Lo sapeva che... ? per calcolare le strutture in muratura, in RFEM è stato implementato un modello di materiale non lineare? Si basa sull'approccio di Lourenco, una superficie di snervamento composta secondo Rankine e Hill. Questo modello consente di descrivere e modellare il comportamento strutturale della muratura e i diversi meccanismi di rottura.
I parametri limite sono stati selezionati in modo tale che le curve di progetto utilizzate corrispondano a una curva di progetto normativa.
Grazie a RFEM, è possibile mappare le proprietà speciali del collegamento tra il soffitto in cemento armato e la parete in muratura utilizzando uno speciale cardine lineare. Ciò limita le forze trasferibili del collegamento a seconda della geometria specificata. Hai indovinato: Ciò significa che il materiale non può essere sovraccaricato.
Il programma sviluppa diagrammi di interazione che vengono applicati automaticamente. Essi rappresentano le varie situazioni geometriche e puoi usarli per determinare la rigidezza corretta.
Il calcolo della muratura viene effettuato in conformità con la legge del materiale plastico non lineare. Se il carico in qualsiasi punto è superiore al possibile carico a cui resistere, la ridistribuzione avviene all'interno del sistema. Questo ha il semplice scopo di ripristinare l'equilibrio delle forze. Una volta completato con successo il calcolo, viene fornita l'analisi di stabilità.
Conosce il modello di materiale Tsai-Wu? Combina proprietà plastiche e ortotrope, il che consente una modellazione speciale di materiali con caratteristiche anisotrope, come la plastica fibrorinforzata o il legno.
Se il materiale è plastificato, le tensioni rimangono costanti. La ridistribuzione viene eseguita in base alle rigidezze disponibili nelle singole direzioni. L'area elastica corrisponde all'ortotropo | Modello di materiale elastico lineare (solidi). Per l'area plastica, si applica lo snervamento secondo Tsai-Wu:
Tutte le resistenze sono definite positivamente. Puoi immaginare il criterio di tensione come una superficie ellittica all'interno di uno spazio di tensioni a sei dimensioni. Se una delle tre componenti di tensione viene applicata come un valore costante, la superficie può essere proiettata su uno spazio di tensione tridimensionale.
Se il valore per fy(σ), secondo l'equazione di Tsai-Wu, condizione di tensione piana, è inferiore a 1, le tensioni sono nella zona elastica. L'area plastica è raggiunta non appena fy (σ) = 1; valori maggiori di 1 non sono ammessi. Il comportamento del modello è ideal-plastico, il che significa che non c'è irrigidimento.
Lo sapevi che...? A differenza di altri modelli di materiale, il diagramma tensioni-deformazioni per questo modello di materiale non è antimetrico rispetto all'origine. Ad esempio, è possibile utilizzare questo modello di materiale per simulare il comportamento del calcestruzzo fibrorinforzato in acciaio. Trova informazioni dettagliate sulla modellazione del calcestruzzo fibrorinforzato in acciaio nell'articolo tecnico su Determinazione delle proprietà del materiale del calcestruzzo fibrorinforzato in acciaio.
In questo modello di materiale, la rigidezza isotropa è ridotta con un parametro di danno scalare. Questo parametro di danno è determinato dalla curva di tensione definita nel diagramma. La direzione delle tensioni principali non viene presa in considerazione. Piuttosto, il danno si verifica nella direzione della deformazione equivalente, che copre anche la terza direzione perpendicolare al piano. L'area di trazione e di compressione del tensore di tensione è trattata separatamente. In questo caso, si applicano diversi parametri di danneggiamento.
La "Dimensione dell'elemento di riferimento" controlla come la deformazione nell'area della fessura viene ridimensionata alla lunghezza dell'elemento. Con il valore predefinito zero, non viene eseguito alcun ridimensionamento. Pertanto, il comportamento del materiale del calcestruzzo fibrorinforzato è modellato realisticamente.
Trovi ulteriori informazioni sulla base teorica del modello di materiale "Danno isotropo" nell'articolo tecnico che descrive il Danno del modello di materiale non lineare.
