V addonu Časová analýza máte pro výpočet k dispozici akcelerogramy. Toto rozšíření umožňuje dynamickou analýzu grafů závislosti zrychlení na čase.
K dispozici máte rozsáhlou databázi seizmických záznamů, ale můžete také zadat nebo importovat vlastní grafy. Při časové analýze se uplatňuje modální analýza nebo lineární implicitní Newmarkova metoda.
V programu RSECTION se při "Posouzení plastické únosnosti | simplexovou metodou" mění kromě normálových napětí současně i smyková napětí po celé ploše průřezu. Tato rozšířená metoda analýzy umožňuje využít redistribučních rezerv zejména u průřezů namáhaných smykem, a dosáhnout tak ještě efektivnějšího zatížení průřezů.
Při časové analýze se uplatňuje modální analýza nebo lineární implicitní Newmarkova metoda. Časová analýza v tomto addonu se omezuje na lineární systémy. Ačkoli modální analýza představuje rychlejší algoritmus, je třeba použít určitý počet vlastních čísel pro zajištění požadované přesnosti výsledků.
Implicitní Newmarkův řešič je velmi přesná metoda nezávislá na počtu použitých vlastních čísel, nicméně pro výpočet je třeba zadat dostatečně malý časový krok.
Pushover analýza (metoda postupného přitěžování) se nastavuje novým typem analýzy v kombinacích zatížení. Zde máte přístup k volbě vodorovného průběhu a směru zatížení, volbě konstantního zatížení, volbě požadovaného spektra odezvy pro stanovení výsledného posunu a specifická nastavení pro pushover analýzu.
V nastavení pushover analýzy lze upravit přírůstek rostoucího vodorovného zatížení a zadat podmínku pro ukončení analýzy. Kromě toho je možné snadno upravit přesnost pro iterační stanovení výsledného posunu.
Zohlednění nelineárního chování konstrukčních prvků pomocí normovaných plastických kloubů pro ocel (FEMA356) a nelineárního chování materiálu (zdivo, ocel - bilineární, uživatelské pracovní diagramy)
Přímý import hmot ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení pro aplikaci konstantních svislých zatížení
Uživatelské zadání pro zohlednění vodorovných zatížení možné (normovaných na vlastní tvar nebo rovnoměrně rozložených po výšce na hmoty)
Stanovení křivky kapacity s volitelným mezním kritériem výpočtu (zřícení nebo mezní deformace)
Transformace křivky kapacity na kapacitní spektrum (formát ADRS, soustava s jedním stupněm volnosti)
Bilinearizace kapacitního spektra podle EN 1998-1:2010 + A1:2013
Transformace aplikovaného spektra odezvy na požadované spektrum (formát ADRS)
Stanovení výsledného posunu podle EC 8 (metoda N2 podle Fajfara 2000)
Grafické srovnání kapacitního a požadovaného spektra
V programu RFEM 6 je nyní k dispozici posouzení ocelových prutů tvarovaných za studena podle AISI S100-16 / CSA S136-16. Posouzení lze aktivovat zvolením normy „AISC 360“ nebo „CSA S16“ pro addon Posouzení ocelových konstrukcí. „AISI S100“ nebo „CSA S136“ jsou pak automaticky vybrány pro posouzení oceli tvarované za studena.
Pro výpočet pružného vzpěrného zatížení prutu používá RFEM přímou pevnostní metodu (DSM). Přímá pevnostní metoda nabízí dva typy řešení, numerické (metoda konečných pásů) a analytické (specifikace). Charakteristickou křivku (signaturu) FSM a tvary vybočení lze zobrazit v dialogu pro Průřezy.
Pro tělesa je možné aktivovat kromě 'Zahuštění sítě' a 'Specifického směru' volbu 'Rastr pro výsledky', pomocí které lze uspořádat body rastru v prostoru tělesa. Jako počátek lze mimo jiné nastavit těžiště. V navigátoru 'Zobrazit' pod položkou Základní objekty - Tělesa je pak možnost aktivovat Rastr pro numerické výsledky.
