Come'hai già appreso, i risultati di un caso di carico dell'analisi modale vengono visualizzati nel programma dopo un calcolo riuscito. È quindi possibile vedere immediatamente la prima forma modale graficamente o come animazione. È anche possibile regolare facilmente la rappresentazione della normalizzazione della forma modale. Fallo direttamente nel navigatore Risultati, dove hai una delle quattro opzioni per la visualizzazione delle forme modali disponibili per la selezione:
- Ridimensionamento del valore del vettore della forma modale uj a 1 (considera solo le componenti di traslazione)
- Selezionando la componente traslazionale massima dell'autovettore e impostandola a 1
- Considerando l'intero autovettore (comprese le componenti di rotazione), selezionando il massimo e impostandolo a 1
- Impostazione della massa modale mi per ciascuna forma modale a 1 kg
È possibile trovare una spiegazione dettagliata della normalizzazione della forma modale nel Manuale online .
Il calcolo è finito? I risultati dell'analisi modale sono quindi disponibili sia graficamente che in tabelle. Visualizza le tabelle dei risultati per il caso di carico o i casi di carico dell'analisi modale. Pertanto, è possibile vedere a prima vista gli autovalori, le frequenze angolari, le frequenze naturali e i periodi naturali della struttura. Anche le masse modali efficaci, i coefficienti di massa modale e i coefficienti di partecipazione sono visualizzati chiaramente.
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
- Interfaccia con MS Excel
Il tuo obiettivo è determinare il numero di forme modali? Il programma offre due metodi per questo. Da un lato, è possibile definire manualmente il numero delle forme modali più piccole da calcolare. In questo caso, il numero di forme modali disponibili dipende dai gradi di libertà (cioè dal numero di punti di massa liberi moltiplicato per il numero di direzioni in cui agiscono le masse). Tuttavia, è limitato a 9999. D'altra parte, è possibile impostare la frequenza naturale massima nel modo in cui il programma ha determinato automaticamente le forme modali fino a raggiungere la frequenza naturale impostata.
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
- Possibilità di salvataggio / importazione
- Interfaccia con MS Excel
Puoi trovare informazioni di base su questo modello di materiale nell'articolo tecnico Leggi di snervamento nel modello di materiale isotropo elastico non lineare.
Nell'add-on Verifica calcestruzzo, è possibile eseguire la verifica sismica per aste in cemento armato secondo EC 8. Ciò include, tra le altre cose, le seguenti funzionalità:
- Configurazioni di calcolo sismico
- Distinzione delle classi di duttilità DCL, DCM, DCH
- Opzione per trasferire il coefficiente di comportamento dall'analisi dinamica
- Verifica del valore limite per il coefficiente di comportamento
- Verifica della capacità 'Colonna forte - trave debole'
- Dettagli e regole particolari per la duttilità di curvatura
- Dettagli e regole particolari per la duttilità locale
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.
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.
Sai esattamente come viene eseguito il form-finding? Innanzitutto, il processo di form-finding dei casi di carico con la categoria di casi di carico "Precompressione" sposta la geometria della mesh iniziale in una posizione bilanciata in modo ottimale mediante cicli di calcolo iterativi. Per questa attività, il programma utilizza il metodo della strategia di riferimento aggiornata (URS) del Prof. Bletzinger e del Prof. Ramm. Questa tecnologia è caratterizzata da forme di equilibrio che, dopo il calcolo, soddisfano quasi esattamente le condizioni al contorno di form-finding inizialmente specificate (curva, forza e precompressione).
Oltre alla pura descrizione delle forze attese o delle flessioni sugli elementi da formare, l'approccio integrale dell'URS consente anche di considerare le forze regolari. Nel processo generale, ciò consente, ad esempio, una descrizione del peso proprio o di una pressione pneumatica tramite i carichi degli elementi corrispondenti.
