Forskjellig temperatur oppe og nede på bjelketverrsnittet kan også defineres. 12 3456 78 91011 12 XYZ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 • Support Displacement: linjær forskyvning eller rotasjonsforskyvning inngis for et opplager.
  • 65.
    EDR Dynamikk Kommandoer: CUT OFF -angi høyestefrekvens eller svingemoder som skal beregnes MODAL CALCULATION -egenverdianalyse og svingeformer for en struktur • Editering nødvendig...
  • 66.
    EDR Inclined Support Denne kommandoenangir at en support skal være skrå i forhold til de globale aksene Et lokalt koordinatsystem defineres, og frigjøringer defineres i dette aksesystemet Eksempel
  • 67.
    EDR User Table Gir muligheterfor å definere egne profiler etter ferdige maler
  • 68.
    EDR Verifikasjon av modell Hvamå sjekkes? • Geometri • Tverrsnittsdata • Materialdata • Lastpåføring • Opplagerbetingelser • Er enhetene riktige? • Oppfatter programmet input’en som jeg tror?
  • 69.
    EDR Verifikasjon av modell Kangjøres på flere måter: • Utskrifter i resultatfil -kommando gis i inputfil • Generering av plot i resultatfil -kommando: DRAW … • Generering av tabeller/plot i postprosessor • Inspeksjon av modell i postprosessor
  • 70.
  • 71.
  • 72.
    EDR Verifikasjon av modell Utskriftkommandoer: •PRINT JOINT COORDINATES -alle knutepunktskoordinater • PRINT MEMBER INFORMATION -lengde, rotasjon, frigjøringer etc. • PRINT SUPPORT INFORMATION -frigjøringer av supporter • PRINT MEMBER PROPERTIES -tverrsnittsdata • PRINT MATERIAL PROPERTIES -materialdata
  • 73.
    EDR Verifikasjon av modell Enkelteprintkommandoer knyttes til analysekommandoen: • PRINT LOAD DATA -Utskrift av påførte laster • PRINT STATICS CHECK -Summerer hvert lasttilfelle i global X,Y og Z-retning, samt momenter om origo. Summerer reaksjonskrefter.
  • 74.
    EDR Analyse/kontroll av modell Eranalysen “god”? • Numeriske problemer, feil modellering osv kan gi unøyaktige eller gale resultater • Se etter feilmeldinger i resultatfil (“WARNING eller “ERROR” eller “NOTE”) • Sjekk at opplagerreaksjoner tilsvarer påførte laster (PRINT STATICS CHECK)
  • 75.
    EDR Analyse/kontroll av modell Eksempelpå advarsel i resultatfil Truss Truss Truss Truss Truss Truss Truss Truss Tens.Tens. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  • 76.
    EDR Analyse/tolkning av resultater Hvilkenvirkning har primærlastene? • Kraftgang i strukturen • Opplagerreaksjoner • Forskyvninger Hvis alt er som forventet: lastkombinering/ kapasitetssjekk...
  • 77.
    EDR Resultater - grafisk Eksempel- aksialkrefter Strekk Trykk
  • 78.
  • 79.
    EDR Analyse/uttak av resultater Kangjøres grafisk og med rapporter/tabeller. Aktuelle printkommandoer: • PRINT MEMBER FORCES • PRINT SUPPORT REACTIONS • PRINT JOINT DISPLACEMENTS Utskrift kan styres til å gi data for utvalgte bjelker/knutepunkter og lasttilfeller
  • 80.
    EDR Rapporter/utskrifter • Utskrift avresultatfil • Interaktiv rapportgenerator i postprosessor -Tabeller og plot • Eksport til andre programmer: -Eksportere generert rapport til tekstfil -Hente outputfil inn i for eksempel Word -Eksport av plot via clipboard
  • 81.
  • 82.
  • 83.
  • 84.
  • 85.
    EDR Knekking IR = N Nkzd M Mvd M y Myd KE N N Ezd Nkzd Nd + + − ≤         z 1 1 10. Sterk akse: Svak akse IR= N Nkyd Mz MvdKE My MydN NEyd Nkyd Nd ++ − ≤         11 1 10.
  • 86.
    Parametre som styrerknekking: • BY: knekklengde-koeffisient, svak akse • BZ: knekklengde-koeffisient, sterk akse • CY: knekkurve-koeffisient, svak akse • CZ: knekkurve-koeffisient, sterk akse • SSY: moment om svak akse • SSZ: moment om sterk akse EDR Knekking M M
  • 87.
