Arhitektonski fakultet Svučilišta u Zagrebu

Katedra za arhitektonske konstrukcije i zgradarsvo

Kabinet za Nosive konstrucije

Priru čnik za izradu ravninskog štapnog model u programu Tower6–demo

- Razna verzija za internu uporabu -

Ovdje je prikazan pregled najbitnijih komandi i načina definiranja ravninskog štapnog modela. Uz ovaj priručnik pogledati tutorial pod nazivom 1_Ravninski okvir, te obavezno tutorial 2_Ravninska rešetka, a za detaljnije upoznavanje s programom i rješavanje kompleksnijih problema pogledati preostale primjere i priručnik pod nazivom Tower5_manual_hr. Izgled zaslona:

Postoje 3 aktivna prozora:

- Dispozicija: - u njemu prvo definiramo okvire/ravnine - nije potrebno jedino ako nemamo vertikalnih elemenata, već analiziramo elemente u jednoj horizontalnoj ravnini (ploča)

- 2D pogled: - Glavni prozor u kojem definiramo konstrukciju po ravninama - Radimo u vertikalnim ravninama (prethodno definirani okviri na dispoziciji) ili horizontalnim ravninama (definirani u nivoima)

- 3D pogled: - prostorni prikaz konstrukcije

Na početku rada potrebno je definirati jedinice u kojima ćemo raditi. Uobičajena jedinica za dužinu je metar (m), dok je za silu kiloNewton (kN):

Ako je potrebno izraditi model koji se nalazi u vertikalnoj ravnini prvo je potrebno definirati Novi okvir odnosno ravninu u kojoj ćemo modelirati konstrukciju.

Desnim klikom na Dispozicija odabiremo Novi okvir Okvir možemo definirati početnom i završnom točkom, s time da treba imati na umu da program točku (.) čita kao decimalni zarez, dok zarez (,) čita kao granicu između kordinata (dužina po X-osi, dužina po Y-osi) – isto kao u AutoCAD-u. Također možemo koristiti naredbu Object Snap i Ortho Mode:

Ako želimo definirati konstrukciju koja se nalazi u vertikalnoj ravnini tada odabiremo okvir(e) te u 2D pogled - u radimo u XZ ili YZ ravnini. Ako se naša konstrucija nalazi u horizontalnoj ravnini tada u 2D pogled - u radimo u XY ravnini odabirući ako je potrebno pojedine nivoe.

Rad s mišem Desnim klikom miša preko naziva svakog od prozora, otvara se padajući menu u kome su sadržane naredbe koje su specifično vezane samo za dani prozor Odabiremo lijevom tipkom miša, desnom potvrđujemo naredbu ili ponavljamo prethodnu. Pritiskom na pojedinu ikonu lijevom tipkom odabiremo, dok desnom uključujemo ili isključujemo pojedini set (koji ikona označava) Kada je neka naredba aktivna u Naredbenoj liniji biramo podopcije te naradbe, vidimo što program od nas očekuje da radimo, te unosimo kordinate ako je potrebno.

Naredbena linija

Vrlo korisna naredba Undo:

Podešavanje vidljivosti po tipovima elemenata (Vidljivost) Aktiviranjem naredbe Vidljivost koja se nalazi u okviru padajućeg menija Prikaz, otvara se dijalog box u kome se regulira vidljivost pojedinih elemenata crteža.

Renderirani prikaz modela (Render) Naredbe u okviru padajućeg menija Render (desni klik miša na 3D pogled), rade kao prekidači odnosno samo jedna od ponuđene tri opcije može biti aktivna. Postojanje simbola”√” ispred naziva jedne od ponuđenih opcija u meniju, označava koja je od njih postavljena na uključeno stanje. Programom su predviđeni slijedeći načini prikaza konstruktivnih elemenata i opterećenja: Žičani model - u ovom načinu prikaza svi entiteti se prikazuju tankom linijama, pri čemu se

površinski entiteti prikazuju samo konturom linijom. Lite Render - i u ovom prikazu se svi entiteti prikazuju tankim linijama ali se površine

popunjavaju bojom koja je definirana za svaki tip površinskog elementa. Ovaj način prikaza praktično odgovara punom renderu s tim što se debljine konstruktivnih elemenata ignoriraju.

