A Dlubal végeselem rendszerről tudtuk, hogy jó rendszer, de szerettük volna egy konkrét, élő példán megvizsgálni a szolgáltatást, és ezzel együtt megfelelően kezelni a rendszert . Ehhez egy nyugat-magyarországi vállalat  most építendő csarnokát vettük, amelyet kiszámoltunk egy magyar acélszerkezet elemzésre fejlesztett szoftverrel is és a Dlubal RFEM Steel csomagjával.

Kiindulás

A Dlubal előnyeit a nemzetközi sajtó elsősorban a könnyű modellezésben, 3D-s elemzés szakszerűségében, illetve szabványoknak való jó és gyors megfelelésben tartja piacvezetőnek. Ezért a folyamat során ezekre külön figyelmet szenteltünk. Ennek megfelelően elkészítettük egy normál 2D-s keretként a számítást, majd felépítettük a 3D-s modellt, elvégeztük a különböző teher esetek szerinti teherbírás számítást, vizsgáltuk a szerkezetet kihajlásra, horpadásra és legvégül a szerkezet optimalizálás funkciót is használtuk.

Lőrincz Csaba, statikus egy változó keresztmetszetű hegesztett tartót álmodott meg az építész és a megrendelő instrukciói alapján. Csaba elvégezte a számítást a konkurens rendszerben is egy 2D-s keretre, ahol a terheket ő előre kiszámolta.  Ezeket a terheket vettük figyelembe a Dlubal 2D-s számolásnál is, itt nem használtuk a szoftver teher meghatározó funkcióját.

Csarnok viszonylag nagy méretű (90*40 m, 9,5 m váll magasság, 16 keretállás), amelynek  nagy hosszai a kihajlásnál okoztak fejtörést, de Csaba ötlete alapján kreatívan lettek kezelve. A 3D-s modellezésnél bevezettünk egy egyszerűsítést. Mivel a csarnok egyik végén egy iroda tömb lesz, leválasztva és dilatálva a csarnoktól, ezt leválasztottuk és az innen érkező szélterhet kivettük a teher esetek közül.

Modellezés

A 2D-s modell felvétele egy 10 percet sem igénylő folyamat, ahol már a tengely felvétel során meg lehet adni a változó keresztmetszetet, osztani szakaszokra felső övet.

3D-s modellezésre 2 lehetséges út létezik, mind a kettőt kipróbáltuk.

• Létezik egy csarnok varázsló rutin, amellyel 10 perc alatt meg volt az első komplex modell, igaz, a változó keresztmetszetet nem számunkra megfelelően kezelte, ezért mind a 14 állásnál be kellett avatkozni, módosítani a modellt.
• Másik mód, ha először megszerkesztve egy keretállást, azt második lépésként rendszer  intelligensen (hosszmerevítőket, szelemeneket is létrehozva) megsokszorozza. Ekkor a teher eseteket nekünk kell felvenni (De ajánlott a sablon fájlba felvenni, akkor nem kell újra és újra), és a létező rutinokkal a szél, hó terhet gyorsan meghatározni.

Itt volt az első pont, ahol találkoztunk, hogy program nem magyar fejlesztés. Sok környező ország nemzeti kiegészítése fel lett dolgozva a terhek meghatározásánál, de hazánk hiányzik. Ha Ausztriába terveznénk, csak a helyet kell megadni, és program automatikusan gyártaná az összes teher esetet. Legegyszerűbb útnak az tűnt, hogy kiválasztottunk egy osztrák közeli helyet és pár paraméter átírási után elő is állt a MSZ szerinti teher, majd felvettük hazai “extrát”, a rendkívüli hóterhet és kész is voltunk. Vagy még sem.

 

Mint kiderült a rendszer alapcsomagjában nincs benne a szeizmikus teher kiszámítása, ehhez szükséges a Dynam II, amely több módon (így magyar nemzeti kiegészítésnek megfelelően is) tudja a földrengés terheket meghatározni. Ha valaki nem kívánja ezt a modul használni, természetesen felveheti kézi úton is a terhet.

