FI125202B - Menetelmä ja järjestely rakennuksen muodostamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja järjestely rakennuksen muodostamiseksi

Keksinnön ala

Keksintö liittyy rakennuksen muodostamiseen. Rakennus käsittää rakenneosia. Keksintö liittyy lisäksi rakenneosien rakennemalleihin. Erityisesti keksintö liittyy rakennukseen vaikuttaviin kuormiin.

Keksinnön tausta

Rakennusta (tai siltaa) muodostettaessa täytyy muodostaa tukirakenne, joka kantaa kaikki rakennukseen vaikuttavat sisäiset ja ulkoiset kuormitukset. Kuten kuviossa 1 esitetään, on olemassa erilaisia kuormitustyyppejä: pistekuorma, viivakuorma ja pintakuorma. Kuvioissa on esitetty vain kuormien perustyypit, mutta myös muuntyyppisiä normaalisti käytettäviä kuormia on olemassa, esimerkiksi momentit. Alueella A pistekuorma kohdistuu pisteeseen 1. Alue B esittää tilannetta, jossa kuorma muodostaa viivakuorman, joka kohdistuu viivaan 2. Alue C vastaavasti esittää, kuinka kuorma jakautuu alueelle 3. Kuormaa kuvaavien viivojen pituus havainnollistaa kuormien voimia.

Perinteisesti kuormat jakautuvat tukirakenteen rakenneosien kesken. Laskelmien avulla varmistetaan, että jokainen rakenneosa kantaa siihen kohdistuvan kuorman. Kuvio 2 esittää esimerkkiä rakenteesta 24, johon kohdistuu kuormia. Rakenne (tai täsmällisesti ilmaistuna tukirakenne) muodostuu rakenneosista, kuten palkeista ja pilareista. Pystysuorat viivat 21 kuvaavat rakenteeseen kohdistuvaa painoa, ts. pystysuoraa kuormaa, joka voi olla esimerkiksi lunta ja/tai joku muu kuorma. Koska rakenteen yläpalkit 23 ovat ensimmäiset rakenne-osat, jotka ottavat pystysuoran kuorman 21 vastaan, kuorma jakautuu yläpalkeille. Koska palkit ovat pitkiä kappaleita, ne ajatellaan edullisesti viivoiksi, joihin kuorma 21 kohdistuu - tästä syystä kuorma käyttäytyy kuten viivakuorma.

Jos pystysuoraa kuormaa 21 ja sen jakautumista yläpalkeille 23 tarkastellaan tarkemmin, on hyvä huomata, että pystysuora kuorma muodostaa (tässä tapauksessa) pintakuorman, mutta se kohdistuu useaan viivakuormaan, joista jokaista kantaa tietty yläpalkki. Viivakuormat voidaan myös jakaa useisiin pistekuormiin.

Jokainen yläpalkki siis kantaa tietyn viivakuorman - palkki ja viiva-kuorma on yhdistetty toisiinsa. Tässä hyödynnetään laskelmia jakautumisesta. Laskelmia tarvitaan varmistamaan, että rakenneosat pystyvät kantamaan rakenteeseen kohdistuvat kuormat. Ennen yhdistämistä lasketaan rakenneosan kyky kantaa kuormaa. Yksittäinen rakenneosa voi kantaa useita kuormia, ts. tarvitaan useita liitäntöjä. Rakenneosa voi luonnollisesti aikaansaada kuorman toiselle rakenneosalle. Esimerkiksi kuviossa 2 yläpalkit 23 voivat aikaansaada kuormia pilareille 25. Rakenneosat voivat myös aikaansaada kuormaketjuja, joita kannattelee yksi tai useampi rakenneosa. Ilman laskelmia on mahdotonta muodostaa luotettavaa rakennetta.

Jos palkkien lukumäärä tai niiden sijainti muuttuu jostakin syystä, kuviossa 2 kuorma jaetaan pienempiin osiin laskelmien avulla. Kuorman osat yhdistetään uudelleen rakenteisiin. Tämän jälkeen täytyy laskea kuormien jakautuminen rakenteessa. Lasketaan siis uudelleen, että uusi rakenne pystyy kantamaan kuormat. Kaikkien näiden seikkojen takia uusien yhteyksien määrittäminen muutetun rakenteen ja kuormien välille on hyvin työlästä.