Full Render - svi konstruktivni elementi se prikazuju sa svojim realnim dimenzijama i postavljenom prozirnošću materijala.

Unos podataka Za vrijeme ili nakon definiranja geometrije štapnog modela možemo definirati Poprečne presjeke i Materijale koji čine našu konstrukciju. Definiranje presjeka i materijala je nužno ako imamo statički neodređen sustav i/ili želimo provjeravati deformacije konstrukcije (naravno i za dimenzioniranje, no ono je deaktivirano u demo modu programa) Aktiviranjem naredbe Greda u naredbenoj liniji možemo odabrati Set čime se otvara prozor: Bitno je znati kako su definirane lokalne osi grede:

Odabirom Presjek otvara se prozor:

Ovdje možemo definirati proizvoljne poprečne presjeke, ili odabrati presjeke čeličnih profila pod Profili

Oslobađanje utjecaja VAŽNO! Program sve elemente koji se sastaju u jednom čvoru po dafault-u računa kao da su kruto vezani, a da bi definirali zglobnu vezu (štapove) potrebno je aktivirati naredbu Oslobađanje utjecaja (padajući izbornik Konstrukcija). Da bi to bilo moguće sve grede moraju imati čvor (kraj grede) na istom mjestu, a ako to nije ispunjeno potrebno je postaviti međučvor pomoću naredbe Razdvajanje kontura (padajući izbornik Korekcija).

M1 - Oslobađanje torzionog momenta oko lokalne osi 1 grede M2 - Oslobađanje momenta savijanja oko lokalne osi 2 grede M3 - Oslobađanje momenta savijanja oko lokalne osi 3 grede N1 - Oslobađanje uzdužne sile u pravcu lokalne osi 1 grede T2 - Oslobađanje poprečne sile u pravcu lokalne osi 2 grede T3 - Oslobađanje poprečne sile u pravcu lokalne osi 3 grede U prozoru 3D pogled, program će simbolom malog kruga označiti sve čvorove koji pripadaju oslobođenim krajevima greda, što će dati samo grubu informaciju o tome da je nešto oslobođeno u danom čvoru. Međutim, u prozoru 2D pogled se može dobiti prava informacija, za sve oslobođene krajeve greda. Naime, u zavi snosti od odabranog utjecaja za osl obađanje, na odabranom kraju grede će biti postavljen odgovarajući simbol. Kako bi postavljanje specijalnog si mbola za svaki od mogućih šest utjecaja za oslobađanje, dovelo do pretrpanog sadržaja crteža, to smo se odlučili da jedino momentima savijanja M2 i M3 posvetimo posebnu pažnju. Znači, jedino u slučaju kada oslobođeni momenti savijanja djeluju u trenutnoj ravnini prikaza prozora 2D pogled, oni će biti označeni simbolom malog kruga. Svi ostali oslobođeni utjecaji, uključujući i momente savijanja koji ne djeluju u trenutnoj ravnini prikaza prozora 2D pogled, uvijek će biti označeni istim simbolom u obliku dva osno preslikana trokuta.

Simbol kruga se postavlja samo u slučaju da je na danom kraju grede oslobođen moment koji djeluje u trenutnoj ravnini prikaza prozora “2D pogled”. Simbol dva trokuta će biti postavljen na svim krajevima grede na kojima postoji oslobođen barem jedan utjecaj koji ne odgovara oslobođenom momentu u trenutnoj ravnini prikaza.

Oslonci

R1 - spriječeno je pomicanje u pravcu lokalne osi “1” točkastog oslonca, odnosno omogućeno je dobijanje rekacije oslonca u pravcu njegove lokalne osi “1”.

R2 - spriječeno je pomicanje u pravcu lokalne osi “2” točkastog oslonca, odnosno omogućeno je dobijanje reakcije oslonca u pravcu njegove lokalne osi “2”.

R3 - spriječeno je pomicanje u pravcu lokalne osi “3” točkastog oslonca, odnosno

omogućeno je dobijanje reakcije oslonca u pravcu njegove lokalne osi “3”.

