czwartek, listopada 13, 2014

Historia betonu sięga VI w. p.n.e. [1], jednak jego właściwy rozwój rozpoczął się w 1824 roku, gdy Anglik Joseph Aspdin opracował cement portlandzki [2]. Nowe spoiwo o właściwościach hydraulicznych miało właściwości zbliżone do kamienia naturalnego - wysoką wytrzymałość na ściskanie i niską na rozciąganie.

fot. Ikiwaner 

Kolejnym kamieniem milowym było wprowadzenie zbrojenia betonu w 1867 roku przez Francuza Josepha Moniera, co spowodowało szybki rozwój konstrukcji betonowych. W 1886 roku P. H. Jackson opatentował system sprężania prętami belek i łuków [3], jednak próby te były stosunkowo nieskuteczne ze względu na słabo poznane zjawiska reologiczne. Dużym krokiem na przód było zastosowanie sprężenia betonu za pomocą stali o wysokiej wytrzymałości przez Francuza Eugène Freyssineta, który zajmując się budową dużych mostów, obserwował ich zachowanie. Jednak za ojca idei sprężania cięgnami zewnętrznymi, uznaje się niemieckiego inżyniera i wynalazcę Franza Dischingera, który wprowadził tę innowację ze względu na liczne zalety tego rozwiązania m.in. możliwość wymiany cięgien i ich inspekcji. Podobnie jak jego poprzednicy, zajmował się on reologią i jako pierwszy zaproponował zbliżony do rzeczywistości model opisujący owe procesy. Swoje pomysły zawarł w projekcie mostu Aue w Saksonii. Przez długi czas konstrukcje tego typu nie pojawiały się jednak na świecie. Powrót do dawnych sprawdzonych rozwiązań nastąpił dopiero w latach siedemdziesiątych przy budowie wiaduktów w miejscowościach Exe i Exminster w Anglii. Od tego momentu dało się zauważyć wyraźny krok naprzód i rozwój pomysłów, co za skutkowało rozwiązaniami zaproponowanymi przez Jacquesa Mathivata, które obecnie rozwijane są na całym świecie i pozwalają przekraczać coraz większe rozpiętości. Za rozsądny zakres uważa się wartości rzędu 100 - 200 m.

Źródła:

[1] Jamroży Z.: Beton i jego technologie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005
[2] Flaga K.: Betony mostowe, Inżynieria i Budownictwo, 6/2007
[3] Trochymiak W.: 70 lat mostów sprężanych cięgnami zewnętrznymi, Konferencja Polska mechanika u progu XXI wieku, Kazimierz Dolny 2001

Mosty extradosed - Krótka historia betonu i sprężania zewnętrznego. Część 1

Konsultacje projektów jednoprzęsłowego, sprężonego mostu betonowego wskazują, że duża część osób ma problem z interpretacją zapisów znajdujących się w Eurokodach, które dotyczą kombinacji obciążeń. Problemem jest forma wzoru kombinacyjnego w przypadku jednoczesnego występowania Modelu Obciążenia LM1 oraz obciążenia na chodnikach i ścieżkach rowerowych umownie nazywanego "obciążeniem tłumem".


Kluczowymi punktami, które mówią jak postępować są:
PN-EN 1990:2004/A1 A2.2.1(9)P W przypadku dowolnej kombinacji zmiennych oddziaływań ruchomych z innymi oddziaływaniami zmiennymi, określonymi w innych częściach EN 1991, każdą grupę obciążeń, jak zdefiniowano to w EN 1991-2, należy uwzględniać jako jedno oddziaływanie zmienne.
PN-EN 1991-2 4.5.1(1) Jednoczesność działania układów obciążenia [...], należy uwzględniać przez rozpatrywanie grup obciążeń określonych w Tablicy 4.4a.
Należy również pamiętać o przeglądaniu załączników do głównych części Eurokodów, ponieważ prawidłowa Tablica 4.4a znajduje się w poprawce do Eurokodu PN-EN 1991-2:2007/AC.