Tutte queste opzioni danno al kernel di calcolo il potenziale per calcolare le forme anticlastiche e sinclastiche che si trovano in un equilibrio di forze per geometrie planari o rotazionalmente simmetriche. Per essere in grado di implementare realisticamente entrambi i tipi singolarmente o insieme in un unico ambiente, il calcolo fornisce due modi per descrivere i vettori delle forze di form-finding:
- Metodo di trazione - descrizione dei vettori di forze di form-finding nello spazio per geometrie planari
- Metodo di proiezione - descrizione dei vettori della forza di form-finding su un piano di proiezione con fissazione della posizione orizzontale per geometrie coniche
Hai già scoperto l'output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh? A destra, questo è anche uno dei risultati dell'analisi modale in RFEM 6. In questo modo, è possibile controllare le masse importate che dipendono da varie impostazioni dell'analisi modale. Possono essere visualizzati nella scheda Masse nei punti della mesh della tabella dei risultati. La tabella fornisce una panoramica dei seguenti risultati: Massa - Direzione di traslazione (mX, mY, mZ ), Massa - Direzione di rotazione (mφX, mφY, mφZ ) e Somma delle masse. Sarebbe meglio per te avere una valutazione grafica il più rapidamente possibile? Quindi è anche possibile visualizzare graficamente le masse nei punti della mesh.
Rispetto al modulo aggiuntivo RF-FORM-FINDING (RFEM 5), il programma include:\} le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte per RFEM 6:
- Specifica di tutte le condizioni al contorno di carico di form-finding in un caso di carico
- Memorizzazione dei risultati di form-finding come stato iniziale per ulteriori analisi del modello
- Assegnazione automatica dello stato iniziale di form-finding tramite procedure guidate di combinazione a tutte le situazioni di carico di una situazione di progetto
- Inoltre, condizioni al contorno della geometria di form-finding per le aste (lunghezza non sollecitata, flessione verticale massima, flessione verticale nel punto basso)
- Condizioni al contorno del carico di ricerca della forma aggiuntivo per le aste (forza massima nell'asta, forza minima nell'asta, componente di trazione orizzontale, trazione all'estremità i, trazione all'estremità j, trazione minima all'estremità i, trazione minima all'estremità j)
- Tipo di materiale "Tessuto" e "Lamina" nella libreria dei materiali
- Form-finding paralleli in un modello
- Simulazione degli stati di form-finding della costruzione in sequenza in connessione con l'add-on Analisi delle fasi costruttive (CSA)
Una volta attivato l'add-on Form-Finding nei Dati di base, un effetto form-finding viene assegnato ai casi di carico con la categoria del caso di carico "Precompressione" in combinazione con i carichi form-finding dall'asta, dalla superficie e dal solido catalogo dei carichi. Questo è un caso di carico di precompressione. Quindi si trasforma in un'analisi di form-finding per l'intero modello con tutti gli elementi di aste, superfici e solidi definiti in esso. È possibile ottenere il form-finding degli elementi di aste e membrane pertinenti nel modello generale utilizzando carichi di form-finding speciali e definizioni di carico regolari. Questi carichi di form-finding descrivono lo stato di deformazione o forza previsto dopo il form-finding negli elementi. I carichi regolari descrivono il carico esterno dell'intero sistema.
Il tipo di carico di ristagno consente di simulare le azioni della pioggia su superfici curve multiple, tenendo conto degli spostamenti secondo l'analisi a grandi spostamenti.
Questo processo numerico della pioggia analizza la geometria della superficie assegnata e determina quali componenti della pioggia defluiscono e quali si raccolgono in pozzanghere (sacche d'acqua) sulla superficie. La dimensione dell'accumulo d'acqua risulta quindi in un carico verticale corrispondente per l'analisi strutturale.
Ad esempio, è possibile utilizzare questa funzione nell'analisi di geometrie di coperture a membrana approssimativamente orizzontali soggette al carico della pioggia.