M1 - spriječeno je okretanje oko lokalne osi “1” točkastog oslonca, odnosno omogućeno je dobijanje momenta uklještenja oslonca u pravcu njegove lokalne osi “1”.

M2 - spriječeno je okretanje oko lokalne osi “2” točkastog oslonca, odnosno omogućeno je dobijanje momenta uklještenja oslonca u pravcu njegove lokalne osi “2”.

M3 - spriječeno je okretanje oko lokalne osi “3” točkastog oslonca, odnosno omogućeno je dobijanje momenta uklještenja oslonca u pravcu njegove lokalne osi “3”.

Što se tiče grafičkih simbola, koji se prikazuju na mjestu postavljenih točkastih ležajeva, u prozoru 2D pogled mogu nastupiti dva slučaja. Naime, kada je za tekući prikaz u prozoru 2D pogled postavljen nivo, onda se oni uvijek prikazuju simbolom malog kvadrata.

Ako je pak, za tekući prikaz u prozoru 2D pogled, prikazan okvir, tada se u njemu postavlja simbol koji ukazuje i na sam karakter točkastog ležaja.

Ovaj simbol ukazuje na spriječeno okretanje i oba pomaka u ravnini prikazanog tekućeg okvira. Ovaj simbol se postavlja i kada lokalne osi točkastog ležaja ne leže u ravnini prikaza tekućeg okvira, ali samo pod uvjetom da su spriječena sva tri pomaka i sve tri rotacije. Ovaj simbol ukazuje na spriječeno okretanje i samo jedno pomak u ravnini prikazanog tekućeg okvira. Ovaj simbol ukazuje na spriječeno samo okretanje u ravnini prikazanog tekućeg okvira. Ovaj simbol ukazuje na spriječena oba pomicanja u ravnini prikazanog tekućeg okvira, dok je okretanje dozvoljeno. Ovaj simbol ukazuje na spriječeno samo jedno pomicanje u ravnini prikazanog tekućeg okvira, dok je okretanje dozvoljeno. Ovaj simbol ukazuje da datom osloncu nisu spriječena sva pomicanja i sva okretanja, i da pri tome ni jedna njegova lokalna os ne leži u ravnini prikazanog tekućeg okvira.

Definiranje opterećenja Pod padajući izbornik Opterećenje.

Možemo definirati slučajeve opterećenja, kao i njihove kombinacije s pripadajućim koeficijentima. VAŽNO! Program može sam uračunati vlastitu težinu konstrukcije, dakle težinu svih elemenata koje smo modelirali, pod uvjetom da smo ispravno definirali poprečne presjeke i materijale od koji se konstrukcija sastoji. Program uračunava vlastitu težinu pod slučaj opterećenja kraj kojeg je označeno g. Ako je to slučaj onda u analizi opterećenja ne računamo vlastitu težinu konstrukcije koja je modelirana.

Aktiviranjem naredbe Linijsko opterećenje, ulazi se u standardnu proceduru iscrtavanja proizvoljne polilinije, koja će odrediti mjesto djelovanja linijskih sila, odnosno momenata.

Aktiviranjem naredbe Točkasto opterećenje, ulazi se u standardnu proceduru izbora točaka sa crteža, koje će odrediti mjesto djelovanja koncentriranih sila, odnosno momenata.

Simbol koncentrirane sile kada je vektor opterećenja u ravnini tekućeg prikaza u prozoru “2D pogled”. Simbol koncentriranje sile kada je vektor opterećenja van ravnine tekućeg prikaza u prozoru “2D pogled”. Simbol koncentriranog momenta kada je vektor opterećenja u ravnini tekućeg prikaza u prozoru “2D pogled”. Simbol koncentriranog momenta kada je vektor opterećenja okomit na ravnini tekućeg prikaza u prozoru “2D pogled”. Simbol koncentriranog momenta kada je vektor opterećenja van ravnine tekućeg prikaza u prozoru “2D pogled”.