W naszym projekcie rozważamy jedynie grupę GR1A, która składa się z Modelu Obciążenia LM1 (systemu tandemów TS i układu UDL) w wartości charakterystycznej i obciążenia równomiernie rozłożonego od "tłumu" w wartości kombinacyjnej (zredukowanej) .

W przypadku stanu granicznego nośności powinniśmy wykorzystać wzór kombinacyjny PN-EN 1990 6.4.3.2. (6.10) w uproszczonej postaci dla jednego wiodącego obciążenia zmiennego, którym w tym przypadku jest cała grupa obciążeń GR1A (TS + UDL + "tłum"):


Jak można zobaczyć po tym przykładzie, nie zastosujemy tutaj żadnego ze współczynników kombinacyjnych . Stosowalibyśmy je w przypadku rozważania również innych obciążeń zmiennych takich jak wiatr czy oddziaływania termiczne. W niektórych przypadkach mogą one odgrywać rolę oddziaływania wiodącego i wtedy użylibyśmy odpowiednie współczynniki kombinacyjne, aby zredukować wartości towarzyszące. Należy jednak w takim przypadku pamiętać o zastosowaniu adekwatnego współczynnika częściowego na poziomie 1,50.

Po uzupełnieniu wzoru o odpowiednie współczynniki częściowe i pominięciu wpływu korzystnych obciążeń stałych, możemy umownie przedstawić go w postaci:


Dla stanu granicznego użytkowalności w przypadku kombinacji charakterystycznej sytuacja jest analogiczna. Stosujemy wzór PN-EN 1990 6.5.3 (6.14b) w postaci dostosowanej do naszego projektu:

Po uzupełnieniu wzoru otrzymujemy następującą umowną postać:


Bardziej dociekliwi zauważą również, że w uwagach do Tablicy PN-EN 1990:2002/A1 A2.1 znajduje się w uwagach dodatkowa informacja, że współczynniki kombinacyjne są słuszne w przypadku zastosowania współczynników dostosowawczych równych 1,0, co nie jest prawdą w naszym projekcie. Jednak ze względu na to, że do dzisiaj nie został wydany Załącznik Krajowy regulujący te kwestie, nie będziemy się w ten problem zagłębiać.

Zachęcam do dyskusji nad tym tematem w komentarzach, na zajęciach jak i na konsultacjach.
Wszystkie podane tutaj wzory i uwagi co do projektowania, mają zastosowanie jedynie do warunków projektu z przedmiotu Mosty II. Każdy inny przypadek należy rozpatrywać osobno.

Mosty sprężone - jak tworzyć podstawowe kombinacje obciążeń?

środa, października 29, 2014

Wiele osób, które przyzwyczajone są do projektowania według "starych norm", zarzuca Eurokodom zbytnią opasłość. Faktycznie, gdy popatrzymy na ilość norm, które obecnie trzeba stosować, często na początku naszej drogi nie wiemy w co włożyć ręce. Masa odwołań, powołań i odsyłań do innych części Eurokodów przytłacza. Czy faktycznie tego materiału jest znacznie więcej i jest bardziej ogólny? Czy to coś złego?

fot. eurocodes.jrc.ec.europa.eu

Gdy porównamy objętość podstawowych dokumentów rysuje się przed nami ciekawy obraz dzisiejszej sytuacji:

Zestawienie norm europejskich potrzebnych do projektowania mostów

Robi wrażenie, prawda? Na mnie ogromne. Dopóki tego sobie nie zestawiłem, nie zdawałem sobie z tego nawet sprawy. Jak to wygląda w przypadku "starych norm"?

Zestawienie norm polskich potrzebnych do projektowania mostów

Zauważacie różnice? Jest dość wyraźna.