Kuvio 2 esittää myös esimerkkiä vaakasuorasta kuormasta (vaakasuorat viivat), joka muodostaa viivakuorman, joka jaetaan pistekuormiin 22. Vaakasuora kuorma voi olla esimerkiksi tuulikuorma. Pilarit 25 ja 26 kantavat kuorman. Vaakasuora kuorma ei jakaannu tasaisesti, vaan pilarin 25 yläosassa pistekuormat 22A ovat suurempia kuin pilareiden muissa osissa. Kuten voidaan havaita, rakenne voi kantaa erityyppisiä kuormia ja ottaa vastaan niiden voimat ja momentit.

On olemassa useita sovelluksia, joissa hyödynnetään erilaisia ohjelmistoja rakennemallin luomisessa. Nämä sovellukset käyttävät rakennemalleja, jotka vastaavat todellisia fyysisiä rakenneosia, kuten palkkeja, pilareita, peruslaattoja jne. Yleensä tietynlainen sovellus sopii tietynlaiseen tehtävään tai tietynlaisiin tehtäviin, kun taas toisenlainen sovellus sopii toisenlaiseen tehtävään.

Fyysinen malli, ts. rakenneosista muodostettu malli, ja analyysimalli, ts. malli, joka laskee osien kyvyn kantaa kuormaa, on jaettu erillisiin sovelluksiin. Analyysimalli tuottaa kuormat, jotka ovat piste- tai viivakuormia. Jos halutaan käyttää pintakuormaa, se täytyy jakaa etukäteen viiva- ja/tai pistekuormiin. Fyysistä mallia käytetään analyysimallin luomiseen fyysisen mallin rakenneosista. Analyysimallissa rakenneosat esitetään liitosten ja palkkien avulla. Nämä ovat rakenneosien yksinkertaisempia malleja.

Sovellukset eivät toimi yhdessä tämän enempää. Myös pintakuormat täytyy jakaa analyysimallia varten pienempiin osiin, kuten viiva- ja piste-kuormiin, manuaalisesti tai erityisen sovelluksen avulla. Kuormien ja rakenneosien väliset yhteydet määritellään myös manuaalisesti. Tosin yhteyksien to teuttamisessa saatetaan jonkin verran hyödyntää automaatiota. Kuormien käsittely on kuitenkin staattista, työlästä ja turhauttavaa, kun rakenne muuttuu.

Tunnettujen ratkaisujen ongelmana on siis se, että kun rakenneosia muutetaan, kuormien jakautuminen täytyy määritellä uudelleen, sillä kuormat ovat laskutoimitusten kautta suorassa yhteydessä rakenne-elementteihin. Tämän keksinnön tavoitteena on lieventää tätä epäkohtaa. Tämä saavutetaan patenttivaatimuksissa kuvatulla tavalla.

Keksinnön yhteenveto

Keksintö perustuu siihen, että muodostetaan malleja, jotka kuvaavat todellisia kuormia, ja käytetään niitä samoin kuin rakennemalleja, jotka vastaavat todellisia fyysisiä rakenneosia. Kuormamallit sijoitetaan tilaan, jossa rakenteen rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan. Jokaiselle kuormamallille määritellään vaikutusalue. Ne rakennemallit, jotka ovat kokonaan tai osittain vaikutusalueen sisäpuolella, voidaan valita kuormaa kantaviksi rakenneosiksi. Toisin sanoen kuormamallin vaikutus kohdistuu kuormamallin vaikutusalueen sisällä oleviin rakenneosiin, joiden välityksellä kuomnamalli vaikuttaa rakenteeseen. Tässä yhteydessä on hyvä pitää mielessä seuraavat määritelmät: "kuorma” tarkoittaa todellista kuormaa, "kuormamalii" tarkoittaa yksittäisestä todellisesta kuormasta määritettyä mallia ja "kuormamallisto" tarkoittaa järjestelmää, joka käsittää rakenteen kaikki kuormamallit. Joissakin yhteyksissä termi "kuorma" kuitenkin viittaa kuormamalliin.