Promjena i kontrola ranije unesenih podataka Pomoću naredbe Promjena setova, koja se nalazi u okviru padajućeg menija Korekcija, omogućena je naknadna promjena numeričkih podataka za proizvoljno odabrane elemente crteža. Aktiviranjem ove naredbe, ulazi se u standardnu proceduru odabiranja. Posebno važnu opciju u programu predstavlja i vizualno sagledavanje točnosti unesenih numeričkih podataka, odnosno mogućnost da se vizualno prekontrolira da li su svim elementima konstrukcije pridruženi točni setovi numeričkih podataka. Za tu namjenu je razvijena naredba Kontrola setova, u okviru padajućeg menija koji se otvara desnim klikom miša preko naziva prozora 3D pogled. Aktiviranjem ove naredbe, program će za dani tip konstruktivnog elementa (ploče, grede, itd.), sve entitete istog seta numeričkih podataka, obojiti istom bojom.

Kontrola unesenih p odataka Izborom naredbe Kontrola unesenih podataka, koja se nalazi u okviru padajućeg menija Pomoćne funkcije, vrši se osnovno testiranje ispravnosti kreiranog modela. Obzirom da je program u svom radu toliko fleksibilan, te dozvoljava kreiranje potpuno proizvoljnih konstrukcija, svakako da ovo testiranje treba shvatiti samo uvjetno, jer je gotovo nemoguće otkriti baš sve eventualno učinjene greške. Zbog toga budite obazrivi pri kreiranju modela, jer će program labilnost sustava moći pouzdano otkriti, tek u proračunskom modulu, pri rješavanju sustava jednadžbi. Ipak ova naredba može biti od koristi za otkrivanje nekih očiglednih grešaka. Nakon aktiviranja naredbe, program odmah otpočinje sa testiranjem unesenih podataka.

Učitavanje crteža iz AutoCad-a (DXF Uvoz) Pored ravninskih crteža, program podržava uvoz i 3D geometrije modela. Kako je format DXF datoteke univerzalan, to preko njega možete uvesti geometriju modela i iz ostalih crtaćih programa koji podržavaju ovaj format datoteka. Da biste ovu opciju pravilno koristili, navesti ćemo neka od pravila koja se moraju poštivati prilikom kreiranja DXF datoteka: ♦ obavezno eksplodirajte sve blokove na crtežu ♦ ukinite vidljivost svih nivoa (Layer-a) koji Vam nisu potrebni, ♦ ukinite vidljivost svih šrafura, jer se pri učitavanju u “Tower” može pretjerano opteretiti crtež. ♦ crtež skalirajte tako da jedna crtaća jedinica u “AutoCad”-u odgovara odabranoj

jedinici mjera za dužinu u programu “Tower” (naredba Funkcionalnost -> Jedinice mjera).

♦ ako je položaj entiteta u “AutoCad”-ovom crtežu predstavljen sa velikim koordinatama, prije izvoza u DXF, sve ih translatorno pomaknite u okolinu koordinatnog početka (0,0,0), kako velike koordinate ne bi izazvale tolerancijske probleme u “Tower”-u.

♦ ako sadržaj DXF fajla želite ubaciti na određeno mjesto u već postojeći model, prethodno u “AutoCad”-u sve entitete pomaknite tako da njihove koordinate dobiju željene vrijednosti.

♦ vodite računa da linijske entitete predstavite samo sa jednom linijom koja predstavlja os, a ne sa duplim linijama (zidovi, grede, itd).

♦ vodite računa koordinatnom sustavu, jer će crtež koji se nalazi u ravnini XZ u “AutoCad”-u biti u toj istoj ravnini i kada se uveze u program “Tower”.

Kako program omogućava da se geometrija svakog od “layera”-a, pretvori u drugi tip entiteta, to je sada potrebno odrediti koji od “layer”-a će biti učitan, a koji ne.

Formiranje mreže konačnih elemenata Kada smo dovršili model potrebno ga je pospremiti pod odgovarajućim nazivom, te možemo preći na sljedeći korak: generiranje mreže konačnih elemenata. Kako ovdje govorimo o štapnom modelu za njega nije potreban ovaj korak, ali ga svejedno moramo proći. Dakle pod padajućim izbornikom Moduli biramo Formiranje mreže. Nakon toga u istom padajućem izborniku biramo Proračun.