Vai al video esplicativoLo sapevi che...? È possibile definire facilmente modifiche strutturali nei casi di carico del tipo di analisi modale. Ciò consente, ad esempio, di regolare individualmente le rigidezze di materiali, sezioni trasversali, aste, superfici, cerniere e vincoli esterni. È anche possibile modificare le rigidezze per alcuni add-on di verifica. Una volta selezionati gli oggetti, le loro proprietà di rigidezza vengono adattate al tipo di oggetto. In questo modo, è possibile definirli in schede separate.
Vuoi analizzare la rottura di un oggetto (ad esempio, una colonna) nell'analisi modale? Anche questo è possibile senza problemi. Basta passare alla finestra Modifica struttura e disattivare gli oggetti pertinenti.
Il processo di form-finding fornisce un modello strutturale con forze attive nel "caso di carico di precompressione" Questo caso di carico mostra lo spostamento dalla posizione di input iniziale alla geometria trovata dalla forma nei risultati della deformazione. Nei risultati basati sulla forza o sulla tensione (forze interne dell'asta e della superficie, tensioni dei solidi, pressioni del gas e così via), chiarisce lo stato per il mantenimento della forma trovata. Per l'analisi della geometria della forma, il programma offre un grafico della linea di contorno bidimensionale con l'output dell'altezza assoluta e un grafico dell'inclinazione per la visualizzazione della situazione del pendio.
Ora, viene eseguito un ulteriore calcolo e un'analisi strutturale dell'intero modello. A tale scopo, il programma trasferisce la geometria di forma trovata comprese le deformazioni degli elementi in uno stato iniziale universalmente applicabile. Ora puoi usarlo nei casi di carico e nelle combinazioni di carico.
Rispetto al modulo aggiuntivo RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations (RFEM 5/RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Analisi modale per RFEM 6/RSTAB 9:
- Coefficienti di combinazione preimpostati per varie norme (EC 8, ASCE, ecc.)
- Trascuratezza facoltativa delle masse (ad esempio, massa delle fondazioni)
- Metodi per determinare il numero di forme modali (definito dall'utente, automatico - per raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci, automatico - per raggiungere la frequenza naturale massima)
- Output di masse modali, masse modali efficaci, fattori di massa modale e fattori di partecipazione
- Output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh
- Varie opzioni di ridimensionamento per le forme modali nel navigatore dei risultati
Quando si definiscono i dati di input per il caso di carico dell'analisi modale, è possibile considerare un caso di carico le cui rigidezze rappresentano la posizione iniziale per l'analisi modale. Come si fa? Come mostrato nell'immagine, seleziona l'opzione "Considera stato iniziale da". Ora, apri la finestra di dialogo "Impostazioni stato iniziale" e definisci il tipo Rigidezza come stato iniziale. In questo caso di carico, a partire dal quale è lo stato iniziale preso in considerazione, è possibile considerare la rigidezza del sistema strutturale quando le aste tese si rompono. Lo scopo di tutto questo: La rigidezza da questo caso di carico è considerata nell'analisi modale. In questo modo, si ottiene un sistema chiaramente flessibile.
Spesso è necessario trascurare le masse. Questo è particolarmente vero quando si desidera utilizzare l'output dell'analisi modale per l'analisi sismica. Per questo, per il calcolo è necessario il 90% della massa modale efficace in ciascuna direzione. Quindi è possibile trascurare la massa in tutti i vincoli fissi dei nodi e delle linee. Il programma disattiva automaticamente le masse associate.
È anche possibile selezionare manualmente gli oggetti le cui masse devono essere trascurate per l'analisi modale. Abbiamo mostrato quest'ultimo nell'immagine per una migliore visualizzazione. Viene effettuata una selezione definita dall'utente e gli oggetti con le loro componenti di massa associate vengono selezionati per trascurare le masse.
Puoi già vederlo nell'immagine: Le imperfezioni possono anche essere prese in considerazione quando si definisce un caso di carico dell'analisi modale. I tipi di imperfezione che è possibile utilizzare nell'analisi modale sono carichi teorici dal caso di carico, oscillazione iniziale tramite tabella, deformazione statica, modalità di instabilità, forma modale dinamica e gruppo di casi di imperfezione.