    EDR Knekklengder Stav leddet ibegge ender Stav fast innspent i en ende, fri i andre ende Stav fast inspent i begge ender, forskyvelig opplegg Stav fast innspent i e n ende, leddlagret i andre Stav fast inspent i begge ender Etter NS 3472 βt = 1,0 βa = 1,0 βt = 2,0 βa = 2,2 βt = 0,5 βa = 0,6 βt = 1,0 βa = 1,2 βt = 0,7 βa = 0,8
  • 88.
    EDR Knekklengde (BY, BZ) Fysisklengde / kontra lengde i STAAD: Med BY og BZ = 1, vil knekklengden bli det samme som member length. BY og BZ skal både justere for “feil” lengde i STAAD og ta hensyn NS 3472s knekklengdekoeffisienter 2 m 1 m 1 m Staad lengde Fysisk lengde
  • 89.
    EDR Moment M (SSY,SSZ) M M M M M M M M M M M M M M M o M o M o M o M o 1 2 3 4 5 6 7 M = mM + Mo M = mM M = Mo - mM but M = Mmax M = mM + Mo M is max. of M = mM and M = Mo but M < Mmax M = mM M = mM M is moment at midspan o SSY / SSZ = 0 => STAAD beregner moment etter figur SSY / SSZ = 1 => M = Mmax
  • 90.
  • 91.
    EDR Knekkingskurve (CY, CZ) Matematiskuttrykk for knekkingskurve (NS 3472, A5.4.1): 2 222 2 2 2 4))2(1( 2 )2(1 λ λλλα λ λλα −+−+ − +−+ = y k f f α er CY eller CZ α = 0,21 for kurve A α = 0,34 for kurve B α = 0,49 for kurve C
  • 92.
    EDR Vipping Hvis Mvd<Mzd erbjelken utsatt for vipping Mzd erstattes med Mvd ,og Mz med Mmax i formelen for sterk akse IR = 0.1 1 1max ≤ − ++         dN kydN EzdN N EK ydM yM vdM M kzdN N
  • 93.
    EDR Vipping Mvd = fW f Wvd z v m z⋅ = γ ( )f f v y v n n = + − 1 2 1 λ for λv >0.2 f f v y =10. for λv ≤0.2 n = 2.0 for user defined and prismatic profiles n = 1.5 for welded profiles λv y vi f f = fvi = M W vi z M M E L I Ivi vio y x= ⋅ = ⋅ ⋅ψ ψ 195. 1 2 62 2+ ⋅π . L C I w x
  • 94.
    EDR Parametre i vipping UNL:Effektiv lengde for vipping. Avstand mellom gaffellagring eller effektiv sidestøtte for bjelken. STAAD bruker “Member Length” hvis den ikke oppgis. NB! Dette er en verdi i lengdeenheter, ikke en faktor CB: Vippingsfaktor, ψ. Må bestemmes ut fra fig A5.5.2 i NS 3472... CMZ: Faktor for vippingskurve (1,5 eller 2,0)
  • 95.
    EDR Spenningssjekk Spenningssjekk blir utførti 13 snitt langs bjelken, opptil 8 forskjellige steder i tverrsnittet. I hvert snitt regnes følgende krefter ut: Fx max aksialkrefter langs staven Fy skjærkrefter i lokal y-retning Fz skjærkrefter i lokal z-retning Mx max torsjonsmoment langs staven My bøyemoment om lokal y-akse Mz bøyemoment om lokal z-akse
  • 96.
    EDR Spenningssjekk von Mises spenningblir sjekket som følger: ( ) ( ) m y zyxbzbyxj f γ τττσσσσ ≤+++++= 22 3
  • 97.
    EDR Spenningssjekk z y s t t 1 b 1 b h h hh h 23 4 6 7 5 89 1 12 3 4 dA “Sjekkpunkter” i et enkelsymmetrisk tverrsnitt.
  • 98.
    EDR Spenningssjekk Parametre som styrerspenningssjekk: BEAM: må settes til 1.0, som gjør at programmet sjekker spenningene i 13 snitt. MÅ være med i parameter- lista for å få kjørt analyse. FYLD: flytespenning, fy MF: materialfaktor, γm
  • 99.
    EDR Kodesjekk - utskrift •Mengden informasjon om hver enkelt bjelke styres med parameteren TRACK • 0.0 To linjer pr. bjelke, sortert etter ratio • 1.0 Seks linjer pr. bjelke • 3.0 To linjer pr. bjelke, uten sortering • 2.0 Kun spenningsberegning, ikke kodesjekk • 9.0 En side informasjon pr. bjelke + spesialutskrifter - se manual...