Determinazione delle tensioni utilizzando un modello di materiale elastico-plastico
Verifica di strutture in muratura per compressione e taglio sul modello di edificio o modello singolo
Determinazione automatica della rigidezza del vincolo interno parete-solaio
Un ampio database di materiali per quasi tutte le strutture in pietra e malta disponibile sul mercato austriaco (la gamma di prodotti viene continuamente ampliata, anche per altri paesi)
Determinazione automatica dei valori del materiale secondo l'Eurocodice 6 (ÖN EN 1996‑X)
Immettere e modellare la struttura direttamente in RFEM. È possibile combinare il modello del materiale della muratura con tutti i comuni add-on di RFEM. Ciò consente di progettare l'intero modello di edificio in relazione alla muratura.
Il programma determina automaticamente per te tutti i parametri necessari per il calcolo utilizzando i dati del materiale che hai inserito. Quindi, infine, genera le curve tensione-deformazione per ciascun elemento EF.
Il tuo progetto ha avuto successo? Quindi siediti e rilassati. Approfitta delle numerose funzioni di RFEM anche qui. Il programma fornisce le tensioni massime delle superfici della muratura, per cui è possibile visualizzare i risultati in dettaglio in ogni punto della mesh EF.
Inoltre, è possibile inserire sezioni per effettuare una valutazione dettagliata delle singole aree. Utilizza la visualizzazione delle aree di snervamento per stimare le fessure nella muratura.
Lo sapevi che... ? Quando si scarica il componente strutturale con un modello in materiale plastico, a differenza di quello isotropo | Modello di materiale elastico non lineare, la deformazione rimane dopo che è stata completamente scaricata.
È possibile selezionare tre diversi tipi di definizione:
Standard (definizione della tensione equivalente sotto la quale il materiale si plasticizza)
Bilineare (definizione del modulo equivalente di incrudimento di tensione e deformazione)
Diagramma tensioni-deformazioni: definizione del diagramma tensioni-deformazioni poligonali
Possibilità di salvataggio / importazione del diagramma
Se si rilascia nuovamente un componente strutturale con un materiale elastico non lineare , la deformazione ritorna sullo stesso percorso. In contrasto con l'isotropo|Modello in materiale plastico, non c'è deformazione residua quando è completamente scarico.
È possibile selezionare tre diversi tipi di definizione:
Norma (definizione della tensione equivalente sotto la quale il materiale si plastifica)
Bilineare (definizione di una tensione equivalente di un modulo plastico)
Diagramma tensioni-deformazioni:
Definizione della relazione poligonale tensioni-deformazioni
Se stai lavorando con le non linearità, questa funzione è adatta molto bene per supportarti. Ad esempio, è possibile specificare le non linearità degli svincoli finali delle aste (snervamento, strappo, scorrimento e così via) e dei vincoli esterni (incluso l'attrito). Inoltre, è possibile utilizzare finestre di dialogo speciali per determinare le rigidezze delle molle di colonne e pareti in base alle specifiche della geometria.
Grazie all'integrazione di RF-/DYNAM Pro in RFEM o RSTAB, è possibile incorporare i risultati numerici e grafici di RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History nella relazione di calcolo globale. Inoltre, tutte le opzioni di RFEM e RSTAB sono disponibili per una visualizzazione grafica. I risultati dell'analisi time history sono visualizzati in un diagramma time history.
I risultati vengono visualizzati in funzione del tempo e i valori numerici possono essere esportati in MS Excel. Le combinazioni di risultati possono essere esportate come risultato di un singolo time step o i risultati più sfavorevoli di tutti i time step sono filtrati.
Calcolo in RFEM L'analisi time history non lineare viene eseguita con l'analisi implicita di Newmark o con l'analisi esplicita. Entrambi sono metodi di integrazione temporale diretta. L'analisi implicita richiede solo pochi passi temporali per fornire risultati precisi. L'analisi esplicita determina automaticamente i passi temporali necessari per fornire la stabilità della soluzione. L'analisi esplicita è adatta all'analisi di eccitazioni brevi, come eccitazioni da impatto o da esplosione.
