Kalkulator wymiarów zastępczych płyty fundamentowej – małe narzędzie dla konstruktora

W codziennej pracy inżyniera budowlanego często spotykamy się z sytuacją, w której teoria spotyka się z (nieidealną) praktyką. Jednym z takich momentów jest szacowanie parametrów geotechnicznych lub wstępne wymiarowanie fundamentów o skomplikowanych kształtach.

Dziś chciałbym podzielić się z Wami prostym, ale użytecznym programem, który stworzyłem, aby zautomatyzować jeden z tych żmudnych procesów obliczeniowych: Kalkulator wymiarów zastępczych płyty fundamentowej.

Dlaczego w ogóle liczymy wymiary zastępcze?

Zanim przejdę do samego programu, warto przypomnieć sobie inżynierskie „dlaczego”.

Projektując płyty fundamentowe, rzadko mamy do czynienia z idealnym prostokątem. Płyty w kształcie liter „L”, „C”, „Z” czy wielokąty o nieregularnych obrysach to na budowie standard. Jednakże, wiele wzorów inżynierskich oraz uproszczonych metod obliczeniowych (np. przy szacowaniu współczynnika sztywności podłoża Kz czy obliczaniu osiadań metodami normowymi) bazuje na parametrach prostokąta.

Aby poprawnie zamodelować współpracę takiej nieregularnej płyty z gruntem w programach MES (lub wykonać obliczenia ręczne), musimy znaleźć taki prostokąt, który będzie zachowywał się mechanicznie tak samo jak nasza skomplikowana figura. Musi on spełniać dwa warunki:

1. Mieć to samo pole powierzchni (A) – aby przekazywać identyczne naprężenia średnie.

2. Mieć te same główne momenty bezwładności (I oraz J) – aby zachować sztywność na zginanie w obu kierunkach.

Ręczne wyliczanie tego układem równań nie jest trudne, ale jest żmudne i podatne na proste błędy rachunkowe (szczególnie przy zamianie jednostek z cm⁴ na m⁴).

Jak działa program?

Ten program to klasyczna aplikacja okienkowa, która rozwiązuje ten problem. 

Co potrafi:

1. Błyskawiczne obliczenia z danych ręcznych
Jeśli znasz już charakterystykę swojej figury (np. odczytałeś ją z właściwości regionu w CAD), po prostu wpisujesz:

• Pole powierzchni (A),

• Główne momenty bezwładności (I oraz J).

Wybierasz jednostki (metry, centymetry lub milimetry), klikasz Oblicz i natychmiast otrzymujesz wyniki: długości boków zastępczych a_eq i b_eq w metrach. Program sam zajmuje się konwersją jednostek, co eliminuje ryzyko „zgubienia zera”.

2. Import geometrii z pliku DXF (Oszczędność czasu!)
To funkcja, która oszczędza najwięcej pracy. Zamiast sprawdzać właściwości w CADzie, kopiować je do Excela czy kalkulatora:

1. Zapisujesz obrys swojej płyty (jako zamkniętą polilinię) w pliku .dxf.

2. W programie klikasz „Wczytaj z DXF...”.

3. Algorytm sam parsuje plik, znajduje największą polilinię, oblicza jej pole oraz główne momenty bezwładności i podstawia dane do formularza.

Dlaczego warto z niego korzystać?

• Eliminacja błędów: Konwersja jednostek momentu bezwładności (np. mm⁴ na m⁴) to miejsce, gdzie inżynierowie najczęściej się mylą (przesunięcie przecinka aż o 12 miejsc!). Program robi to automatycznie.

• Wygoda: Import DXF sprawia, że możesz policzyć wymiary zastępcze dla dowolnie skomplikowanego kształtu w kilka sekund.

• Przejrzystość: Wynik to zawsze dwa wymiary w metrach – gotowe do wpisania w parametry podłoża w programie typu Robot Structural Analysis, Z_Soil czy AxisVM.

• Darmowy dostęp: Program udostępniam na otwartej licencji, co oznacza, że możecie z niego korzystać za darmo, również w pracy zawodowej.

Podsumowanie

Inżynieria to nie tylko wielkie analizy MES, ale też setki małych obliczeń pomocniczych. Ten kalkulator zdejmuje z głowy jedno z nich. Zapraszam do pobierania i testowania!

[Link do pobrania]

Zestawienie średnic DEU - legenda w j. niemieckim do Allplan'a

Nowe zestawienie zbrojenia wg średnic jako legenda do Allplan'a (w języku niemieckim). Dotychczas trzeba ją robić jako raport, co nie jest wygodne. 

To zestawienie wygląda tak:

Żeby dodać taką legendę trzeba ją zaimportować. Najpierw trzeba włączyć moduły (Ctrl+Q) i wybrać Szablony. 