Számítás előtti utolsó lépés a kombinációk elkészítése. A csarnok varázsló ezt automatikusan megteszi, de kézi másolás esetén is van segítség. Bár elsőre természetesen elakadtunk és kérni kellett a fejlesztők segítségét, másodszorra mindkét  esetben kevesebb, mint 1 óra alatt értünk el a számításhoz.

Számítás

Ha mi nem kívánunk beavatkozni, akkor a program automatikusan elvégzi véges elemes háló generálást. Van egy ellenőrző funkció, amely megvizsgálja a statikai modell jóságát, stabilitását, és ha hibát talál, még a számítás előtt szól.

Maga a számítás egy iterációs eljárás (szerintem ezt minden végeselemes rendszerrel dolgozó számára ismert), így az időtartam sokban függ az iterációs paraméterektől. Elsőre kis értékek mellett 1-2 perc volt  számítás, de volt olyan paraméter, ahol közel negyedórát tartott a kiértékelés. Kihajlás vizsgálat számításról és optimalizációról később.

Eredmények

A 2D-s modell nagyon hasonló eredményeket hozott, mint az eredeti számítás, pár százalék  tért el, amit a külpontosság kezelése okozott. Sokkal izgalmasabb a 3D-s modell számítási eredménye. A vállban a szélső értékek pár százalékkal kisebbek lettek, amely befolyással lehet a felhasználandó anyag mennyiségre.

A program automatikusan  készít egy dokumentációt, ami alapból több 100 oldal. Ez már magyar nyelvű, bár sajnos vannak benne idegen nyelvű kifejezések. Ezt bárki javíthatja, illetve mindenki elkészítheti a saját szótárát. (Fejlesztő következő verzióra ígéri a teljes fordítást)

Az alap dokumentáció minimális képpel, ábrával van ellátva, de egy-két lépéssel hozzáadhatók a képernyőre beállított nyomatéki ábrák, átnézeti képek, stb. Néhány próbálgatás után kiderült, hogy egyszer kell elkészíteni a kimenet (printout) sablonját, utána már tényleg csak modellt kell építeni, a program ontja a megfelelő dokumentációt. De egyszer valakinek át kell rágnia magát a sablon beállításain.

Kihajlás vizsgálat

A rendszer lehetőséget ad, hogy kiválasztva a kritikus keret állást, onnan átvegyünk minden adatot, csak az extra paramétereket kell megadni számítás  előtt. De ezek az extra paraméterek, amik művészetet jelentik. Megkérdezve a fejlesztőket, csak annyit válaszoltak, ez a mérnök döntése. Ezért döntöttünk, hogy mely módon vegyük figyelembe a kereszt övmerevítéseket, a szelemenek és bordás lemez hatását, és az alsó övlemez és szelemenek közé tett ferde támaszt, “piszkafákat”.

Rögtön jelzem, hogy volt olyan konzervatív szemlélet, ahol nem felelt meg a modell, de ha bizonyos szabadság fokokat definiáltunk, megfelelt a szabványnak, nem igényelt változást.

Optimalizálás

De a legszebb a végére maradt. Lehetőség van az első eredmény után az EC3 modulban egyes paraméterek fix értékének feloldására. Többet is lehetne feloldani, de az nem ajánlott, végtelen hosszú lesz a számítás (csak egyszer próbáltam). A nem kihasznált szakaszoknál megadtam, hogy vastagsága milyen 2 érték között mozoghat, és rendszer kiszámolta az optimálisat. Majd az öv szélességet parametrizáltam, azzal végeztem el az optimalizálást. Ennek a modulnak okos használatával jelentős anyag mennyiség spórolható meg.

Tanulságok

Bár még mindig nem ismerjük jól a szoftvert, nincsenek meg benne a magyar nemzeti kiegészítések, de így is pillanatok alatt lehet elindulni, modellt építeni, számítani. Ott, ahol ipari mennyiségben van munka, valószínű nem lehet kérdés a Dlubal hasznossága. Most egy acélszerkezetre végeztük el az esettanulmányt, de létezik vasbeton, alumínium, üveg és faszerkezet kiegészítése. Ez utóbbi miatt ajánlom a nemzetközi referenciákat átnézni, fantasztikus épületek statikai számításairól lehet olvasni.