2084 stron Eurokodów vs. 399 stron "starej dobrej polskiej normy"


Zdaję sobie sprawę, że nie jest to do końca obiektywne zestawienie i ktoś mógłby mi zarzucić, że Eurokody są znacznie nowsze i obejmują więcej zagadnień. Jednak druga strona mogłaby wysunąć argument, że projektowane obiekty według poprzednich norm stoją do dzisiaj, mają się dobrze i nie są nadmiernie przewymiarowane. Dyskusja może toczyć się w nieskończoność, a my i tak jesteśmy "skazani" na normy europejskie. Ponarzekać na objętość można jednak zawsze:)

Po inne ciekawe dane i zestawienia odsyłam do prezentacji Pana Tomasza Kaczmarka "Eurokody w projektowaniu obiektów mostowych z perspektywy polskiego projektanta".

Czekam też na Wasze komentarze w tej sprawie.

Eurokody - czy więcej znaczy lepiej?

niedziela, października 26, 2014

Nie wiem czy ta aplikacja ucieszy wykładowców matematyki i przedmiotów ścisłych, ale na pewno zainteresuje studentów. Wystarczy zeskanować równanie i po chwili otrzymujemy wynik. Jakby tego było mało, to dodatkowo sposób dojścia do niego. Więcej informacji na stronie producenta oraz w filmie promocyjnym:

photomath.net


PhotoMath from MicroBLINK on Vimeo.

Rozwiązywanie zadań w czasie rzeczywistym

piątek, października 24, 2014

Czasami w życiu inżyniera lub projektanta nadchodzi taki moment, że musi zautomatyzować swoją pracę ze względu na ogromną ilość danych. Dla przykładu możemy wyobrazić sobie sytuację, kiedy dostajemy od geodety plik tekstowy z punktami charakterystycznymi przekrojów poprzecznych w rozstawie co 10 metrów dla dwukilometrowego odcinka drogowego - łatwo policzyć, że będzie tych przekrojów około 200. Niestety jak to zwykle bywa, nie ma on dla nas czasu i jeżeli chcemy (a chcemy!) mieć to na dzisiaj, musimy sami to zrobić. Ręczne rysowanie jest skazane na porażkę, ale właśnie do takich problemów został stworzony komputer.

Autocad ma możliwość wczytania skryptu, który odwali za nas całą czarną robotę. Jak to zrobić?

1. Klikamy prawy przyciskiem myszy na puste miejsce pulpitu lub folderu i tworzymy plik tekstowy. Zmieniamy jego rozszerzenie z NAZWA.txt na NAZWA.scr i otwieramy.

2. Kolejnym krokiem jest wpisanie odpowiednich komend, które są analogiczne do tych, które wprowadzalibyśmy w angielskiej wersji Autocada. Czyli na przykład, gdy chcemy narysować linię łączącą dwa punkty zastosujemy polecenie "_line".

3. Przykładowy skrypt znajduje się poniżej pomiędzy poziomymi liniami i może wyglądać następująco (tak, te dwie puste linie na końcu są istotne):

_____________________________________________________________
_line 606,105.85
556,105.85
406,102.85
376,90.35
356,0
271,0
251,90.35
35,111.83
35,132.33
283,124.89
606,131.35

_line 35.0,132.33
35.0,104.63
32.03,101.21
2.97,97.05
0,99.63
0,153.63
2.97,156.54
236,149.55
236,129.55
232.84,126.39
35,132.33

_line 236,149.55
252,149.55
256,139.55
256,129.55
236,129.55

_line 256,129.55
259.97,125.58

_line 256,135.55
283,133.39
606,139.85

_ai_selall

_mirror 606,0
606,1
N
_mtext 410,180
k
25
850,180
kisaladawid.blogspot.com


_____________________________________________________________

Skopiujcie lub przepiszcie dokładnie ten skrypt, bo ich dużą wadą jest to, że liczy się każda spacja, enter i literka.