Wybrać "Zarządzanie legendami"

Następnie "Legendy dokumentów"

Wybrać Katalog źródłowy, Plik "19 Inżynieria" i Legendy dokumentów "53 Zestawienie średnic - DEU". Następnie nacisnąć przycisk Kopiuj

Kolejny krok to wybór docelowego katalogu. Zalecane "Biuro", "19 Inżynieria" i "53". I potwierdzamy to przyciskiem Wykonaj.

Po tej operacji powinniśmy mieć w legendach (skrót ";") dostępną dodatkową legendę "53"

Dodatkowo wyjaśniam jak można sobie ustawić Ścieżkę zewnętrzną w Allplanie.

Biblioteka → Zewn. → Prawy przycisk myszy na Ścieżka zewnętrzna → Modyfikuj ścieżkę

Plik z tą legendą jest do pobrania tutaj. Jest to archiwum, które trzeba rozpakować. 

Dodatek do Allplana® - edycja ilości zbrojenia, tłumaczenie wyciągów

Prosty program który rozszerza możliwości Allplana® 2021. Po uruchomieniu pojawia się dodatkowa ikona w zasobniku gdzie można też go wyłączyć i poznać jego wersję. Program nie posiada instalatora. 

AutoAllplan.exe

W obecnej wersji program dodaje trzy funkcjonalności:

1. Zmiana opisu ilości zbrojenia

Standardowo opisane zbrojenie krawędziowe będzie wyglądać tak:

Po ustawieniu kursora na takiej etykiecie i przyciśnięciu przycisku f będzie można wprowadzić wyświetlaną ilość zbrojenia w dodatkowym oknie. Najlepiej nacisnąć skrót gdy kursor znajduje się na etykiecie którą chcemy edytować, nie będzie trzeba wtedy dodatkowo klikać myszką. 

Po zatwierdzeniu przyciskiem OK, tak będzie wyglądała etykieta zbrojenia. 

Uwaga, jeżeli po naciśnięciu f nie pojawi się edycja ilości można ją wywołać poprzez prawy przycisk myszy bezpośrednio na etykiecie. 

Dodatkowa opcja - przy naciśnięciu Shift+f program nie zmieni ilości opisywanych prętów tylko doda przedrostek np. przed zmianą 23ø10/12.5, po zmianie 2x23ø10/12.5. Przydatne przy opisywaniu kapy w kapę za pomocą jednej etykiety. 

Do programu dołączyłem plik konfiguracyjny AutoAllplan.ini w którym możemy dowolnie zmieniać skrót klawiaturowy. Standardowy przycisk f, można zastąpić innym. Znak + oznacza SHIFT; ! to ALT; ^ to CTRL; a # to znak WINDOWS. 

2. Przesuwanie elementów za pomocą strzałek

Jeżeli wybierzemy jakieś elementy rysunku można go przesuwać za pomocą strzałek na klawiaturze. Przy kombinacji "Shift+strzałka" można przesuwać z inną odległością np. większą. Przy wciśniętym przycisku "Scroll Lock" program za każdym razem będzie pytał o podanie na jaką odległość chcemy przesuwać obiekt. Wprowadzona odległość jest zapisywana w pamięci. Można też domyślny skok ustawić w pliku AutoAllplan.ini.

3. Tłumaczenie - nowa opcja

Kombinacja klawiczy "Shift + t" uruchamia polecenie tłumaczenia napisów. W pliku ini, w sekcji  "[Tlumacz]" można dodać własne wyrazy i ich tłumaczenie oraz w sekcji "[Tlumacz]" własny skrót klawiaturowy. Uwaga: nie można używać w nazwach znaków "=" , ";" oraz "[", "]"

 

Ze względu na to, że na niektórych komputerach Allplan® nieco inaczej się zainstalował, czasem konieczna jest edycja pliku ustawień by skrypt działał poprawnie. Może chodzić o kontrolki Znajdz, EditX i EditY. Kontrolki te mogą mieć numer o jeden większy lub mniejszy. 

Chociaż skrypt został napisany dla Allplan® 2021 to można go też, poprzez edycję pliku konfiguracyjnego, dostosować do innej wersji, jednak wymaga to analizy kontrolek np. za pomocą programu "Au3Info_x64.exe"

Aktualna wersja to 1.39.4 do pobrania tutaj

Strzemiona belek pośrednich

Jak zbroić strefę podparcia belek pośrednich? Należy zastosować zbrojenie przenoszące wzajemne reakcje składające się ze strzemion. Eurokod 2 nie precyzuje tej kwestii. 
Zdaniem niektórych trzeba w obliczeniach uwzględniać całą reakcję belki podpieranej, inni natomiast mówią o tym że można zastosować redukcję jak w normie PN-B-03264.
Dla własnej wygody stworzyłem niewielki programik który liczy potrzebną ilość strzemion. Strzemiona te można rozmieszczać na obszarze 

• ≤ h1 * 0,5 od osi belki podpieranej 
• ≤ h1 * 0,33 od lica belki podpieranej

h1 - to wysokość belki podpierającej (głównej)
h2 - to wysokość belki podpieranej (podrzędnej)

Program

Aktualna wersja 1.1

Długość łuku - wzory

 Długość łuku to bardzo przydatny wzór w budownictwie. Znajduje zastosowanie w obliczaniu długości zbrojenia, długości drogi i wielu innych miejscach. 