Velký výběr průřezů, jako jsou obdélníkové, čtvercové, kruhové, T-průřezy, složené, nepravidelné parametrické průřezy atd. (vhodnost pro posouzení závisí na zvolené normě)
Posouzení křížem lepeného dřeva (CLT)
Posouzení dřevěných materiálů i vrstveného dřeva podle EC 5
Posouzení prutů s náběhy a zakřivených prutů (metoda posouzení v závislosti na normě)
Úprava základní součinitelů posouzení a parametrů normy možná
Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
Rychlý a přehledný výstup výsledků, který umožňuje snadno vyhodnotit výsledky ihned po skončení výpočtu
Detailní výstup výsledků posouzení a základních vzorců (názorná a ověřitelná cesta k výsledkům)
Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách s možností grafického znázornění výsledků na konstrukci
Integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB
Víte, jak přesně probíhá form-finding? Nejdříve se při procesu form-finding v zatěžovacím stavu typu "Předpětí" posune pomocí iteračních výpočtových smyček počáteční geometrie sítě do optimální rovnovážné polohy. Pro tuto úlohu používá program metodu Updated Reference Strategy (URS) od prof. Bletzingera a prof. Ramma. Tato technika se vyznačuje rovnovážnými tvary, které po výpočtu téměř přesně odpovídají původně zadaným okrajovým podmínkám form-findingu (průvěs, síla a předpětí).
Kromě pouhého popisu očekávaných sil nebo průvěsů hledaného tvaru umožňuje celistvý přístup metodou URS také zohlednění ostatních sil. To umožňuje v celém procesu např. popis vlastní tíhy nebo pneumatického tlaku pomocí odpovídajících zatížení prvků.
Se všemi těmito možnostmi má výpočetní jádro potenciál pro výpočet antiklastických a synklastických tvarů v rovnováze sil pro rovinné nebo rotačně symetrické geometrie. Aby bylo možné použít oba typy jednotlivě nebo společně v jednom prostředí, jsou ve výpočtu dva možné způsoby, jak popsat vektory síly při form-findingu:
Tahová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v prostoru pro rovinné geometrie
Průmětová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v rovině průmětu s fixací vodorovné polohy pro kuželové geometrie
Pro proces optimalizace máte k dispozici dvě metody pro nalezení optimálních hodnot parametrů podle kritéria hmotnosti nebo deformace.
Nejúčinnější metodou při krátké době výpočtu je přírodou inspirovaná optimalizace rojem částic (PSO). Už jste o ní slyšeli nebo četli? Tato technika umělé inteligence (AI) vychází z analogie s chováním rojů nebo hejn zvířat při hledání místa odpočinku. V takových rojích najdete mnoho jedinců (v optimalizaci např. hmotnost), kteří rádi zůstávají ve skupině a následují skupinu. Předpokládejme, že každý jednotlivý člen roje má potřebu odpočívat na optimálním místě (nejlepší řešení - např. nejnižší hmotnost). Tato potřeba se s přiblížením k místu odpočinku zvyšuje. Chování roje je tak ovlivněno také vlastnostmi prostoru (viz diagram výsledků).
Proč zrovna exkurze do biologie? Je to prosté - proces PSO v programu RFEM nebo RSTAB probíhá podobně. Průběh výpočtu začíná optimalizačním výsledkem náhodného přiřazení optimalizovaných parametrů. Přitom se opakovaně stanovují nové optimalizační výsledky s různými hodnotami parametrů, které vycházejí ze zkušeností s dřívějšími modelovými mutacemi. Tento proces pokračuje, dokud není dosaženo zadaného počtu možných mutací modelu.
Kromě této metody máte v programu k dispozici metodu dávkového zpracování. Tato metoda se pokouší zkontrolovat všechny možné modelové mutace náhodným zadáním hodnot pro optimalizační parametry, dokud není dosaženo stanoveného počtu možných modelových mutací.
Obě metody kontrolují po výpočtu mutace modelu také pokaždé aktualizované výsledky posouzení z addonů. Dále uloží variantu s příslušným výsledkem optimalizace a přiřazením hodnot optimalizačních parametrů, pokud je využití <1.
Odhadované celkové náklady a emise můžete stanovit z příslušných součtů jednotlivých materiálů. Součty materiálů se skládají z dílčích součtů prutových, plošných a objemových prvků na základě hmotnosti, objemu a plochy.