Editor's Notes

  • #5 -STAAD/Pro står for Structural Analysis And Design for Professionals. Det er altså et program for å analysere strukturer av forskjellige slag, (3D). Man kan også kalle det et rammestatikkprogram. Det er spesielt innrettet på bjelkekonstruksjoner, men kan også beregne modeller bygget opp av plateelementer. Plateelementer kan jo være greit å ha tilgjengelig hvis man f.eks. Vil modellere gulv og vegger i et hus
  • #6 Hva gjør Staad/Pro? STAAD/Pro gir deg forskyvninger, krefter og spenninger i konstruksjoner du beregner. Dette kan man få ut både grafisk og på tabelform STAAD/Pro regner som sagt tre-dimensjonalt - du kan få ut krefter og forskyvninger i alle seks frihetsgrader - d.v.s. translatoriske forskvninger så vel som rotasjoner og momenter om alle tre akser STAAD/Pro kan også dimensjonere etter diverse forskjellige standarder. Blant annet NS3472 og NS3473. All informasjon om modellen beskrives i en lesbar og editerbar tekstfil. Vi skal etterhvert se på syntaks for de forskjellige tingene ved modellen som må beskrives. Det nya med STAAD/Pro ær det att det ær Windowsbaserat vilket gør att det har ett betydligt førbættrat grafiskt grænssnitt, som ni kommer att få se.
  • #7 Staad-analyser gjøres etter den såkalte forskyvningsmetoden. D.v.s. at det første programmet beregner er forskyvningene i strukturen. Matrisestatikk bygger på samme prinsipper som de klassike beregningsmetodene, det er bare formuleringen som er forskjellig. Det betyr også at de samme begrensninger gjelder. Matrisestatikk er en utbredt beregningsmetode. Det er den samme teorien som ligger bak all rammestatikkprogrammer.
  • #8 Hvert element beskrives ved hjelp av knutepunkter det går mellom. Elementene har kontakt med hverandre kun gjennom felles knutepunkter.
  • #9 Disse opplysningene er akkurat det samme som vi trenger ved enkle håndberegninger. L - Längd I - Tröghetsmoment E - Elasticitetsmodul F - Kraft
  • #11 Et vanlig knutepunkt som ikke er fastholdt har seks frihetsgrader. Modellen vil derfor ha ca 6 ganger så mange frihetsgrader som knutepunkter. Det er lett å tenke seg at det fort blir mange ligninger å løse I forbindelse med analyse skriver staad ut antall frihetsgrader, sånn at man kan...
  • #12 Grafisk modellering: Nedtrekksmeny - för kommandon och annat Ikoner - för kommandon och information Mapper - för varje delmoment vid uppbyggandet av modellen &amp; för resultaten Modell-bibliotek - för att enkelt hämta en modell att utgå ifrån Tekstfiler: Inndatafil - Enkelt uppbyggd, med all information om modellen Utdatafil - Med alla resultaten, om man vill
  • #13 Kommandon - 3 bokstaver räcker
  • #15 Illustrasjonseksempel. Det eneste som er forandret, er posisjonen på det ene knutepunktet + knutpunktspunkter
  • #16 I STAAD/Pro kan man lægga in information om modellen eller jobbet direkt grafiskt, detta kommer även ut på rapporten
  • #17 Man kan vælja att bygga upp modellen genom att arbeta med en indatafil och detta ær vad den innehåller. Eller…(se næsta sida)
  • #18 ...Man kan vælja att bygga upp modellen genom att arbeta direkt grafisk i STAAD/Pro och ange geometrin dær. Lista till höger med knutpunkter och bjälkar
  • #19 Se næsta sida før att se hur man kan ange detta.
  • #20 Definiera Densitet Poissons tal (för beräkning av skärmodul) Elasticitetsmodul Alfa - tvärkontraktionstal Har inlagda värden från början, man kan definiera om det är stål, betong eller aluminium eller man kan definiera egna värden.
  • #21 Ange material och tvärsnitt
  • #22 Så ser det ut grafiskt. Lista till höger med definerade tvärsnitt.
  • #23 Member tension - vid f.eks. kablar
  • #24 Även här en dialogbox i vilken allt anges.
  • #25 Grafiskt, information till höger. Här är inget definierat ännu.
  • #26 Knutpunkterna ligger i centrum på bjälkarna, men man kan ange excentricitet.
  • #27 Man kan välja opplagerbetingelser från en dialogbox.
  • #28 Även här information till höger, men översiktlig bild av opplaget, både i lista och på modellen
  • #34 Man kan definiera grupper i STAAD/Pro, men detta fungerar ännu bara i indatafilen. Kommer att komma grafiskt också.
  • #36 Ser lasterna utsatta i modellen och listade till höger.
  • #43 Man kan välja vilka laster man vill ha med i resultatet mm.
  • #49 Man kan skapa delrapporter som man kan lägga med i sin stora rapport. Rapporter kan lagras och tas fram senare om f. eks. revidering av modellen måste göras. En exakt likadan rapport kan fås ut, men med nya reviderade resultat.