Calcolo in RSTAB L'analisi time history non lineare viene eseguita con l'analisi esplicita. Questo è un metodo di integrazione al passo diretto e determina automaticamente i passi temporali necessari per fornire la stabilità della soluzione.
Il calcolo non-lineare è attivato selezionando il metodo di progetto allo stato limite di esercizio. È possibile selezionare singolarmente i vari tipi analisi da eseguire e i diagrammi di tensione-deformazione per l'acciaio e il calcestruzzo. Il processo di iterazione può essere influenzato da questi parametri di controllo: precisione di convergenza, numero massimo di iterazioni, disposizione degli strati sull'altezza della sezione trasversale e coefficiente di smorzamento.
È possibile impostare i valori limite nello stato limite di esercizio individualmente per ogni superficie o gruppo di superfici. Come valori ammissibili vengono definiti gli spostamenti generalizzati massimi, le tensioni massime e la massima ampiezza delle strutture. La definizione della deformazione massima richiede una specifica aggiuntiva sul fatto che il sistema non deformato o il sistema deformato debba essere utilizzato per la verifica.
RF-CONCRETE Members
Il calcolo non lineare può essere applicato ai progetti allo stato limite ultimo e di esercizio. Inoltre, è possibile controllare la resistenza a trazione del calcestruzzo o l'applicazione del Tension Stiffening tra le fessure. Il processo di iterazione può essere influenzato da questi parametri di controllo: precisione di convergenza, numero massimo di iterazioni e coefficiente di smorzamento.
I seguenti modelli di materiali sono disponibili in RF - MAT NL:
Isotropo elastico-plastico 1D/2D/3D e isotropo elastico non-lineare 1D/2D/3D
È possibile scegliere fra tre differenti tipi di definizione:
Base (definizione di una tesione equivalente sotto la quale il materiale inizia a plasticizzarsi)
Bilineare (definizione di una tensione equivalente di un modulo plastico)
Diagramma:
Definizione della relazione poligonale tensioni-deformazioni
Possibilità di salvataggio / importazione
Interfaccia con MS Excel
Ortotropo elastico-plastico 3D (Tsai-Wu 3D)
Con questo modello di materiale è possibile definire le caratteristiche (modulo di elasticità, modulo di taglio, coefficiente di Poisson) e le resistenze ultime dei materiali (trazione, compressione, taglio) lungo i tre assi.
Muratura isotropa 2D
È possibile specificare le tensioni limite σx,limite e σy,limite il coefficiente plastico CH.
Muratura isotropa 2D
Il modello di materiale muratura isotropa 2D è un modello elastoplastico che consente inoltre l'ammorbidimento del materiale, che può essere diverso nelle direzioni locale X e Y di una superficie. Il modello del materiale è adatto per pareti in muratura (non rinforzate) con carichi nel piano del muro.
Danno isotropo 2D/3D
Qui, è possibile definire diagrammi di tensione-deformazione antimetrici. Il modulo di elasticità è calcolato in ogni fase del diagramma tensioni-deformazioni utilizzando Ei = (σi -σi-1 )/(εi -εi-1 ).
È possibile specificare le non linearità degli svincoli delle estremità delle aste (snervamento, strappo, scorrimento, ecc.) e dei vincoli esterni (compreso l'attrito). Sono disponibili finestre di dialogo speciali per determinare le rigidezze delle molle di colonne e pareti in base alle specifiche della geometria.
L'analisi non-lineare degli spostamenti generalizzati viene effettuata con un processo iterativo che considera gli irrigidimenti delle sezioni fessurate e non fessurate. Per quanto concerne la modellazione non-lineare del calcestruzzo armato, si devono definire le proprietà del materiale che variano all'interno dello spessore della superficie. Quindi, per determinare l'altezza della sezione trasversale, RF-CONCRETE NL divide l'elemento finito in certo numero di strati di acciaio e calcestruzzo.