4. Jak uruchomić taki skrypt? Jest do tego odpowiednie polecenie "_script" (ciężko było się domyslić) oraz ikona:


5. Po wczytaniu pliku powinniśmy otrzymać taki oto obrazek:


Jeżeli komuś to nie zadziała i pojawią się jakieś błędy, bądź linie w miejscach w których nie powinny być, sprawdźcie ustawienia. Klikamy prawym przyciskiem myszy w wolne pole i wybieramy <Opcje...>. Następnie zakładkę <Parametry dla wprowadzania współrzędnych> w prawy górnym rogu i na koniec <Klawiatura>. Całość zatwierdzamy kilkając w <OK>. Jeżeli dalej nie działa, to sprawdźcie czy skrypt faktycznie wygląda tak samo jak na stronie, bo najprawdopodobniej brakuje jakiegoś znaku. Dużo informacji o błędzie dostarcza też menu komend.


Jedno kliknięcie zamiast kilku tysięcy w przypadku bardziej skomplikowanych problemów.
Zastosowania tej techniki mogą być przeróżne, chciałem Wam tylko pokazać sposób - kreatywność jest już po Waszej stronie. Mam nadzieję, że się przyda.

Autocad - jak znacznie zwiększyć szybkość rysowania? Część 3 - skrypty automatyzujące

środa, października 22, 2014

W poprzednim poście pisałem o tym jak "zaprogramować" swoje własne skróty "Autocad - jak znacznie zwiększyć szybkość rysowania? Część 2". Tym razem rozwiniemy myśl z poprzedniego wpisu i zastanowimy się jak na bazie tego pomysł możemy jeszcze bardziej przyspieszyć.


Sposób jest stosunkowo prosty i tak naprawdę może być rozwiązany na wiele sposobów w zależności od tego jakich funkcji Autocada używamy najwięcej. Podstawa jest taka sama - starajmy się wszystkie funkcje przypisać w taki sposób, abyśmy używali jedynie dziewięciu klawiszy:
Q W E
A S D
Z X C

Dzięki temu lewa ręka cały czas znajduje się w jednym miejscu, ponieważ za pomocą dziewięciu klawiszy przywołujemy daną funkcję, klawiszem 'SPACJA' je zatwierdzamy, a 'ESCAPE' rezygnujemy z ich użycia. Prawa ręka obsługuje jedynie myszkę.
Kombinacje mogą być przeróżne. Najczęściej używane funkcje należy zaprogramować pod jednym klawiszem, dla nieco rzadziej używanych stosujmy kombinację dwóch literek, a dla pozostałych trzech. Oczywiście można powtarzać tę samą literę. 
Przykładowe skróty mogą prezentować się następująco.


Oczywiście jest to tylko przykład i na pewno można wymyślić bardziej efektywne i ergonomiczne kombinacje, więc kombinujcie i dajcie znać w komentarzu.

Autocad - jak znacznie zwiększyć szybkość rysowania? Część 2 - optymalna konfiguracja skrótów klawiaturowych

niedziela, października 19, 2014

Belgowie postanowili sprawdzić eksperymentalnie czego uczy nas szkoła, czy nie uczymy się schematów i jak działa nasza kreatywność. Wyniki poniżej:


Jak to wygląda na studiach? Czy nie popadamy w odtwarzanie schematów? Kto bez winy niech pierwszy rzuci kamieniem:)

Jak tam z naszą kreatywnością?

środa, października 15, 2014

Gdy przychodzimy na studia od pierwszego dnia słyszymy o Autocadzie. Później nadchodzi czas, gdy musimy z niego skorzystać, ale niestety zajęcia z Grafiki Komputerowej są dopiero za semestr, albo dwa. Dlatego większość osób jest samoukami i jeżeli sami nie są zaciekawieni dodatkowymi możliwościami programu to niestety rysowanie pozostawia jeszcze wiele do życzenia. Zawsze można coś poprawić, ale najczęściej ten czas przychodzi dopiero w biurze projektowym. Mimo, że wydawało nam się, że szybko potrafimy rysować i nic nie stanowi dla nas tajemnicy to rzeczywistość szybko sprowadza nas na ziemię. Jak oni to robią? Jedną z odpowiedzi są własne skróty i nie używanie żadnych ikon.


