ANALIZA CU ELEMENTE FINITE ŞI OPTIMIZAREA GEOMETRICĂ A UNEI STRUCTURI METALICE FORMATE DIN GRINZI CU ZĂBRELE DE TIP TRAPEZOIDAL

Autor/autori: Conf. dr. ing. Camelia CERBU, Ing. Paul UNGUREANU

Rezumat: Obiectivul principal al acestui articol este proiectarea unei structuri din oţel având rolul de acoperiș pentru hală, formată din șase grinzi cu zăbrele de tip trapezoidal. Mai întâi, se stabilesc forma și dimensiunile grinzii cu zăbrele de tip trapezoidal. Barele grinzii trapezoidale au fost dimensionate după ce în prealabil s-a făcut un calcul de pre-încărcare ţinând cont atât de forţele permanente (greutatea grinzii, greutatea tablei din oţel) cât și de forţele temporare (de exemplu, greutatea zăpezii). Structura de oţel proiectată este analizată utilizând elemente finite de tip truss (bară dublu articulată). Această lucrare prezintă rezultatele analizei cu elemente finite sub forma distribuţiilor de deformaţii și tensiuni. Rezultatele FEA sunt comparate cu cele obţinute din calculul de rezistenţă. Pentru a optimiza geometria structurii de oţel, s-a analizat influenţa pantei acoperișului (unghiul α din geometria grinzii cu zăbrele de tip trapezoidal) asupra distribuţiei tensiunilor, deformaţiilor și asupra deplasării maxime.

Cuvinte cheie: grinzi cu zabrele de tip trapezoidal, rezistenta, dimensionare, elemente finite dublu articulate

Abstract: The main objective of this paper is the design of a steel structure having the role of hall roof, consisting of six trapezoidal trusses. Firstly, the shape and the main dimensions of the trapezoidal truss were established. The bars of the trapeizodal truss were dimensioned after previously it was made a pre-load calculation taking into account both the permanent forces (truss weight, weight of the steel sheet) and temporary forces (eg. snow weight). The designed steel structure is analysed by using truss finite elements. This work presents the results of the finite element analysis in the form of strains and stress plots. The FEA results are compared with the ones obtained from strength calculus. In order to optimize the geometry of the steel structure, it was analysed the influence of roof slope (angle α in the geometry of the trapezoidal truss) on the distribution of the stresses, strains and maximum displacement

Keywords: trapezoidal trusses, strength, dimensioning, truss finite elements

DOWNLOAD PDF