Wzór ogólny długości łuku

Skrócony wzór przy określonych kątach:

• 45° → 0.25*πr

• 90° → 0.5*πr

• 135° → 0.75*πr

• 180° → πr

Wzór na pole wycinka koła

Automatyczny przekrój belki żelbetowej w AutoCAD®

Jeśli tworzymy sporo przekrojów belek żelbetowych w AutoCAD® lub ZWCAD® to może być przydatny ten programik. Przesyła on bezpośrednio do programów CAD polecenia rysujące przekrój.

W nazwie aplikacji należy wpisać nazwę okna programu CAD (wystarczy wpisać początkową nazwę).

Wszystkie liczby należy wpisywać w systemie CAD, tj. "." (kropka) oznacza separator dziesiętny, a "," (przecinek) rozdziela określone liczby. 

Po kliknięciu przycisku "punkt wstawienia" program prosi w CAD o podanie punktu wstawienia, po czy automatycznie wczytuje te współrzędne (chodzi o punkt lewego dolnego rogu rysunku). Zauważyłem, że w ZWCAD® funkcja ta nie działa. 

Bardzo ważne jest odpowiednie dobranie szybkości wprowadzania instrukcji. Zbyt szybko przekazywane polecenia powodują, że niektóre elementu rysunku się nie wyrysują. 

Opcja "rysuj średnice prętów" powoduje wrysowanie strzemion polilinią z szerokością oraz pełnych przekrojów prętów. 

Przykładowy wynik pracy programu

Poziom posadowienia fundamentu względem otworów geotechnicznych

 Formularz ułatwiający obliczenie niezbędnych poziomów dla posadowienia fundamentów. Przydaje się przy kilku otworach geotechnicznych. 

Numer otworu geologicznego:

Poziom 0,00m budynku [m]:

Poziom fundamentów (od punktu 0,00m budynku, dół fundamentu, liczba dodatnia) [m]:

Poziom pomiaru (otworu geologicznego) [m]:

Grubość warstwy nasypu (warstw nienośnych) [m]:

Poziom wód gruntowych (wg otworu geologicznego) [m]:

Poziom posadowienia fundamentu (względem poziomu 0,00m budynku) [m]:
Poziom gruntu nośnego [m]:
Poziom wody [m]:
Zagłębienie w gruncie nośnym (liczba ujemna oznacza nasyp) [m]:
Zagłębienie w gruncie (liczba ujemna oznacza nasyp) [m]:
Poziom wody względem poziomu 0,00m budynku [m]:

Formuły Revit

Wszystkie dostępne formuły programu Revit:

• pi() - liczba pi, stosunek obwodu koła do średnicy (~3.1415)
• exp() - liczba Eulera, podstawa logarytmu naturalnego (~2.7182)
• log(x) - logarytm
• ln(x) - logarytm naturalny
• sqrt(x) - pierwiastek
• X^Y - potęgowanie
• sin(A) - sinus
• cos(A) - cosinus
• tan(A) - tangens
• asin(A) - arcus sinus
• acos(A) - arcus cosinus
• atan(A) - arcus tangens
• abs(X) - wartość bezwzględna
• round(X) - zaokrąglenie do najbliższej liczby całkowitej
• roundup(X) - zaokrąglenie do liczby całkowitej większej lub równej liczbie X
• rounddown(X) - zaokrąglenie do liczby całkowitej mniejszej lub równej liczbie X

Operatory:

• < - Mniejsze niż
• > - Większe niż
• = - Równe
• / - Podziel
• AND - I, obie instrukcje są prawdziwe
• OR - Lub, jedna z instrukcji jest prawdziwa
• NOT - Zaprzeczenie

Instrukcja warunkowa:

• IF - jeżeli (<warunek>, <wynik- jeśli- prawda>, <wynik- jeśli- fałsz>)

Wykonaj zaznaczenie lub odznaczenie parametrów tak / nie: 

• Zaznaczenie np. = 1 < 2 
• Odznaczenie np. = 1 > 2

Pomocne mogą być też zależności trójkąta

Pomocny trójkąt

 Wielu z Was na co dzień programuje, pisze formuły w Excel®, rysuję w AutoCad® czy też parametryzuje rodzinę Revit®. W każdym z tych przypadków bardzo przydatne okazują się zależności, które występują w trójkącie prostokątnym.