Kohdistustoimenpide tarkoittaa sitä, että yhteydet ja kuorman jakautuminen lasketaan kuorman ja rakenneosan välillä (käyttäen luonnollisesti kuormamallia ja rakenneosaa). Koska kuormamallit ovat samassa tilassa, jossa rakennemallit vaikuttavat tai tulevat vaikuttamaan, niitä voidaan erittäin kätevästi käyttää uudelleen. Jos esimerkiksi rakenteen rakennemallien määrää muutetaan, kuormamallistoa voidaan käyttää uudessa tilanteessa. Tunnetuissa ratkaisuissa kuorman jakautuminen pitää laskea uudelleen ja jaetut kuormat on syötettävä uudelleen, sillä ne ovat suoraan yhteydessä kuormiin ja rakenneosiin. Keksinnön mukaisesti kuormien mallit ovat rakennemallien joukossa huolimatta siitä, että rakennetta on saatettu muuttaa. Kohdistustoimenpide kuormien ja osien välillä voidaan toteuttaa automaattisesti.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viitaten oheisten piirrosten kuvioihin 1-11, joista:

Kuvio 1 esittää erilaisia kuormatyyppejä,

Kuvio 2 esittää esimerkkiä rakenteesta, johon jotkut kuormat voivat vaikuttaa,

Kuvio 3 esittää esimerkkiä kuormamalleista, jotka ovat samassa tilassa rakenteen rakennemallien kanssa,

Kuvio 4 esittää toista esimerkkiä kuormamalleista, jotka ovat samassa tilassa rakenteen rakennemallien kanssa,

Kuvio 5 esittää esimerkkiä kuormamallin vaikutuksen kohdistamisesta rakennemalleihin,

Kuvio 6 esittää esimerkkiä viivakuormasta, jota kantaa rakenteen palkki,

Kuvio 7 esittää esimerkkiä rakenteen pilarien yläpuolella olevista pistekuormista,

Kuvio 8 esittää esimerkkiä epätasaisesta pintakuormasta,

Kuvio 9 esittää kuvion 8 pintakuormaa ylhäältäpäin,

Kuvio 10 esittää esimerkkiä vuokaaviosta, joka kuvaa keksinnöllisen menetelmän yhtä aspektia, ja

Kuvio 11 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta järjestelystä.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvio 3 esittää esimerkkiä, jossa kuormamallit 31, 32 ja 33 sijaitsevat samassa tilassa keksinnön mukaisen rakenteen 35 rakennemallien kanssa 34. Kaikki kuormamallit, jotka on merkitty katkoviivoin, havainnollistavat pinta-kuormia jollakin rakennuksen tasolla; kuormat 31 ja 33 ovat rakennuksen katolla ja kuorma 33 rakennuksen välipohjalla. Näiden kuormien vaikutussuunta on alaspäin, ja rakennuksen täytyy pystyä kantamaan ne. Jokaisen kuorman alapuolella olevat palkit 36 ovat rakennemalleja, joihin kuorman vaikutus kohdistuu ensin. Pilarit 37 kantavat palkkeja, jotka kantavat kuormia. Kuvio 4 esittää toista esimerkkiä, jossa kuormamalii 41 esittää kuormaa, joka kohdistuu katto-rakenteeseen 42, jonka täytyy pystyä kantamaan kuorma.

Sekä kuvion 3 että kuvion 4 esimerkeistä voidaan havaita, että kuormamallit ovat samassa tilassa, jossa rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan, eli paikkoihin, joissa todelliset kuormat ovat, ja kuormien malleilla on tietty suunta tai suunnat, joissa kuormat vaikuttavat - tässä tapauksessa suunta on alas painovoiman takia. Kuinka sitten kuormamallit voidaan yhdistää ra-kennemalieihin ja kuinka valitaan rakennemallit, jotka todellisuudessa kantavat kuomia ja joita käytetään laskettaessa rakenteen kykyä kantaa kuormia?