Kada je proračun gotov odabiremo Slučaj opterećenja ili Kombinaciju za koji ćemo pregledavati rezultate (padajući izbornik Utjecaji) ili koristimo brzi izbornik:

Jednostavna i brza kontrola rezultata dostupna je pod izbornikom Utjecaji -> Sume reakcija

Obrada rezultata proračuna Pod padajućim izbornikom Moduli biramo Obrada rezultata. Rezultati proračuna prikazuju se u prozoru 2D pogled. Kako se u okviru prozora 2D pogled, za tekući prikaz mogu postavljati proizvoljno odabrani dijelovi konstrukcije (okviri, nivoi, pomoćni pogledi), to će prikazani rezultati u ovom prozoru biti više nego pregledni. Kako se rezultati za odabrani utjecaj prikazuju samo na trenutno vidljivim elementima konstrukcije, to pomoć u naredbe Sakrivanje imate mogućnost da grupirate pojedine dijelove modela u cjeline. Prikaz deformiranog modela Naredba Prikaz deformiranog modela, koja se nalazi u okviru padajućeg menija Utjecaji, radi kao prekidač, odnosno može biti postavljena ili na uključeno ili na isključeno stanje. Kada je naredba postavljena na uključeno stanje (ispred njenog naziva postavljen je simbol “√”), tada se pored trenutno vidljivih konstruktivnih elemenata i opterećenja, u prozoru “3D pogled”, prikazuje i prostorni izgled deformirane mreže konačnih elemenata za postavljeni tekući slučaj opterećenja. U slučaju da želite da pogledate deformirani oblik samo određenog dijela modela, tada je potrebno da prvo sadržaj tog dijela konstrukcije postavite za tekući prikaz u okviru prozora 2D pogled. Nakon toga, postavljanjem naredbe Samo tekući 2D prikaz, na uključeno stanje, u prozoru 3D pogled će biti prikazan deformirani oblik samo odabranog dijela.

Utjecaji u gredama Izborom naredbe Utjecaji u gredama, mogu se dobiti dijagrami presječnih sila u gredama.

U padajućem izborniku možemo odabrati utjecaj za koji želimo iscrtavanje dijagrama:

Izborom polja Prikaz u naredbenoj liniji, otvoriti će se dijalog box za izbor utjecaja za koje se želi iscrtavanje dijagrama.

Presječne sile: ♦ N1 - normalna sila u pravcu lokalne osi “1” grede

♦ T2 - poprečna sila u pravcu lokalne osi “2” grede

♦ T3 - poprečna sila u pravcu lokalne osi “3” grede

♦ M1 - torzioni momenti oko lokalne osi “1” grede

♦ M2 - momenti savijanja oko lokalne osi “2” grede

♦ M3 - momenti savijanja oko lokalne osi “3” grede

Deformacije: ♦ u1 - pomicanje u pravcu lokalne osi “1” grede

♦ u2 - pomicanje u pravcu lokalne osi “2” grede

♦ u3 - pomicanje u pravcu lokalne osi “3” grede

♦ r1 - rotacija oko lokalne osi “1” grede

♦ r2 - rotacija oko lokalne osi “2” grede

♦ r3 - rotacija oko lokalne osi “3” grede

♦ Xp - pomicanje u pravcu globale X osi

♦ Yp - pomicanje u pravcu globale Y osi

♦ Zp - pomicanje u pravcu globale Z osi

♦ Xr - rotacija oko globalne X osi

♦ Yr - rotacija oko globalne Y osi

♦ Zr - rotacija oko globalne Z osi

Pomoću naredbe Rezultati, koja je dodana u okviru padajućeg menija prozora 3D pogled, rezultati se mogu dobiti i u prozoru 3D pogled. Ova naredba radi kao prekidač, odnosno može biti postavljena ili na uključeno ili na isključe nostanje. Kada je ova naredba postavljena na uključeno stanje, (ispred njenog naziva je postavljen simbol “√”), tada će rezultati, za odabranu vrstu utjecaja, biti prikazani na cijelom modelu.

Reakcije oslonaca (ležajeva) Izborom naredbe Reakcije, na crtežu će uz sve točkaste i linijske ležajeve biti ispisane njihove reakcije.