Velký výběr dostupných profilů, jako jsou válcované I-profily, U-profily, T-profily, úhelníky, obdélníkové a kruhové duté profily, kulaté tyče, symetrické a nesymetrické, parametrické I-, T-profily a úhelníky, složené průřezy (vhodnost pro posouzení v závislosti na vybrané normě)
Posouzení možné pro obecné průřezy z programu RSECTION (v závislosti na typech posouzení pro zvolenou normu), například posouzení srovnávacího napětí
Posouzení prutů s náběhy (metoda posouzení v závislosti na normě)
Úprava základní součinitelů posouzení a parametrů normy možná
Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
Rychlý a přehledný výstup výsledků, který umožňuje snadno vyhodnotit výsledky ihned po skončení výpočtu
Detailní výstup výsledků posouzení a základních vzorců (názorná a ověřitelná cesta k výsledkům)
Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách s možností grafického znázornění výsledků na konstrukci
Integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB
Velký výběr dostupných profilů, jako jsou válcované I-profily, U-profily, T-profily, úhelníky, obdélníkové a kruhové duté profily, kulaté tyče, symetrické a nesymetrické, parametrické I-, T-profily a úhelníky, složené průřezy (vhodnost pro posouzení v závislosti na vybrané normě)
Posouzení možné pro obecné průřezy z programu RSECTION (v závislosti na typech posouzení pro zvolenou normu), například posouzení srovnávacího napětí
Posouzení prutů s náběhy (metoda posouzení v závislosti na normě)
Úprava základní součinitelů posouzení a parametrů normy možná
Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
Rychlý a přehledný výstup výsledků, který umožňuje snadno vyhodnotit výsledky ihned po skončení výpočtu
Detailní výstup výsledků posouzení a základních vzorců (názorná a ověřitelná cesta k výsledkům)
Číselné výsledky přehledně uspořádané v tabulkách s možností grafického znázornění výsledků na konstrukci
Integrace výsledků do tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB
Nechte se přesvědčit výpočetním jádrem, jeho optimalizovaným síťovým propojením a neomezenou podporou víceprocesorové technologie. To nabízí výhody, jako například paralelní výpočet lineárních zatěžovacích stavů a kombinací zatížení několika procesory bez přídavného zatížení pracovní paměti. Matici tuhosti je nutné vytvořit pouze jednou. S rychlým a přímým řešením rovnic můžete počítat i velké systémy. Pokud potřebujete pro své modely spočítat mnoho kombinací zatížení, spustí program několik řešičů paralelně (jeden na jádro). Každý řešič pak spočítá kombinaci zatížení, čímž je proceosr lépe vytížený. Během výpočtu můžete cíleně sledovat vývoj deformace v diagramu a přesně tak vyhodnotit konvergenční chování.
Analýza odezvy kroků na nepravidelných podlahách nebo různých typech schodišť vyžaduje komplexní výpočet. Při krokové frekvenční analýze, při níž se stanoví úroveň vibrací v každém místě na podlaží, se vychází z modelu RFEM a z výsledků modální analýzy v modulu RF-DYNAM Pro - Natural Vibrations. Správné posouzení dynamického chování podlaží vyžaduje přesnou metodu analýzy.
Program nabízí nejaktuálnější analytické postupy. Uživatel může volit mezi dvěma nejpoužívanějšími výpočetními metodami: takzvanou Concrete Centre Method (CCIP-016) a Steel Construction Institute Method (P354).
Pokud je zaškrtávací políčko 'Počet přírůstků zatížení' deaktivováno, počet přírůstků zatížení se v programu RFEM stanoví automaticky, aby bylo možné efektivně řešit nelineární úlohy.
Použitá metoda je založena na heuristickém algoritmu.
Daná funkce umožňuje automaticky zjemnit síť konečných prvků na plochách. Zahuštění sítě je postupné. V každém kroku se po vyhodnocení numerické chyby u předchozího kroku vytvoří nová siť konečných prvků. Při vyhodnocení numerické chyby se vychází z výsledků na plošných prvcích a ze Zienkiewiczovy a Zhuovy energetické formulace.
Vyhodnocení chyby se provádí pro lineární statickou analýzu. Vybereme zatěžovací stav (nebo kombinaci zatížení), pro který se vygeneruje síť konečných prvků. Síť konečných prvků se pak použije pro všechny výpočty.
Nelineární výpočet převezme skutečnou geometrii sítě rovinných, vybočených, jednoduše zakřivených nebo dvojitě zakřivených plošných komponent ze zvoleného střihového vzoru a narovná tuto plošnou komponentu v souladu s minimalizací distorzní energie za předpokladu definovaného chování materiálu.