Kuvio 5 esittää esimerkkiä kuormamallin 51 vaikutuksen kohdistamisesta rakenteeseen 52. Edullisesti kuorma kohdistetaan kuormaa lähimpänä olevaan rakenneosaan. Tämä on mahdollista määrittelemällä kuorman vaikutusalue. Kuorman vaikutus kohdistuu edullisesti kuormamallin 51 alatasoon 58, ja mallin korkeus 59 kuvaa kuorman tilavuutta. On syytä huomata, että vaikutustaso voi olla piste pistekuorman ollessa kyseessä tai viiva viivakuorman ollessa kyseessä. Olkoon vaikutusalue neliö 53, joka ympäröi kuormamallin 51 pohjaa 58, ja olkoon etäisyys pohjasta vaikutusalueen reunaan D. Ainakin osa jokaisesta rakennemallista on vaikutusalueen sisällä. Jos vaikutusaluetta käytetään ainoana kriteerinä valittaessa rakennemalleja, joihin kuorma kohdistuu, lujuuslaskelmien tulokset voivat olla hyvin epärealistisia. Valintakriteereiksi tarvitaan edullisesti myös muita vaatimuksia.

Kun tarkastellaan kuviota 5, voidaan havaita, että palkit 54 ja yksi pilari 55 ovat ensisijaiset rakenneosat, jotka kantavat kuorman. Tästä syystä on kätevää kohdistaa kuorma näille osille (malleja käyttäen). Kuormamaili voidaan jakaa peruskuormiin, jotka on yhdistetty lähimpään rakennemalliin, ts. yhteen palkeista tai pilariin. Liitännöissä peruskuorman vaikutuspiste tai -pisteet, jotka kohdistuvat rakennemalliin tai -malleihin, ovat kohdassa tai kohdissa, joissa peruskuorman vaikutus yhtyy rakennemalliin tai -malleihin. Koska kuorman malli kuvaa rakenteen päällä olevaa kuormaa, kuten lunta, jokaisen peruskuorman vaikutuksen luonnollinen suunta on alaspäin lähintä rakennemallia kohti. Lujuuslaskelmat voidaan suorittaa hyödyntämällä näitä iiitäntöjä.

Kuvio 5 esittää myös liitoksia 56. Nämä ovat malleja, jotka kuvaavat eri elementtien välillä olevia liitososia, kuten erilaisia palkkeja ja pilareita jne. Ne voidaan valita kantamaan kuormaa tai jättää valitsematta. Kuten edellä kuvattiin, tässä tapauksessa kuorma kohdistuu palkkeihin ja yhteen pilariin. Tarvitaan joitakin kriteerejä, joiden perusteella liitokset ja pilareiden muut osat erotetaan kuormia kantavista osista. Tällaisina kriteereinä voidaan käyttää esimerkiksi rakennemallien nimiä. Edellytyksenä on, että rakennemallien nimeämis-järjestelmä on toteutettu järjestelmällisesti. Esimerkiksi palkit, pilarit ja liitokset voidaan nimetä seuraavasti: palkki-TYYPPI pilari-TYYPPI.* ja lii- tos.TYYPPI.*. Jos kuviossa 5 käytettyjen palkkien tyyppi on 101, kulmassa olevien pilarien tyyppi on 555 ja keskipilarin tyyppi 222; palkit "palkki-101.*" ja pilari "pilari-222voidaan suodattaa muista rakenneosista käyttäen osien nimiä valintakriteereinä. Nurkkapilarit suodatetaan pois, sillä niiden nimet eivät kuulu sallittuihin pilarityyppeihin. Liitokset suodatetaan pois, sillä tässä tapauksessa niiden ei ole sallittua kantaa kuormaa, ja näin ollen ei ole olemassa sallittuja liitostyyppejä. Luonnollisesti myös muita kriteerejä kuin nimiä voidaan käyttää lisävaatimuksena oikeiden osien määrittelyssä. Kriteerinä voidaan käyttää esimerkiksi rakenneosan tyyppiä. Lisävaatimuksissa määritellään kuormille kantavat rakenneosat. Joitakin kiinteitä osia ei ole suunniteltu kantamaan kuormia, joten ne täytyy edullisesti erottaa kantavista osista. Rakennuksen rakennetta voidaan myös hyödyntää kuormia jaettaessa riippumatta yksittäisistä osista, joten relevantit kantavat osat päätellään rakennuksen rakenteesta.