Od dawna wiadomo, że jeżeli ktoś wprawnie potrafi posługiwać się skrótami klawiaturowymi to znacznie szybciej może wykonać wszystkie czynności. Dużo szybciej naciśniemy 'L' i 'ENTER', niż gdybyśmy mieli najechać myszką na odpowiednią ikonę. Okazuje się, że przez dwa tricki można to jeszcze bardziej usprawnić.

Po pierwsze nie musimy naciskać 'ENTER', a równie dobrze możemy do tego celu używać 'SPACJI'. Jeżeli chcemy użyć ponownie tej samej funkcji, to też nie musimy wybierać odpowiedniego skrótu po raz drugi, bo wystarczy, że ponownie naciśniemy 'SPACJĘ'.

Po drugie możemy zdefiniować własne skróty, które znacznie mogą zwiększyć naszą efektywność. Jak to jednak zrobić? Musimy edytować plik 'acad.pgp'. Tylko gdzie go znaleźć? Możemy to zrobić co najmniej na dwa sposoby:

1. Przechodzimy do ścieżki na naszym dysku, gdzie znajduje się ten plik i edytujemy go np. Notatnikiem:
C:\Users\Nazwa użytkownika\AppData\Roaming\Autodesk\Wersja AutoCADa\plk\Support
Kilka uwag co do tego sposobu:
  • Folder 'AppData' może być ukryty. W takim wypadku musimy włączyć pokazywanie ukrytych plików.W tym celu uruchamiamy dowolny folder, a następnie klikamy w <Organizuj> w lewym górnym rogu. Następnie <Opcje folderów i wyszukiwania> i zakładkę <Widok>. Z listy <Ustawienia zaawansowane> wyszukujemy i zaznaczamy opcję <Pokaż ukryte pliki, folder i dyski> i klikamy <OK>. 
  • W polu 'Nazwa użytkownika' i 'Wersja Autocada' musimy oczywiście wpisać nasze dane.
2. Drugi sposób działa z poziomu włączonego programu, jednak jest zależny od wersji jaką dysponujemy. Najczęściej opcja ta znajduje się pod <Narzędziami>.


Gdy już uda nam się otworzyć i edytować plik 'acad.pgp', zmiany możemy wprowadzić albo ponownie uruchamiając program albo wpisując polecenie 'REINST'.

W końcu udało nam się otworzyć plik, więc teraz więcej informacji jak go edytować.


Zjeżdżamy na sam dół, aż do sekcji "Skróty poleceń użytkownika". Nowe skróty definiujemy w ten sam sposób, jak można zobaczyć powyżej. Najpierw podajemy skrót np. 'D' oraz przecinek, a następnie od gwiazdki komendę Autocada, która wykonuje dane polecenie. W przypadku gdy nie pamiętamy jak nazywa się dana komenda, możemy się tego dowiedzieć najeżdżając na jej ikonę lub przeszukując górną część pliku 'acad.pgp'. Gdy jesteśmy zadowoleni z rezultatów zapisujemy całość i w Autocadzie wpisujemy polecenie 'REINST'. W oknie dialogowym, które wyskoczy zaznaczamy <Plik PGP> i naciskamy <OK>.


Od teraz możemy cieszyć się nowymi skrótami w Autocadzie i znaczną poprawą, jeżeli chodzi o jego użytkowanie.

PS: Ze względu na liczne z zmiany w kolejnych wersjach programu, sposób działania może być w niektórych aspektach nieco odmienny.

