Przestrzenna sztywność budynku szkieletowego

Sztywność przestrzenna budynków odgrywa fundamentalną rolę dla bezpieczeństwa konstrukcji. Prawidłowo dobrane opłytowanie i system jego mocowania za pomocą zszywek lub gwoździ gwarantuje ścianom szkieletowym wymaganą sztywność i odporność na obciążenia poziome.
metoda obliczeniowa
Podstawowym normatywem dla obliczeń sztywności ścian w budynkach szkieletowych jest PN-EN 1995, nazywany potocznie Eurokodem 5. Opisane tam metody zakładają uproszczoną procedurę obliczeniową. Rzeczywisty model ścianki z otworami okiennymi i drzwiowymi zostaje uproszczony do odcinków ścian o pełnej wysokości. Dodatkowo każdy z nich wymaga osobnego kotwienia na obrót.

Badania prowadzone przez zespół Colling, Kessel, Hall zaowocowały lepszą i wydajniejszą metodą obliczeniową. Model obliczeniowy sztywności budynku uwzględnia rzeczywisty kształt przegród budowlanych. W obliczeniach brane są pod uwagę wszystkie otwory i wycięcia występujące w ścianach.
3 parametry ścian
Procedura obliczeniowa wymaga określenia dodatkowych informacji o każdej ze ścian. Funkcja ściany determinuje czy będzie brała udział w obliczeniach czy też nie. Konieczne jest również określenie, która z warstw płyt konstrukcyjnych uwzględniona będzie w obliczeniach. Ostatnim lecz niezwykle ważnym elementem jest definicja parametrów gwoździowania płyt.
4 konstrukcja ścian
Obliczenia wymagają rzeczywistego modelu konstrukcji ścian. Na podstawie cech ścian oraz zmiennych projektowych automat generuje strukturę ściany: szkielet oraz opłytowanie.
5 obciążenia
Obliczeniom poddawany jest rzeczywisty model rozpatrywanego budynku. Na podstawie trójwymiarowego modelu automatycznie generowane są obciążenia poziome ścian pochodzące od wiatru. Dla każdej ze ścian można wprowadzić dodatkowe obciążenia zarówno pionowe jak i poziome.
6 materiały
Obliczenia wymagają określenia rzeczywistych parametrów materiałowych płyt oraz łączników. Baza materiałowa zawiera płyty mineralne oraz drewnopochodne wraz z niezbędnymi parametrami mechanicznymi.
7 ściany, stropy, budynek
Obliczenia sztywności przestrzennej budynku realizowane są dla ścian w obrębie jednej kondygnacji. W takim przypadku analizowany jest cały układ ścian, a nie pojedyncze wyizolowane ściany. Obciążenia są redystrybuowane między ścianami według kryterium ich sztywności.
Analizie można podać również pojedyncze, wyizolowane ściany, stosują dodatkowe obciążenia.
8 punkty kotwienia
Położenie punktów kotwienia dobierane jest automatycznie przez wewnętrzny algorytm. Projektant może w pełni kontrolować proces kotwienia ścian dodając nowe punkty kotwienia na obrót.
9 wyniki
Wyniki obliczeń obejmują całkowite wytężenia każdej ze ścian. Bardziej szczegółowe dane można uzyskać analizując ściany indywidualnie. Wykresy przemieszczeń, wytężenie ściegów gwoździowania, rozstaw ściegów gwoździowania można zapisać w formie rysunków jako uzupełnienie do raportu obliczeniowego.
optymalizacja
Mechanizm optymalizacji rozstawu łączników płyta - szkielet dostosowuje ich rozstaw do zakładanego poziomu nośności ściany. Metoda iteracji zwiększa lub zmniejsza odległości między łącznikami do uzyskania zakładanego wyniku. Poziom uzyskanej ności ścian zostaje ujednolicony dla wszystkich ścian poddanych optymalizacji.
produkcja
Wyniki obliczeń sztywności przepon mają przełożenie na parametry produkcyjne - mosty wielofunkcyjne. Parametry i rozstawy łączników są transferowane do modelu konstrukcyjnego oraz plików maszynowych.