Egy dániai lakóépület-fejlesztésnél pontos rezgésvizsgálatra volt szükség annak érdekében, hogy a szerkezet megfeleljen a komfortkövetelményeknek és a tartószerkezeti előírásoknak. Jonas Syders Knudsent, a JSK Vibrations alapítóját és tartószerkezet-dinamikai szakértőjét bízták meg az épület üreges födémpallóinak dinamikai viselkedésének elemzésével.
Jonas a FEM-Design, segítségével részletes végeselemes analízist készített, amely alapján a kivitelező a megfelelő rezgési viselkedés biztosítása mellett csökkenteni tudta a födémpallók vastagságát. Ez hatékonyabb és költségtakarékosabb megoldást eredményezett.
A projekt rövid áttekintése
A vizsgált projekt egy többszintes lakóépület volt, ismétlődő alaprajzi kialakítással. A rezgési követelmények teljesítéséhez eredetileg 270 mm vastag üreges födémpallókat javasoltak. Jonas feladata az volt, hogy megvizsgálja, alkalmazhatók-e vékonyabb, 220 mm vastag pallók a komfort és a szerkezeti teljesítmény romlása nélkül. Az üreges födémpallók fesztávja elérte a 9,6 métert.
Az üreges födémpallókból kialakított födém ortotróp viselkedésű, vagyis hosszirányban merevebb, mint keresztirányban. Ennek pontos modellezése elengedhetetlen volt a szerkezet valósághű dinamikai válaszának meghatározásához.
Jonas FEM-Design-ban részletes 3D modellt készített a födémrendszerről, amelyben a megfelelő merevségi értékeket, a geometriát és a tehereloszlást is figyelembe vette. A fürdőszobákban például nagyobb terhekkel számolt, mint a lakóterekben. A cél annak meghatározása volt, hogy a vékonyabb födémpallók is teljesítik-e a rezgési követelményt. A kisebb vastagság előnye, hogy csökkenti a szerkezeti magasságot, egyszerűsíti a beépítést, és segíti a városrendezési előírásoknak való megfelelést.
Mérnöki kihívások
- Ortotróp merevség modellezése: az üreges födémpallókból kialakított födém hosszirányú és keresztirányú merevségét igazolt kutatási eredmények alapján modellezték.
- Peremfeltételek kontrollja: a megtámasztási viszonyok pontos leírása alapvető volt a megbízható eredményekhez.
- Valósághű terhek: a konzervatív teherbírási határállapotú terhek helyett reális használhatósági terheket kellett alkalmazni a rezgési határértékek ellenőrzéséhez.
- Megrendelői elvárások: a kivitelező az építészeti és szerelési előnyök miatt vékonyabb födémpallókat szeretett volna használni, ehhez azonban igazolni kellett a megfelelő rezgési viselkedést.
Miért választotta a JSK Vibrations a FEM-Design szoftvert?
Jonas több mint hat éve kizárólag FEM-Design-nal dolgozik. Sokoldalúsága és felhasználóbarát felülete miatt minden végeselemes feladatához ezt a szoftvert használja. Ennél a projektnél különösen fontos volt, hogy a FEM-Design alkalmas ortotróp héjelemek modellezésére és sajátfrekvencia-analízis elvégzésére.
„A FEM-Design az egyetlen szoftver, amelyet használok, mert minden végeselemes igényemet lefedi. Intuitív, pontos, és teljes kontrollt ad a merevségek és a peremfeltételek felett” – magyarázza Jonas.
A FEM-Design hatása a munkafolyamatra
A JSK Vibrations már a korai tervezési fázistól bevonta a FEM-Design szoftvert a projektbe, ami gyors munkavégzést és magabiztos döntéshozatalt tett lehetővé.
- Hatékony munkavégzés: Jonas hét napon belül elkészítette az analízist, amely alapján a tartószerkezeti tervező és a kivitelező megállapíthatta, hogy alkalmazhatók a 220 mm vastag födémpallók.
- Anyagoptimalizálás: A vékonyabb födémpallók csökkentik a szerkezeti magasságot, és nagyobb rugalmasságot adnak a beépítés során, miközben a rezgési komfort továbbra is biztosítható.
- Nagyobb pontosság: A FEM-Design lehetővé tette a valósághű terhek és peremfeltételek modellezését, így elkerülhetők voltak a túlzottan konzervatív feltételezések.
- Felhasználóbarát felület: A merevségi értékek egyszerű megadása és ellenőrzése növelte a modellbe és az eredményekbe vetett bizalmat.
„A FEM-Design sajátfrekvencia-analízise kiváló. Megkapom a sajátfrekvenciákat és a modális tömegeket, ezek alapján pedig ki tudom számítani a gyorsulásokat, és össze tudom hasonlítani őket a rezgési követelményekkel” – teszi hozzá Jonas.
Sajátfrekvencia-analízis a FEM-Design-ban.
Ügyfélvisszajelzés
„A FEM-Design egyszerűvé teszi a rezgésvizsgálatot. Modellezni tudom az ortotróp viselkedést, pontosan kezelhetem a peremfeltételeket, és gyorsan megbízható eredményeket kapok. A StruSoft támogatási csapata is fantasztikus: gyors válaszokat és mély szakmai tudást kapok, különösen olyan speciális területeken, mint a dinamikai analízis.”
— Jonas Syders Knudsen, alapító és mérnök, JSK Vibrations.
Ügyfélbemutató
A JSK Vibrations dán mérnöki tanácsadó cég, amely teherhordó szerkezetek rezgésvizsgálatára specializálódott. A vállalat meglévő szerkezeteken és szerkezeti elemeken is végez rezgésméréseket, többek között födémeken, lépcsőkön, járófelületeken, erkélyeken, kéményeken és szélturbinákon. Lakó- és kereskedelmi projektek esetében már a tervezési fázisban is végez rezgésszámításokat és rezgésvizsgálatokat.