Zjednodušeně řečeno, tato metoda se pokouší stlačit geometrii sítě v lisu za předpokladu kontaktu bez tření a najít stav, ve kterém jsou napětí od zploštění v konstrukčním prvku v rovnováze v rovině. Tímto způsobem je dosaženo minimální energie a optimální přesnosti střihového vzoru. Přitom se zohlední kompenzace pro směr osnovy a útku i kompenzace pro hraniční linie. Následně se na výslednou rovinnou geometrii plochy použijí zadané přídavky na okrajových liniích.
Základní funkce:
Minimalizace distorzní energie v procesu převedení do roviny pro velmi přesné střihové vzory
Použitelnost pro téměř všechna uspořádání sítě
Rozpoznání definic sousedních střihových vzorů pro zachování stejných délek
Po spuštění výpočtu se spustí proces form-finding (hledání tvaru) na celé konstrukci. Při výpočtu se zohledňuje interakce mezi prvky s nalezeným tvarem (membrány, lana a podobně) a mezi nosnou konstrukcí.
Proces form-finding probíhá iterativně jako speciální nelineární analýza inspirovaná metodou URS (Updated Reference Strategy) profesorů Bletzingera a Ramma. Tímto způsobem se stanoví rovnovážné tvary se zohledněním zadaného předpětí.
Dále tato metoda umožňuje při procesu hledání tvaru zohlednit jednotlivá zatížení, jako je vlastní tíha nebo vnitřní tlak pneumatických membrán. Předpětí u ploch (například u membrán) lze definovat dvěma různými způsoby:
Standardní metoda - stanovení požadovaného předpětí plochy
Průmětová metoda - stanovení požadovaného předpětí na průmětu plochy, stabilizace obzvláště kuželových tvarů
Pro posouzení únosnosti průřezu jsou zohledněny všechny kombinace vnitřních sil.
Při posouzení průřezů podle metody dílčích vnitřních sil se vnitřní síly průřezu působící v souřadném systému hlavních os, vztaženém k těžišti nebo středu smyku, transformují do lokálního systému souřadnic, který leží ve středu stojiny a je orientován ve směru stojiny.
Jednotlivé vnitřní síly se rozloží na horní a dolní pásnici a na stojině a stanoví se mezní vnitřní síly částí průřezu. Za předpokladu, že mohou být smyková napětí a momenty v pásnici absorbovány, se osová mezní únosnost průřezu i mezní únosnost průřezu v ohybu určí pomocí zbytkových vnitřních sil a porovná se s existujícími silami a momenty. Při překročení smykového napětí nebo únosnosti pásnice nelze posouzení provést.
Simplexová metoda stanoví součinitel plastického zvětšení s danou kombinací vnitřních sil pomocí výpočtu v programu SHAPE-THIN. Převrácená hodnota faktoru zvětšení představuje využití průřezu.
Eliptické průřezy jsou posuzovány na plastickou únosnost pomocí nelineárního analytického procesu optimalizace. Tato metoda je podobná simplexové metodě. Samostatné návrhové případy umožňují flexibilní analýzu vybraných prutů, sad prutů a účinků i jednotlivých průřezů.
Pomocí Simplexovy metody lze upravovat parametry důležité pro posouzení, jako je výpočet všech průřezů.
Výsledky plastického posouzení se v modulu RF‑/STEEL EC3 zobrazí obvyklým způsobem. Jednotlivé výsledkové tabulky obsahují vnitřní síly, třídy průřezů, celkové posouzení a další výsledky.
Nelineární výpočtová metoda se aktivuje výběrem návrhové metody pro posouzení mezního stavu použitelnosti. Jednotlivá posouzení a pracovní diagramy pro beton a železobeton lze nastavit samostatně. Průběh iterace lze ovlivnit těmito řídicími parametry: přesností konvergence, maximálním počtem iterací, uspořádáním vrstev nad hloubkou průřezu a součinitelem tlumení.
Mezní hodnoty v mezním stavu použitelnosti lze nastavit individuálně pro každou plochu nebo skupinu ploch. Jako přípustné limitní hodnoty se definují maximální deformace, maximální napětí a maximální šířky trhlin. Definice maximální deformace vyžaduje další upřesnění, zda se má pro posouzení použít nedeformovaný nebo deformovaný systém.