Kun kuviossa 5 esitetty kuormamalli jaetaan perusmalleihin, pinta-kuorma jaetaan viivakuormiin - ja tarpeen vaatiessa pistekuormiin. Viivakuormat ovat käteviä, kun palkit tai muut pitkät kappaleet kantavat kuorman. Piste-kuormat taas ovat käteviä, kun pilarien päät tai muut suhteellisen rajalliset alueet kantavat kuorman. Kuvio 6 esittää esimerkkiä viivakuormasta 61, jota kantaa rakenteen 63 palkki 62. Kuten kuviosta voidaan nähdä, tässä esimerkissä viivakuorma ei ole jakautunut tasaisesti palkin pituudelle, vaan se muuttuu lineaarisesti. Kuvio 7 esittää esimerkkiä rakenteen 73 pilarien 72 yläpuolella olevista pistekuormista 71. Tässä esimerkissä pistekuormat voivat olla esimerkiksi ylemmän, myöhemmin rakennettavan kerroksen rakenteita.

Kuvio 8 esittää pintakuormaa 81, joka ei ole tasainen, sillä kuorman keskellä on ympyrän muotoinen reikä 82. Kuorma ei vaikuta tähän ympyrän muotoiseen alueeseen. On selvää, että pintakuormat - ja pintamallit - voivat olla erikokoisia, erimuotoisia ja resultanttivoimiltaan erilaisia. Kuvio 9 esittää kuviossa 8 esitettyä pintakuormaa ylhäältäpäin. Kuten edellä mainittiin, pinta-kuormat (yleensä) jaetaan pienempiin kuormiin, joita kutsutaan peruskuormik-si, jotta kuorman vaikutus voitaisiin kohdistaa sitä kantavaan rakenteeseen. Jakamismenetelmänä käytetään yleensä pintakuorman jakamista sopivanko-koisiin kolmioihin, kuten on esitetty kuviossa 9. Jokainen kolmio 91 muodostaa peruskuorman. Peruskuorman resultanttivoiman ajatellaan olevan kolmion keskellä. Peruskuorman resultanttivoima yhdistetään tästä keskipisteestä lähimpään peruskuormaa kantavaan rakenneosaan. Peruskuorman resultanttivoima, ts. peruskuorman vaikutus, voidaan kohdistaa rakenneosan yhteen tai useampaan kohtaan. Luonnollisesti vaikutus voidaan kohdistaa useampaan kuin yhteen rakenneosaan. Kohdassa tai kohdissa, joissa peruskuorman vaikutus yhtyy rakennemalliin tai -malleihin, vaikuttaa siis peruskuorman voima ja/tai momentti. Kohta tai kohdat ovat edullisesti peruskuorman rakenneosaa lähinnä olevat osat. Tietenkin voidaan myös käyttää muita peruskuorman muotoja kuin kolmioita, esimerkiksi polygoneja.

Kuormamaliin vaikutussuunta on suunta, jonne kuorman voima tai momentti fyysisesti kohdistuu. Kun kuormamalli jaetaan peruskuormiin, myös suunta määritellään. Vaikutus kohdistetaan edullisesti lähimpään rakennemalliin.

Normaalisti kuormamallien vaikutussuunnat määritellään samalla, < kun mallit aikaansaadaan. Joissakin tapauksissa suuntia voi olla enemmän kuin yksi. Kuormamalli voi esimerkiksi havainnollistaa painekuormaa eli tila-vuuskuormaa, kuten uima-altaassa, vesitornissa, kaasusäiliössä jne. olevaa vettä. Tällöin kuormamalleilla on viisi vaikutussuuntaa. Luonnollisesti tällaista painekuormaa voidaan myös mallintaa käyttämällä erillisten pintakuormien yhdistelmää - esimerkiksi uima-altaan kutakin sivua ja pohjaa varten viisi pinta-kuormaa.

