Obciążenia

Wszystkie obciążenia należą do jednego przypadku obciążenia i działają jednocześnie. Aby porównać warianty, zapisz każdy jako plik projektu lub link do udostępnienia.

Wszystkie typy obciążeń na jednej belce ciągłej: siła węzłowa, obciążenie równomierne, obciążenie trapezowe, siła skupiona, obciążenie termiczne i osiadanie podpory

Konwencja znaków w jednym zdaniu

Globalna oś x jest skierowana w prawo, a globalna oś z w dół. Dodatnie Fz lub fz to więc obciążenie skierowane w dół, typu grawitacyjnego, a dodatni moment My obraca na ekranie przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Szczegóły na stronie Układ współrzędnych i konwencje znaków. Przy osi y w górę nazwy i znaki wielkości pionowych się odwracają: obciążenie grawitacyjne to ujemne Fy.

Obciążenia węzłowe

Zakładka Obciążenia → Dodaj obciążenie węzłowe albo kliknij węzeł → Dodaj obciążenie. Wybierz Siła/Moment:

Pole	Znaczenie	Jednostka
Fx	siła pozioma (dodatnia w prawo)	jednostka siły
Fz	siła pionowa (dodatnia w dół)	jednostka siły
My	moment względem osi y (dodatni przeciwnie do ruchu wskazówek zegara)	jednostka momentu

Dodaj obciążenie węzłowe. Podgląd pokazuje kierunek już podczas wpisywania.

Składowe są zawsze w globalnym układzie współrzędnych. Węzeł może mieć kilka obciążeń węzłowych; sumują się i są rysowane jedno nad drugim.

Zadane przemieszczenia (osiadania podpór)

W tym samym oknie wybierz Zadane przemieszczenie albo kliknij podparty węzeł → Zadaj przemieszczenie. Pola zmieniają się na:

Pole	Znaczenie	Jednostka
Dx	wymuszone przemieszczenie poziome	jednostka przemieszczenia
Dz	wymuszone przemieszczenie pionowe (dodatnie w dół)	jednostka przemieszczenia
Ry	wymuszony obrót	rad

Wartość można wpisać tylko dla stopnia swobody, który jest w tym węźle zablokowany, ponieważ przesuwać można tylko podpory. Każdy węzeł ma najwyżej jedno zadane przemieszczenie; edytuj je zamiast dodawać drugie. W układzie statycznie wyznaczalnym osiadanie wywołuje przemieszczenia, ale nie siły przekrojowe; w układzie statycznie niewyznaczalnym wywołuje jedno i drugie.

Obciążenia elementów

Zakładka Obciążenia → Dodaj obciążenie elementu albo kliknij element → Dodaj obciążenie. Wybierz Typ obciążenia; okno już podczas wpisywania pokazuje podgląd obciążenia na elemencie.

Obciążenie równomiernie rozłożone

Pole	Znaczenie	Jednostka
fx	obciążenie na jednostkę długości wzdłuż x	siła / długość
fz	obciążenie na jednostkę długości wzdłuż z	siła / długość
LCS	zaznaczone: fx, fz działają wzdłuż osi lokalnych elementu; odznaczone: wzdłuż osi globalnych	–

LCS jest domyślnie zaznaczone. Na elemencie poziomym narysowanym od lewej do prawej osie lokalne i globalne są takie same, więc nie ma to znaczenia. Na pręcie nachylonym ma:

• obciążenie prostopadłe do pręta (wiatr na krokiew) to fz z zaznaczonym LCS;
• obciążenie pionowe na metr długości pręta (ciężar własny) to fz z odznaczonym LCS;
• obciążenie pionowe na metr rzutu poziomego (śnieg) nie jest dostępne bezpośrednio. Najpierw pomnóż je przez $\cos\alpha$, gdzie $\alpha$ to kąt nachylenia pręta, i wprowadź jako obciążenie pionowe.

Obciążenie trapezowe

Pole	Znaczenie
f1x, f1z	intensywność w węźle początkowym
f2x, f2z	intensywność w węźle końcowym

Intensywność zmienia się liniowo od początku do końca elementu. Obciążenie trójkątne ma f1z = 0. Obciążenia trapezowe działają zawsze wzdłuż osi lokalnych elementu (pole LCS jest zablokowane); na elemencie poziomym jest to to samo co układ globalny.

Obciążenie skupione

Siła lub moment skupiony w dowolnym miejscu wzdłuż elementu, bez potrzeby dodawania węzła.

Pole	Znaczenie
Fx, Fz, My	składowe siły i momentu
Pozycja obciążenia od węzła początkowego	odległość od węzła początkowego, 0 ≤ a ≤ L
LCS	składowe wzdłuż osi lokalnych

Wykres sił tnących ma w miejscu obciążenia skok o Fz, a wykres momentów załamanie; wartość momentu w tym punkcie jest opisywana automatycznie. Skupiony moment My powoduje natomiast skok na wykresie momentów.

Obciążenie termiczne

Pole	Znaczenie
ΔTc, osiowa zmiana temperatury	równomierna zmiana w całym przekroju, dająca wydłużenie $\alpha\,\Delta T_c\,L$
ΔTb − ΔTt, różnica temperatur	włókna dolne minus górne, dająca krzywiznę $\alpha\,(\Delta T_b - \Delta T_t)/h$

Obciążenia termiczne używają α materiału i wysokości h przekroju. Dodatnie ΔTb − ΔTt (dół cieplejszy) wydłuża dolne włókna, więc element ugina się jak belka pod obciążeniem grawitacyjnym. W układzie statycznie wyznaczalnym temperatura wywołuje wyłącznie przemieszczenia; więzy (utwierdzone końce, ciągłość, pręty nadliczbowe) zamieniają ją w siły przekrojowe.

Obciążenie równomiernie rozłożone

Obciążenie trapezowe

Obciążenie skupione

Obciążenie termiczne

Edycja i usuwanie obciążeń

• Każde obciążenie to wiersz w zakładce Obciążenia, w którym możesz bezpośrednio edytować jego składowe i flagę LCS. Obciążenia pojawiają się też jako plakietki w tabelach Węzły i Elementy.
• Kliknij dwukrotnie obciążenie w widoku albo kliknij je i wybierz Edytuj obciążenie, aby otworzyć okno edycji.
• Zaznacz obciążenie i naciśnij Delete albo użyj × w tabeli.
• Obciążenia przypisane do węzła lub elementu są usuwane razem z nim i kopiowane razem z nim przy kopiowaniu i wklejaniu.

Zakładka Obciążenia: jeden wiersz na obciążenie, ze składowymi edytowalnymi bezpośrednio

Czego nie ma

• Przypadków i kombinacji obciążeń. Jest jeden przypadek obciążenia.
• Ciężaru własnego. Wprowadź go jako obciążenie równomierne z odznaczonym LCS: $f_z = \rho\,g\,A$. Dla IPE 200: 7850 × 9,81 × 0,00285 ≈ 0,22 kN/m.
• Obciążeń trapezowych w osiach globalnych na prętach nachylonych.