RF-CONCRETE Members
Nelineární výpočet lze použít pro posouzení mezního stavu únosnosti a použitelnosti. Dle potřeby je možné při výpočtu uvažovat pevnost betonu v tahu nebo tahové zpevnění mezi trhlinami. Průběh iterace lze ovlivnit těmito řídicími parametry: přesností konvergence, maximálním počtem iterací a součinitelem tlumení.
Pro výpočet deformací aproximačními metodami danými normou (například podle EN 1992-1-1, 7.4.3) se stanoví takzvané účinné tuhosti konečných prvků ve stavu bez trhlin a s trhlinami. Tyto efektivní tuhosti pak poslouží pro výpočet deformace plochy metodou konečných prvků.
Výpočet efektivní tuhosti konečných prvků probíhá na základě vyztuženého betonového průřezu. Na základě vnitřních sil stanovených pro mezní stav použitelnosti v programu RFEM program klasifikuje železobetonový průřez jako 's trhlinami' nebo 'bez trhlin'. Pro zohlednění působení betonu mezi trhlinami lze použít rozdělovací součinitel (například podle EN 1992-1-1, rovnice 7.19). Materiálové charakteristiky betonu v oblasti tlaku a tahu se přitom uvažují jako lineárně pružné, a to až k dosažení pevnosti betonu v tahu. Tím se zajistí dostatečná přesnost pro posouzení mezního stavu použitelnosti.
Výpočet účinné tuhosti zohledňuje dotvarování a smršťování betonu na úrovni průřezu. Vliv dotvarování a smršťování u staticky neurčitých konstrukcí se při tomto aproximačním výpočtu nezohlední (například tahové síly způsobené smršťováním u oboustranně vetknutých konstrukcí nelze určit, a proto se musí zohlednit jiným způsobem). Stručně řečeno probíhá výpočet deformací v modulu RF-CONCRETE Deflect ve dvou krocích:
Výpočet účinných tuhostí železobetonového průřezu za předpokladu lineárně elastických podmínek
Výpočet deformace pomocí účinných tuhostí pomocí MKP
Po spuštění přídavného modulu se zvolí návrhová norma a metoda. Mezní stavy únosnosti a použitelnosti lze posuzovat lineární a nelineární výpočetní metodou. Zatěžovací stavy, kombinace zatížení nebo kombinace výsledků se pak přiřadí různým typům výpočtu. Další tabulky slouží k zadání materiálů a průřezů. Kromě toho je možné stanovit parametry pro dotvarování a smršťování. Součinitele dotvarování a smršťování se upraví podle stáří betonu.
Geometrie podpory se stanoví na základě údajů důležitých pro posouzení, jako jsou šířky a typy podpor (přímá, monolitická, koncová nebo mezilehlá podpora) a redistribuce momentů a také posouvající síla a redukce momentů. Přídavný modul CONCRETE automaticky rozpozná typy podpor z modelu vytvořeném v programu RSTAB.
Segmentované okno obsahuje specifické údaje výztuže, jako jsou průměry, krytí výztuže a typ oslabení výztuže, počet vrstev, řezná schopnost třmínků a typ ukotvení. V případě posouzení požární odolnosti je třeba definovat třídu požární odolnosti, vlastnosti materiálu související s požárem a stranu průřezu vystavenou požáru. Pruty a sady prutů lze shrnout do speciálních 'skupin výztuží' s různými parametry posouzení.
Pro posouzení šířky trhlin je možné nastavit mezní hodnotu maximální šířky trhlin. Zároveň modul umožňuje stanovit geometrii náběhů pro výztuž.
Řešič rovnic obsahuje optimalizovaný generátor sítě konečných prvků a podporuje nejnovější vícejádrové procesory a 64-bitovou technologii. Protože řešič využívá několika procesorů, umožňuje paralelní výpočty lineárních zatěžovacích stavů a kombinací bez požadavků na dodatečnou operační paměť (RAM): Matici tuhosti je nutné vytvořit pouze jednou. 64-bitová technologie a rozšířené možnosti paměti RAM umožňují tímto rychlým a účinným řešičem rovnic spočítat i složité konstrukční systémy.
Průběh deformace lze sledovat během výpočtu na grafu. Lze tak snadno vyhodnocovat konvergenční chování.