Kuorma voi aiheutua myös lämpötilaeroista. Kuorma voi esimerkiksi aiheuttaa suoran voiman tai momentin rakenneosassa. Kyseinen kuorma voi myös olla dynaaminen kuorma, eli se vaihtelee ajoittain. Tällainen on esimerkiksi putkea rasittava tuulikuorma.

Kuvio 10 esittää esimerkkiä vuokaaviosta, joka kuvaa keksinnöllisen menetelmän yhtä aspektia. Kuormamallit muodostetaan ensin vaiheessa 101. Kuormamallien muodostus voidaan aloittaa nollasta, tai jos on olemassa vanhoja kuormamalleja tai standardimalleja, niitä voidaan käyttää muodostuksen lähtökohtana. Muodostusvaihe käsittää kaksi alivaihetta, kuten voidaan havaita kuviosta 10. Kuormamallit sijoitetaan 102 tilaan, jossa rakenteen rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan. Kuormamallit sijoitetaan paikkoihin, joissa ne vaikuttavat fyysiseen rakenteeseen halutuissa kohdissa. Kun kuormamalli on sijoitettu tilaan, jossa rakennemalli vaikuttaa tai tulee vaikuttamaan, määritetään 103 kuormamaliin vaikutusalue. Vaikutusalue rajaa tilasta alueen, jossa kuorma vaikuttaa. Kun vaikutusaluetta määritetään, kuorman vaikutuksen (voima, momentti) suunta (tai suunnat) voidaan ottaa huomioon. Seuraavaksi jokaisen kuormamaliin vaikutus kohdistetaan 104 rakennemalleihin, jotka ovat ainakin osittain kuormamaliin vaikutusalueen sisäpuolella. Kun vaikutusta kohdiste taan, jokainen kuormamalli jaetaan pemskuormiin. Jokainen peruskuorma yhdistetään rakennemalliin, joka on tarkoitettu kantamaan sitä. Tämä toteutetaan siten, että kohta tai kohdat, joissa peruskuorma vaikuttaa rakennemalliin, ovat kohdassa tai kohdissa, joissa peruskuorman vaikutus yhtyy rakennemalliin tai -malleihin. Näitä liitäntöjä hyödyntäen lasketaan, että jokainen rakennemalli pystyy kantamaan siihen yhdistetyt peruskuormat.

Kuten voidaan havaita, järjestys, jossa kuormamallit tai rakennemallit muodostetaan, voi olla erilainen keksinnön mukaisissa erilaisissa ratkaisuissa.

Mallintamiseen on olemassa erilaisia sovelluksia. Normaalisti rakennemallin muodostamiseen ja analysointiin ja suunnitelmiin käytetään eri sovelluksia. Rakennus- ja laskentasoveilukset toimivat yhdessä keksinnön mukaisessa järjestelyssä, sillä rakennustietoa tarvitaan analyysia ja suunnitelmia varten. Lisäksi kuorman mallintamiseen tarvitaan sovellus, joka voi olla lasken-tasovelluksen osa. Kuormamallin jakamisessa pemskuormiin voidaan hyödyntää tunnettuja FEM-menetelmiä (Finite Element Method). Keksinnön mukainen järjestely voidaan kuitenkin muodostaa käyttäen vain yhtä sovellusta monen sovelluksen sijasta.

Kuvio 11 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta jäljestetystä. Tietokone 118 sovitetaan muodostamaan rakennemalli keksinnön mukaisten välineiden avulla. Keksinnön mukainen järjestely käsittää välineet sellaisten kuor-mamallien 111 luomiseksi, jotka vastaavat todellisia rakenteeseen vaikuttavia kuormia, välineet, joilla kuormamallit 112 sijoitetaan samaan tilaan rakennemallien kanssa, ja välineet 113, joilla jokaisen kuormamallin vaikutus kohdistetaan rakennemalleihin, jotka ovat ainakin osittain kuormamallin vaikutusalueen sisäpuolella ja joiden kautta kuormamalli vaikuttaa rakenteeseen. Kuten edellä kuvattiin, kohdistusvaiheessa käytetään lisävaatimuksia. Jos rakennemalleille asetetut lisävaatimukset täyttyvät, mallit valitaan rakenneosiksi, joihin kuorma kohdistetaan. Kohdistettuja kuormamalleja siis käytetään muodostamaan rakenne, joka pystyy kantamaan kuormat. Järjestely käsittää lisäksi välineet 114, joilla määritetään jokaisen kuormamallin vaikutusalue. Välineet 114, kuten sijoitteluväiineetkin, edullisesti sijaitsevat välineissä tai kuuluvat välineisiin, joilla luodaan kuormamalleja 111.