Trójkąt prostokątny

Trójkąt prostokątny równoramienny

α=45°

Wspólne zależności

Twierdzenie sinusów (Snelliusa)

Twierdzenie cosinusów (Carnota)

Pole

P=0.5*a*b

Jakie zbrojenie wieńca żelbetowego?

Aby obliczyć wymagane minimalne zbrojenie wieńca żelbetowego można skorzystać z tego programu. Oparty jest on na normie PN-B-03002 Az1 p. 6.3.4. Na podstawie odległości usytuowanych poprzecznie ścian usztywniających i zadanej średnicy zbrojenia oraz klasy stali obliczy wymaganą ilość prętów podłużnych we wieńcu.

Otulina betonowa, klasy ekspozycji żelbetu

Programik który ułatwia dobór odpowiedniej otuliny stali zbrojeniowej z uwzględnieniem klasy ekspozycji elementu, minimalnej klasy betonu, średnicy pręta, rodzaju stali, okresu użytkowania, odchyłki wymiarowej. Umożliwia także zmniejszenie klasy betonu zalecanej poprzez zwiększenie otulenia stali tak by zachować wymagany okres użytkowania. Ułatwia również dobór klasy ekspozycji - zawiera opis każdej z klas. 
Oparty jest na normie PN-B-03264:2002

Program udostępniany jest na licencji Freeware. Działa w systemie Windows XP/Vista/7/8/10/11 (32/64bit)

Warunki użytkowania / licencja

==========================================================================

INFORMACJE O LICENCJI W JĘZYKU POLSKIM (TŁUMACZENIE NIEOFICJALNE)

==========================================================================

Poniżej znajduje się nieoficjalne tłumaczenie licencji MIT na język polski, przeznaczone wyłącznie do celów informacyjnych. Tłumaczenie to nie jest prawnie wiążące. Wszelkie kwestie sporne oraz interpretacja warunków licencji będą rozstrzygane na podstawie oryginalnej, angielskiej wersji językowej, która znajduje się poniżej.

--------------------------------------------------------------------------------

Licencja MIT

Prawa autorskie (c) 2024 Armani

Niniejszym udziela się bezpłatnej zgody każdej osobie, która wchodzi w posiadanie kopii tego oprogramowania i powiązanych z nim plików dokumentacji (dalej "Oprogramowanie"), na nieograniczone obchodzenie się z Oprogramowaniem, w tym bez ograniczeń na prawo do używania, kopiowania, modyfikowania, scalania, publikowania, dystrybuowania, sublicencjonowania i/lub sprzedawania kopii Oprogramowania, oraz na zezwalanie osobom, którym Oprogramowanie jest dostarczane, na czynienie tego samego, pod następującymi warunkami:

Powyższa nota o prawach autorskich oraz niniejsza nota o pozwoleniu muszą być zawarte we wszystkich kopiach lub istotnych częściach Oprogramowania.

OPROGRAMOWANIE JEST DOSTARCZANE "TAK JAK JEST", BEZ JAKIEJKOLWIEK GWARANCJI, WYRAŹNEJ LUB DOROZUMIANEJ, W TYM, ALE NIE OGRANICZAJĄC SIĘ DO, GWARANCJI PRZYDATNOŚCI HANDLOWEJ, PRZYDATNOŚCI DO OKREŚLONEGO CELU ORAZ NIENARUSZANIA PRAW. W ŻADNYM WYPADKU AUTORZY LUB POSIADACZE PRAW AUTORSKICH NIE BĘDĄ ODPOWIEDZIALNI ZA JAKIEKOLWIEK ROSZCZENIA, SZKODY LUB INNE ZOBOWIĄZANIA, WYNIKAJĄCE Z, LUB W ZWIĄZKU Z OPROGRAMOWANIEM LUB UŻYCIEM LUB INNYM OBCHODZENIEM SIĘ Z OPROGRAMOWANIEM, CZY TO W RAMACH UMOWY, DELIKTU CZY W INNY SPOSÓB.

==========================================================================

ORIGINAL LICENSE TEXT (LEGALLY BINDING VERSION)

==========================================================================

MIT License

Copyright (c) 2024 Armani

Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, including without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell

copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions:

The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.

THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR

IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,

FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.

Kreskowanie AutoCAD - dachówka / AutoCAD Hatching - Roof Tile

W standardowym zestawie kreskowań AutoCAD czy ZWCAD brakuje typowej u nas dachówki czy blachodachówki. To kreskowanie powinno pomóc 😄

The standard set of AutoCAD or ZWCAD hatches lacks a typical roof tile or steel roof tile. This hatching should help 😄

Version 3.1
Link do kreskowania