Nel add-on Analisi modale, si ha la possibilità di aumentare automaticamente gli autovalori ricercati fino a raggiungere un coefficiente di massa modale efficace definito. Vengono prese in considerazione tutte le direzioni traslazionali attivate come masse per l'analisi modale.
Pertanto, puoi calcolare facilmente il 90% richiesto della massa modale efficace per il metodo dello spettro di risposta.
Nell'add-on Analisi delle fasi costruttive (CSA), è possibile utilizzare le sezioni trasversali composte mediante le cosiddette sezioni di fase. Parti di una sezione trasversale del tipo "Parametrica - Massiva II" possono essere attivate o disattivate gradualmente durante le fasi costruttive.
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.
Per un'analisi con spettro di risposta dei modelli di edifici, è possibile visualizzare i coefficienti di sensibilità per le direzioni orizzontali per piano.
Queste cifre chiave consentono di interpretare la sensibilità agli effetti di stabilità.
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.
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.
- 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
- 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
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.
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.
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.
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 coefficiente di rilevanza modale (MRF) può aiutarla a valutare in che misura elementi specifici partecipano a una forma modale specifica. Il calcolo si basa sull'energia di deformazione elastica relativa di ogni singola asta.
L'MRF può essere utilizzato per distinguere le forme modali locali e le globali. Se più aste singole mostrano un MRF significativo (ad esempio 20%), l'instabilità dell'intera struttura o di una sottostruttura è molto probabile. D'altra parte, se la somma di tutti gli MRF per un modo proprio di vibrare è intorno al 100%, ci si può aspettare un fenomeno di stabilità locale (ad esempio, instabilità di una singola barra).
Inoltre, l'MRF può essere utilizzato per determinare i carichi critici e le lunghezze di libera inflessione equivalenti di alcune aste (ad esempio, per la verifica di stabilità). Le forme modali per le quali un'asta specifica ha valori MRF piccoli (ad esempio,
L'MRF viene visualizzato per forma modale nella tabella dei risultati in Analisi di stabilità → Risultati per aste → Lunghezze libere d'inflessione e carichi critici.
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.
- Calcolo di modelli costituiti da aste, gusci ed elementi solidi
- Analisi di stabilità non-lineare
- Possibilità di considerare le forze assiali della precompressione iniziale
- Quattro solutori di equazione che facilitano il calcolo di numerose strutture
- Considerazione facoltativa delle variazioni di rigidezza in RFEM/RSTAB
- Determinazione del modo di stabilità maggiore del coefficiente di incremento del carico definito dall'utente (Shift method)
- Determinazione facoltativa delle forme modali di modelli instabili (per identificare la causa dell'instabilità)
- Visualizzazione delle deformate critiche
- Base per determinare l'imperfezione
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.
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.
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
Se nel programma è presente un caso di carico o una combinazione di carico, il calcolo di stabilità è attivato. È possibile definire un altro caso di carico per considerare, ad esempio, la precompressione iniziale.
Per questo, è necessario specificare se eseguire un'analisi lineare o non lineare. A seconda del caso di applicazione, è possibile selezionare un metodo di calcolo diretto, come il metodo di Lanczos o il metodo di iterazione ICG. Le aste non integrate nelle superfici sono generalmente visualizzate come elementi dell'asta con due nodi EF. Con tali elementi, il programma non può determinare l'instabilità locale delle singole aste. Ecco'perché hai la possibilità di dividere automaticamente le aste.
Lo 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.
Come primi risultati, il programma presenta i coefficienti di carico critici. È quindi possibile eseguire una valutazione dei rischi di stabilità. Per i modelli di aste, le lunghezze libere d'inflessione risultanti e i carichi critici delle aste vengono visualizzati nelle tabelle.
Utilizzare la finestra dei risultati successiva per verificare gli autovalori normalizzati ordinati per nodo, asta e superficie. Il grafico degli autovalori consente di valutare il comportamento all'instabilità. In questo modo sarà più facile prendere le contromisure.
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 ai moduli aggiuntivi RF-/STABILITY (RFEM 5) e RSBUCK (RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Stabilità delle strutture per RFEM 6 / RSTAB 9:
- Attivazione come proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico
- Attivazione automatizzata del calcolo di stabilità tramite creazione guidate di combinazioni per diverse situazioni di carico in un solo passaggio
- Aumento incrementale del carico con criteri di terminazione definiti dall'utente
- Modifica della normalizzazione della forma modale senza ricalcolo
- Tabelle dei risultati con opzione di filtro
È possibile selezionare diversi metodi disponibili per l'analisi degli autovalori:
- Metodi diretti
- I metodi diretti (Lanczos [RFEM], radici del polinomio caratteristico [RFEM], metodo di iterazione sottospaziale [RFEM/RSTAB], iterazione inversa spostata [RSTAB]) sono adatti per modelli di piccole e medie dimensioni. Utilizzare questi metodi di risoluzione rapida solo se il computer ha una grande quantità di memoria RAM.
- Metodo di iterazione ICG (gradiente coniugato incompleto [RFEM])
- Al contrario, questo metodo richiede solo una piccola quantità di memoria. Gli autovalori sono determinati uno dopo l'altro. Può essere utilizzato per calcolare grandi sistemi strutturali con pochi autovalori.
Utilizzare l'add-on Stabilità della struttura per eseguire un'analisi di stabilità non lineare utilizzando il metodo incrementale. Questa analisi fornisce risultati vicini alla realtà anche per strutture non lineari. Il coefficiente di carico critico è determinato aumentando gradualmente i carichi del caso di carico sottostante fino al raggiungimento dell'instabilità. L'incremento del carico tiene conto delle non linearità come aste che si rompono, vincoli esterni e fondazioni e non linearità dei materiali. Dopo aver aumentato il carico, è possibile eseguire un'analisi di stabilità lineare sull'ultimo stato stabile per determinare la modalità di stabilità.
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
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.
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.
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 .