Izborom podopcije Set, koja je prisutna u naredbenoj liniji, otvara se dijalog box slijedećeg izgleda:

♦ R1 - reakcija točkastog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “1”

♦ R2 - reakcija točkastog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “2”

♦ R3 - reakcija točkastog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “3”

♦ M1 - moment upetosti točkastog ležaja za obrtanje oko njegove lokalne osi “1”

♦ M2 - moment upetosti točkastog ležaja za obrtanje oko njegove lokalne osi “2”

♦ M3 - moment upetosti točkastog ležaja za obrtanje oko njegove lokalne osi “3”

♦ r1 - prosječna raspodijeljena reakcija linijskog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “1”

♦ r2 - prosječna raspodijeljena reakcija linijskog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “2”

♦ r3 - prosječna raspodijeljena reakcija linijskog ležaja u pravcu njegove lokalne osi “3”

♦ m1 - prosječan raspodijeljeni moment linijskog ležaja za rotaciju oko njegove lokalne osi “1”

Skaliranje utjecaja Pomoću ove naredbe se utiče na računski dobivene rezultate proračuna i na način njihovog ispisa na crtežu. Izborom naredbe Skaliranje utjecaja, koja se nalazi u okviru padajućeg menija Vrijednosti, otvara se dijalog box slijedećeg izgleda.

Skaliranje mjerila dijagrama Izgled dijagrama u linijskim konstrukcijama, može se podešavati i skaliranjem vrijednosti ordinata na dijagramu. Pritiskom na funkcijski gumb “F5”, ordinate se proporcionalno povećavaju, a istovremenim pritiskom na gumbe “ Alt ” i “F5” se smanjuju. Pored promjene mjerila u kojoj se iscrtavaju dijagrami, pomoću funkcijskog gumba “F6 ” je moguće podešavati gustoću šrafure dijagrama. Naime, pritiskom na funkcijski gumb “F6” gustoća šrafure se povećava, a istovremenim pritiskom na gumbe “Alt” i “F6” se smanjuje. Funkcijski gumb “ F7 ” je predviđen za poništavanje svih prethodno zadatih skaliranja dijagrama i povratak na početnu, programski zadano mjerilo.

Projektna dokumentacija Svaki “Tower”-ov ulazni fajl ima istoimenu datoteku sa ekstenzijom “*.TWP_D ”, koja služi za kreiranje tekstualnih i grafičkih izvještaja. Prema tome, za svaki model je moguće kreirati samo jednu projektnu dokumentaciju. Pri ulasku u modul za obradu rezultata proračuna, ovaj dokument postaje aktivan i spreman za smještanje, proizvoljno odabranih prikaza na zaslonu, bez obzira da li oni predstavljaju ulazne podatke, ili rezultate proračuna. Pored toga, u ovaj dokument se mogu smještati i raznorazni tekstualni izvještaji, a postoji i mogućnost njihovog automatskog generiranja. Izborom naredbe Uređivanje izvještaja koja se nalazi u okviru padajućeg menija Datoteka, otvara se prozor sa izgledom projektne dokumentacije.

Prije bilo kakvog rada sa projektnom dokumentacijom, potrebno je odrediti veličinu i izgled jedne strane dokumenta

Izvoz crteža u projektnu dokumentaciju, vrši se iz osnovnog okruženja programa, u modulu za obradu rezultata proračuna. Kako se u svakom trenutku može izvoziti sadržaj bilo kog od prozora, to je jako važno da prije izvoza slike, postavite fokus na željeni prozor.

Direktni ispis pojedinačnih crteža U toku rada sa programom možete imat potrebu da samo jedan crtež brzo ispišete, i to izvan okruženja projektne dokumentacije. Za takve slučajeve, predviđena je naredba Ispis koja se nalazi u okviru padajućeg menija Datoteka. I kod ove naredbe je važno, na kom je prozoru postavljen fokus, jer će sadržaj tog prozora biti pripremljen za ispis. Nakon izbora ove naredbe, otvoriti će se prozor, sličan prozoru za rad sa projektnom dokumentacijom Izvoz u RTF Izborom naredbe Izvoz u RTF, imate mogućnost cijeli grafički dokument (*.twd datoteka) prebaciti u “*.rtf” format, koji je čitljiv za gotovo sve Windows tekst procesore, kakav je i “Word”.