Non appena il programma ha completato il calcolo, vengono elencati gli autovalori, le frequenze naturali e i periodi. Queste finestre dei risultati sono integrate nel programma principale RFEM/RSTAB. È possibile trovare tutte le forme modali della struttura nelle tabelle e avere anche un'opzione per visualizzarle graficamente e animarle.
Tutte le tabelle dei risultati e i grafici fanno parte della relazione di calcolo di RFEM/RSTAB. In questo modo, è possibile garantire una documentazione chiaramente organizzata. È anche possibile esportare le tabelle in MS Excel.
Vuoi considerare altri carichi come masse oltre ai carichi statici? Il programma lo consente per carichi dei nodi, delle aste, delle linee e delle superfici. Per questo, è necessario selezionare il tipo di carico di massa quando si definisce il carico di interesse. Definire una massa o i componenti di massa nelle direzioni X, Y e Z per tali carichi. Per le masse nodali, hai un'opzione aggiuntiva per specificare anche i momenti di inerzia X, Y e Z al fine di modellare punti di massa più complessi.
Il calcolo è andato a buon fine? Ora è possibile visualizzare i risultati delle singole fasi costruttive graficamente e nelle tabelle in RFEM. Inoltre, RFEM consente di considerare le fasi costruttive nel calcolo combinatorio e di includerlo in un'ulteriore verifica.
Rispetto al modulo aggiuntivo RF- STAGES (RFEM 5), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'analisi delle fasi costruttive (CSA)]] per RFEM 6:
- Considerazione delle fasi costruttive a livello di RFEM
- Integrazione dell'analisi della fase costruttiva nella combinatoria in RFEM
- Sono supportati elementi strutturali aggiuntivi, come ad esempio i vincoli interni delle linee
- Analisi di processi costruttivi alternativi in un modello
- Riattivazione degli elementi
Nelle impostazioni dell'analisi modale, è necessario inserire tutti i dati necessari per la determinazione delle frequenze naturali. Questi sono, ad esempio, forme di massa e solutori di autovalori.
L'add-on Analisi modale determina gli autovalori più bassi della struttura. Puoi regolare il numero di autovalori o lasciarli determinare automaticamente. Quindi, dovresti raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci o le frequenze naturali massime. Le masse vengono importate direttamente dai casi di carico e dalle combinazioni di carico. In questo caso, si ha la possibilità di considerare la massa totale, le componenti del carico nella direzione Z globale o solo la componente del carico nella direzione della gravità.
È possibile definire manualmente masse aggiuntive su nodi, linee, aste o superfici. Inoltre, è possibile influenzare la matrice di rigidezza importando le forze assiali o le variazioni di rigidezza di un caso di carico o di una combinazione di carico.
Se ci sono differenze di geometria che emergono tra il sistema strutturale ideale e quello deformato dalla fase costruttiva precedente, queste vengono confrontate nel programma. La fase costruttiva successiva è costruita sopra il sistema tensionato dalla fase costruttiva precedente. Questo calcolo non è lineare.
- Semplice definizione delle fasi costruttive nella struttura di RFEM inclusa la visualizzazione
- Aggiungere, rimuovere, modificare e riattivare elementi di aste, superfici e solidi e loro proprietà (ad esempio, cerniere di aste e linee, gradi di libertà per i vincoli esterni e così via)
- Combinatoria automatica e manuale con le combinazioni di carico nelle singole fasi costruttive (ad esempio, per considerare i carichi di montaggio, le gru di cantiere, ecc.)
- Considerazione di effetti non lineari come rottura dell'asta tesa o vincoli esterni non lineari
- Interazione con altri add-on, come Comportamento non lineare del materiale, Stabilità delle strutture, Form-Firnding, e così via.