Le resistenze medie dell'acciaio utilizzate nel calcolo si basano sul 'Probabilistic Model Code' pubblicato dal comitato tecnico JCSS. Spetta all'utente se la resistenza dell'acciaio viene applicata fino alla resistenza ultima a trazione (ramo crescente nell'area plastica). Per quanto concerne le proprietà del calcestruzzo, è possibile controllare il diagramma tensione-deformazione per la resistenza a compressione e a trazione. Durante la determinazione della resistenza a compressione del calcestruzzo, è possibile selezionare tra i diagrammi tensione-deformazione a parabola o a parabola-rettangolo. Per le tensioni, è possibile o definire la resistenza a trazione secondo la normativa CEB-FIB model code 90:1993 o applicare una resistenza a trazione residua per tenere conto degli irrigidimenti a trazione tra le fessure.
È possibile scegliere quali valori di risultati si desidera ottenere dal calcolo non-lineare allo stato limite di esercizio:
Spostamenti generalizzati (globale, locale in funzione del sistema deformato/non-deformato)
Larghezze delle fessure, profondità e spaziatura dei lati superiore e inferiore nelle direzioni principali I e II
Tensioni del calcestruzzo (tensioni e deformazioni nelle direzioni principali I e II) e dell'armatura (deformazione, area, sezione, copriferro e direzione in ogni direzione di armatura)
RF-CONCRETE Members:
L'analisi non-lineare degli spostamenti generalizzati delle strutture intelaiate viene eseguita con un processo iterativo con considerazione della rigidezza delle sezioni fessurate e non. Proprietà del materiale del calcestruzzo e dell'acciaio da armatura utilizzato nel calcolo non lineare sono selezionate secondo uno stato limite. Il contributo della resistenza a trazione del calcestruzzo tra le fessure (irrigidimento a trazione) può essere applicato tramite un diagramma tensione-deformazione modificato dell'acciaio di armatura o applicando una resistenza a trazione residua del calcestruzzo.
Calcolo iterativo non-lineare degli spostamenti generalizzati per strutture bidimensionali di calcestruzzo armato con la determinazione della rigidezza degli elementi considerando i carichi definiti
Calcolo degli spostamenti generalizzati delle superfici di calcestruzzo armato fessurate (stadio II)
Analisi generale di stabilità non lineare di aste compresse in cemento armato; per esempio, secondo EN 1992-1-1, 5.8.6
Rigidezza a trazione del calcestruzzo applicato tra le fessure
Numerose appendici nazionali disponibili per la progettazione secondo l'Eurocodice 2 (EN 1992-1-1: 2004 + A1: 2014, vedi EC2 per RFEM)
Possibilità di considerare le influenze a lungo termine della viscosità o del ritiro
Calcolo non-lineare delle tensioni del'acciaio d'armatura e del calcestruzzo
Calcolo non-lineare dell'ampiezza delle fessure
Flessibilità dovuta ad impostazioni dettagliate per calcoli di base ed estesi
Rappresentazione grafica dei risultati integrata in RFEM; ad esempio, deformazione o flessione di una soletta piana in cemento armato
Risultati in tabelle dalla chiara e facile consultazione con la possibilità di visualizzare i risultati nel modello grafico
Piena integrazione dei risultati nella relazione di calcolo di RFEM
Dopo il calcolo, il modulo mostra tabelle chiaramente organizzate che elencano i risultati del calcolo non lineare. Tutti i valori intermedi sono inclusi in modo comprensibile. La rappresentazione grafica dei rapporti di progetto, degli spostamenti generalizzati, delle tensioni del calcestruzzo e dell'acciaio di armatura, dell'ampiezza delle fessure, delle profondità delle fessure e della spaziatura delle fessure in RFEM facilita una rapida panoramica delle aree critiche o fessurate.
Messaggi di errore o annotazioni concernenti il calcolo aiutano l'utente nella ricerca degli eventuali problemi di calcolo. Poiché i risultati della verifica sono visualizzati per superficie o per punto compresi tutti i risultati intermedi, è possibile ripercorrere tutti i dettagli del calcolo.
A causa dell'esportazione opzionale delle tabelle di input o dei risultati in MS Excel, i dati rimangono disponibili per un ulteriore utilizzo in altri programmi. La completa integrazione dei risultati nella relazione di calcolo di RFEM garantisce una verifica strutturale verificabile.