Kohdistusväline 113 käsittää ensimmäisen moduulin 115, jolla jokainen kuorma jaetaan pemskuormiin, toisen moduulin 116, jolla jokainen peruskuorma yhdistetään rakennemalliin, jonka on tarkoitus kantaa kyseinen kuorma, ja kolmas moduuli 117, jolla varmistetaan, että rakennemalli pystyy kantamaan siihen yhdistetyt peruskuormat.

Eräässä edullisessa keksinnön mukaisessa järjestelyssä eri sovellukset on integroitu samaan yksikköön. Esimerkiksi analyysimalli voidaan integroida fyysiseen malliin. Tämä sovellus yhdistettynä kuormamallien kohdis-tustoimintoon tilassa, jossa rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan, mahdollistaa rakenneosien dynaamisen analysoinnin ja mittaamisen. Kohdistus ja analyysit suoritetaan heti sen jälkeen, kun rakennetta on muutettu. Piste- ja viivakuormien sijasta voidaan käyttää myös pintakuormia, jos tämä helpottaa käyttäjän työtä.

Keksintö liittyy myös tietokoneohjelmatuotteeseen, joka on tallennettu tietokoneella luettavissa olevalle tallennusvälineelle. Tuote on sovitettu suorittamaan patenttivaatimuksessa 1 ja/tai muissa meneteimävaatimuksissa esitetyt vaiheet, kun sitä ajetaan tietokoneella.

Koska kuormat voidaan tallentaa keksinnön mukaiseen järjestelyyn, lujuuslaskelmat (jotka käsittävät kuormien resultanttivoimien kohdistamisen) voidaan tehdä automaattisesti. Tämä on mahdollista kuormamalleja käyttäen. Kuorman tiedot täytyy syöttää keksinnön mukaiseen järjestelyyn vain kerran. Keksinnön ansiosta käyttäjän työ helpottuu ja nopeutuu.

Keksintöä ei ole rajoitettu tässä tekstissä mainittuihin esimerkkeihin, vaan sitä voidaan hyödyntää myös muissa ratkaisuissa. On selvää, että keksintöä voidaan muunnella eri sovelluksia varten keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (23)

1. Menetelmä ainakin yhden kuorman vaikutuksen kohdistamiseksi ainakin yhteen rakenteen rakenneosaan tietokoneavusteisessa mallintamisessa, jossa menetelmässä käytetään rakenneosien rakennemalleja, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: - muodostetaan kuormia vastaavia kuormamalleja, ja - kohdistetaan jokaisen kuormamallin vaikutus rakennemalleihin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostusvaihe käsittää vaiheet, joissa: - sijoitetaan rakenteeseen vaikuttavia kuormia vastaavat kuorma-mallit tilaan, jossa rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan, ja - määritellään jokaisen kuormamallin vaikutusalue.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdistusvaiheessa jokaisen kuormamallin vaikutus kohdistetaan rakennemalleihin, jotka ovat ainakin osittain kuormamallin vaikutusalueen sisäpuolella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdistusvaiheessa jokaisen kuormamallin vaikutus kohdistetaan rakennemalleihin päättelemällä relevantit mallit rakennuksen rakenteesta.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdistusvaihe sisältää vaiheet, joissa: - jokainen kuormamalli jaetaan peruskuormiin, - jokainen peruskuorma kohdistetaan rakennemalliin tai -malleihin, joiden on tarkoitus kantaa kuorma, siten, että kohta tai kohdat, joissa peruskuorma vaikuttaa rakennemalliin tai -malleihin, ovat kohdassa tai kohdissa, joissa peruskuorman vaikutus yhdistyy rakennemalliin tai -malleihin, ja - lasketaan, että jokainen rakennemalli pystyy kantamaan siihen kohdistetut peruskuormat.