- Visualizzazione numerica e grafica dei risultati per le singole fasi costruttive
- Relazione di calcolo dettagliata con la documentazione di tutti i dati strutturali e dei carichi per ogni fase costruttiva
- Considerazione automatica delle masse dal peso proprio
- Importazione diretta delle masse dai casi e dalle combinazioni di carico
- Definizione facoltativa di masse aggiuntive (masse nodali, lineari o di superficie, nonché masse di inerzia) direttamente nei casi di carico
- Trascuratezza facoltativa delle masse (ad esempio, massa delle fondazioni)
- Combinazione di masse in diversi casi di carico e combinazioni di carico
- Coefficienti di combinazione preimpostati per varie norme (EC 8, SIA 261, ASCE 7,...)
- Importazione facoltativa degli stati iniziali (ad esempio, per considerare la precompressione e l'imperfezione)
- Variazione della struttura
- Considerazione di vincoli esterni o di aste/superfici/solidi
- Definizione di varie analisi modali (ad esempio, per analizzare diverse variazioni delle masse o modifiche delle rigidità)
- Selezione del tipo di matrice di massa (matrice diagonale, matrice coerente, matrice unitaria), inclusa la specifica definita dall'utente dei gradi di libertà traslazionali e rotazionali
- Metodi per determinare il numero di forme modali (definito dall'utente, automatico - per raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci, automatico - per raggiungere la frequenza naturale massima - disponibile solo in RSTAB)
- Determinazione delle forme modali e delle masse nei nodi
- Risultati di autovalori, frequenza angolare, frequenza naturale e periodo
- Output di masse modali, masse modali efficaci, fattori di massa modale e fattori di partecipazione
- Output tabellare e grafico delle masse nei punti della mesh
- Visualizzazione e animazione delle forme modali
- Diverse opzioni di scala per le forme modali
- Documentazione dei risultati numerici e grafici nella relazione di calcolo
Hai creato l'intera struttura in RFEM? Molto bene, ora è possibile assegnare i singoli componenti strutturali e i casi di carico alle fasi costruttive corrispondenti. Ad esempio, in ogni fase costruttiva, è possibile modificare le definizioni di svincolo di aste e vincoli.
È quindi possibile modellare le modifiche strutturali, come quelle che si verificano quando le travi del ponte vengono stuccate successivamente o quando le colonne vengono depositate. Quindi, assegnare i casi di carico creati in RFEM alle fasi costruttive come carichi permanenti o non permanenti.
Lo sapeva che... ? La combinatoria consente di sovrapporre i carichi permanenti e non permanenti nelle combinazioni di carico. In questo modo, è possibile determinare le forze interne massime di diverse posizioni della gru o considerare i carichi di montaggio temporanei disponibili in una sola fase costruttiva.
In RFEM, è possibile utilizzare questi tre potenti risolutori di autovalori:
- radice del polinomio caratteristico
- Metodo di Lanczos
- Iterazione del sottospazio
RSTAB, d'altra parte, fornisce questi due solutori di autovalori:
- Iterazione del sottospazio
- Metodo di potenza inversa spostato
La selezione del risolutore di autovalori dipende principalmente dalle dimensioni del modello.
Sono disponibili diverse opzioni per definire le masse per un'analisi modale. Mentre le masse dovute al peso proprio sono considerate automaticamente, è possibile considerare i carichi e le masse direttamente in un caso di carico del tipo di analisi modale. Hai bisogno di più opzioni? Seleziona se considerare i carichi completi come masse, i componenti del carico nella direzione Z globale o solo i componenti del carico nella direzione della gravità.
Il programma offre un'opzione aggiuntiva o alternativa per l'importazione delle masse: Una definizione manuale delle combinazioni di carico a partire dalle quali sono le masse considerate nell'analisi modale. Hai selezionato una norma di progetto? È quindi possibile creare una situazione di progetto con il tipo di combinazione di massa sismica. Pertanto, il programma calcola automaticamente una situazione di massa per l'analisi modale secondo la norma di progetto preferita. In altre parole: Il programma crea una combinazione di carico sulla base dei coefficienti di combinazione preimpostati per la norma selezionata. Questo contiene le masse utilizzate per l'analisi modale.