Autocad - jak znacznie zwiększyć szybkość rysowania? Część 1 - własne skróty klawiaturowe

środa, października 08, 2014


Konstrukcje sprężone to stosunkowo młoda dziedzina w budownictwie, jednak sprężanie wykonywano od dawien dawna. Wystarczy wspomnieć, że takie przedmioty codziennego użytku jak koło rowerowe czy drewniane beczki zespojone metalowymi obejmami. Wykorzystują one w swojej pracy istotę sprężania.
Metodę udoskonala się do dziś, przede wszystkim aby umożliwić przeniesienie coraz większych obciążeń stosując małe przekroje poprzeczne elementów (a tym samym mały ciężar własny).
Sprężenie to wprowadzenie do konstrukcji wstępnego układu sił wewnętrznych, który przeciwdziała zewnętrznemu obciążeniu w taki sposób, iż konstrukcja przeniesie w bezpieczny sposób łączne działanie tych układów.
Można to łatwiej wytłumaczyć w taki sposób, że do naszej belki wprowadzamy element, powodujący odwrotne ugięcie naszej konstrukcji ("do góry"), dzięki temu po przyłożeniu obciążenia z zewnątrz (np. ruch samochodowy na moście), nasza belka przemieści się mniej, niż gdyby wcześniej nie dokonano sprężenia. Widać to na rysunku poniżej:


Możemy zastosować różne techniki sprężania w zależności od potrzeb:
1. za pomocą cięgien (drutów, splotów, kabli, prętów, lin):
- strunobeton (najbardziej popularny sposób prefabrykacji)
- kablobeton (najbardziej uniwersalny sposób wykonywania elementów)
2. bez użycia cięgien za pomocą: pras, klinów lub z zastosowaniem ekspansji betonu
3. za pomocą zabiegów specjalnych

Najistotniejszymi z nich są te ujęte w punkcie 1 i to na nich głównie skupimy naszą uwagę.
Strunobeton charakteryzuje się tym, że kabel sprężający naciągamy w pierwszej kolejności, a dopiero po tym zabiegu betonujemy nasz element. Zakotwienie pomiędzy stalą, a betonem uzyskujemy drogą przyczepności pomiędzy tymi dwoma materiałami. Metoda ta ma przez swoją specyfikę pewne ograniczenia. Przede wszystkim musi być wykonywana w wytwórni, cięgna mogą być poprowadzone po prostej lub łamanej, ale tylko w obrębie elementu, transport z wytwórni na plac budowy realizowany jest tylko jako całość, a długość elementu maksymalnie wynosi 40 m (zalecane są długości do 24 m).
Kablobeton charakteryzuje się tym, iż cięgno sprężające naciągamy dopiero, gdy beton zwiąże i osiągnie odpowiednią wytrzymałość. Przenoszenie siły sprężającej następuje wtedy na czole belki poprzez docisk zakotwienia do powierzchni betonu. Metoda ta ma przez to kilka wyróżniających ją zalet: element może być wykonywany w wytworni i na placu budowy, cięgna mogą mieć dowolny kształt i być prowadzone poza elementem, transport może być realizowany w całości lub segmentami, a długość elementu jest dowolna.
W obu sposobach wykonania elementów należy zauważyć, że stal sprężająca nie ma kontaktu z betonem w chwili naciągu (stal w kablobetonie prowadzi się w osłonkach).

Sprężenie możemy również sklasyfikować według intensywności:
1. super pełne - brak naprężeń rozciągających od podstawowej kombinacji obciążeń
2. pełne - naprężenia rozciągające przenosi beton oraz nie występują rysy przy krótkotrwalej kombinacji obciążeń
3. ograniczone - brak naprężeń rozciągających od długotrwałej kombinacji obciążeń, a od kombinacji krótkotrwałej dopuszcza się rysy poniżej 0,2 mm
4. częściowe - dopuszcza się niewielkie rozciągania i rysy poniżej 0,2 mm

Literatura:
1. A. Ajdukiewicz, J. Mames - Konstrukcje z betonu sprężonego

Konstrukcje sprężone - podstawy

2014 Copyright. Proudly powered by Blogger. Centurion Theme by Template Trackers.