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritellään ainakin yksi rakennemallia koskeva lisävaatimus: ja kohdistetaan kuormamalli rakennemalliin vain, jos rakennemallia koskeva lisävaatimus täyttyy.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisävaatimukset määrittelevät rakennemallit, jotka saavat kantaa kuormaa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennemallien nimiä käytetään suodattamaan sallitut rakennemallit muiden rakennemallien joukosta.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennemallien tyyppejä käytetään suodattamaan sallitut rakennemallit muiden rakennemallien joukosta.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 2-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa vaikutus määritellään, käsittää vaiheen, jossa määritellään vaikutukselle ainakin yksi suunta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 2-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa vaikutusalue määritellään, käsittää vaiheen, jossa määritellään vaikutuksen etäisyyksiä kuormamallin vaikutustasosta.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuormamalli edustaa pistekuormaa, viivakuormaa, pinta-kuormaa, dynaamista kuormaa, tilavuuskuormaa tai momenttia.

13. Järjestely ainakin yhden kuorman vaikutuksen kohdistamiseksi ainakin yhteen rakenteen rakenneosaan tietokoneavusteisessa mallintamisessa, jossa järjestelyssä käytetään rakenneosien rakennemalleja, tunnettu siitä, että järjestely käsittää: - välineet rakenteeseen vaikuttavia kuormia vastaavien kuormamal-lien muodostamiseksi, ja - kohdistusvälineet kuorman jokaisen kuormamallin vaikutuksen kohdistamiseksi rakennemalleihin.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet, joilla määritellään jokaisen kuormamallin vaikutusalue, ja välineet, joilla sijoitetaan kuormamallit tilaan, jossa rakennemallit ovat tai jonne ne sijoitetaan.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kohdistusvälineet käsittävät - ensimmäisen moduulin, jolla jokainen kuormamalli jaetaan perus- kuormiin, - toisen moduulin, jolla jokainen peruskuorma yhdistetään rakennemalliin tai -malleihin, jotka on tarkoitettu kantamaan peruskuorma, siten, että kohta tai kohdat, joissa peruskuorma vaikuttaa rakennemalliin tai -malleihin, ovat kohdassa tai kohdissa, joissa peruskuorman vaikutus yhdistyy rakennemalliin tai -malleihin, - kolmannen moduulin, jolla lasketaan, että jokainen rakennemalli pystyy kantamaan siihen yhdistetyt peruskuormat.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kohdistusvälineet kohdistavat jokaisen kuormamallin vaikutuksen rakennemalleihin, jotka ovat kuormamallin vaikutusalueen sisäpuolella, jos rakennemalleja koskevat lisävaatimukset täyttyvät.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lisävaatimukset määrittelevät rakennemallit, jotka saavat kantaa kuormaa.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rakennemallien nimiä käytetään suodattamaan sallitut rakennemallit muiden rakennemallien joukosta.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rakennemallien tyyppejä käytetään suodattamaan sallitut rakennemallit muiden rakennemallien joukosta.

20. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siltä, että välineet, joilla vaikutus määritellään, määrittelevät vaikutukselle ainakin yhden suunnan.

21. Patenttivaatimuksen 14 tai 20 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet, jotka määrittelevät vaikutusalueen, määrittelevät vaikutuksen etäisyyksiä kuorman mailin vaikutustasosta.

22. Jonkin patenttivaatimuksen 13-21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorman malli edustaa pistekuormaa, viivakuormaa, pinta-kuormaa, dynaamista kuormaa, tilavuuskuormaa tai momenttia.

23. Tietokoneohjelmistotuote, joka käsittää ohjelmien tallennusvälineelle tallennetun ja tietokoneella luettavissa olevan ohjelman, tunnettu siitä, että ohjelman suorittaminen tietokoneessa saa tietokoneen toteuttamaan jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukaisen menetelmän vaiheet.