L'add-on Analisi modale offre 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.
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.
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.
Tra gli altri, nella libreria delle strutture a strati sono disponibili i seguenti produttori di legno a strati incrociati:
Binderholz (USA)
KLH (USA, CAN)
Calle buck (USA, CAN)
Nordic Structures (USA, CAN)
Mercer Mass Timber
SmartLam
Stirling strutturale
Sovrastrutture elencate in Lignatec Edition 32 "Legno lamellare a strati incrociati di produzione svizzera".
Importando una struttura dalla libreria delle strutture a strati, tutti i parametri rilevanti vengono adottati automaticamente. La libreria è continuamente aggiornata.
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
In RFEM è implementata una libreria per le superfici in legno a strati incrociati, da cui è possibile importare le strutture a strati del produttore (ad esempio, Binderholz, KLH, Piveteaubois, Södra, Züblin Timber, Schilliger, Stora Enso). Oltre agli spessori degli strati ed ai materiali, ci sono anche informazioni sulle riduzioni di rigidezza e sull'incollaggio del lato stretto.
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.
Come'hai già appreso, i risultati di un caso di carico dell'analisi modale vengono visualizzati nel programma dopo un calcolo riuscito. Die erste Eigenform ist für Sie also sofort grafisch oder animiert zu sehen. Dabei können Sie die Darstellung der Eigenformnormierung komfortabel anpassen. Erledigen Sie das am besten direkt im Ergebnisnavigator, wo Sie zur Visualisierung der Eigenformen eine von vier Optionen auswählen:
Wert des Eigenformvektors uj auf 1 skalieren (berücksichtigt nur die Translationskomponenten)
Auswahl der maximalen Translationskomponente des Eigenvektors und Einstellung auf 1
Betrachtung der gesamten Eigenform (inklusive der Rotationskomponenten), Auswahl des Maximums und Einstellung auf 1
Setzen der modalen Massen mi für jeden Eigenwert auf 1 kg
Ausführlichere Erläuterungen der Normierung der Eigenformen finden Sie hier:
Manuale online
.
I risultati di tensione e deformazione per superficie possono essere emessi nella tabella dei risultati della superficie in base allo strato di spessore.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
Rispetto ai moduli aggiuntivi RF-STABILITY (RFEM 5) e RSBUCK (RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Stabilità della struttura per RFEM 6/RSTAB 9:
Aktivierung als Eigenschaft eines Lastfalls oder einer Lastkombination
Automatisierte Aktivierung der Stabilitätsberechnung über Kombinationsassistenten für mehrere Lastsituationen in einem Schritt
Inkrementelle Laststeigerung mit benutzerdefinierten Abbruchkriterien
Veränderung der Eigenformnormierung ohne Neuberechnung
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
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.
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.
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.
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.
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.