Główne

Zakładka Główne umożliwia zarządzanie podstawowymi parametrami pręta. Zazwyczaj po zaznaczeniu pola wyboru w sekcji 'Opcje' pojawia się kolejna zakładka. Dort können Sie jeweils die Details festlegen.

Typ pręta

Od wybranego typu pręta zależy, w jaki sposób przenoszone są siły wewnętrzne lub jakie właściwości są wymagane dla pręta. Na liście dostępne są różne typy prętów.

Belka

Belka jest prętem sztywnym na zginanie, który może przenosić wszystkie siły wewnętrzne. Belka nie posiada przegubów na swoich końcach. Ten typ pręta może być obciążony wszystkimi rodzajami obciążeń.

Sztywne

Pręt tego typu łączy przemieszczenia dwóch węzłów dzięki sztywnemu połączeniu. Zasadniczo pręt ten odpowiada zatem łącznikowi. Umożliwia on definiowanie prętów o bardzo dużej sztywności z uwzględnieniem przegubów, które mogą również mieć stałe sprężystości i nieliniowości. Nie występują przy tym problemy numeryczne, ponieważ sztywności są dostosowane do układu. Dla prętów sztywnych program RFEM wyświetla siły wewnętrzne.

Żebro

Żebra można wykorzystać do modelowania belek teowych (podciągów). W przypadku tego typu pręta w modelu MES są uwzględniane mimośrody i efektywne szerokości belek.

Żebra są odpowiednie przede wszystkim dla prętów żelbetowych, ponieważ siły wewnętrzne w żebrach oraz przekroje żeber są uwzględniane podczas wymiarowania betonu. Blacha stalowa z przyspawanym „żebrem” powinna być modelowana jako powierzchnia z prętem przyłączonym mimośrodowo.

Lista 'Wyrównanie żebra' zawiera kilka opcji.

Zazwyczaj żebro jest prętem umieszczonym mimośrodowo. Mimośród jest wyznaczany automatycznie na podstawie połowy grubości powierzchni i połowy wysokości pręta. Można go jednak również zdefiniować ręcznie. Mimośród żebra zwiększa sztywność modelu. W przypadku usytuowania centrycznego oś ciężkości żebra leży pośrodku powierzchni.

Szerokości efektywne żebra należy zdefiniować w sekcji 'Wymiary pasa' dla lewej i prawej strony. W większości przypadków można zachować ustawienie 'Automatyczne wykrywanie', stosowane przez program do określenia obu powierzchni. Jeżeli wzdłuż linii żebra łączą się ze sobą więcej niż dwie powierzchnie, decydujące powierzchnie należy zdefiniować ręcznie.

Istnieje kilka sposobów wprowadzania szerokości całkowania b_-y,int oraz b_+y,int (zob. rysunek Nowe żebro). Szerokości mogą być zadawane bezpośrednio lub określane automatycznie na podstawie długości pręta przy użyciu opcji L_ref / 6 i L_ref / 8. Można też wyznaczyć je w oparciu o punkt 5.3.2.1 Eurokodu 2.

Jeżeli zostały zdefiniowane węzły typu 'Węzeł na pręcie', żebro można zdefiniować dla poszczególnych segmentów.

W przypadku modeli 3D szerokości efektywne nie mają wpływu na sztywność, ponieważ zwiększona sztywność jest uwzględniana przez pręt mimośrodowy. Szerokości efektywne wpływają jednak na rozkład sił wewnętrznych prętów i powierzchni.

kratownica

Pręt kratownicy odpowiada belce z przegubami momentowymi na obu końcach. Dodatkowo obrót względem osi wzdłużnej na początku pręta jest zwalniany przez przegub φ_x. Dla tego typu pręta wyświetlane są momenty zginające i skręcające od obciążeń pręta.

Kratownica (tylko N)

Ten typ kratownicy o sztywności E ⋅ A jest w stanie przenosić siły normalne w postaci rozciągania i ściskania. Program RFEM wyświetla tylko siły wewnętrzne w węzłach. Rozkład sił wewnętrznych dla pręta jest liniowy pod warunkiem, że na pręt nie działa obciążenie skupione. Program RFEM nie pokazuje rozkładu momentów, który może powstać pod wpływem ciężaru własnego lub obciążenia liniowego. Siły węzłowe są obliczane na podstawie obciążeń pręta, co zapewnia ich prawidłowe przenoszenie.

Pręt rozciągany

Pręt rozciągany może przenosić tylko siły rozciągające. Ten typ pręta odpowiada prętowi 'Kratownica (tylko N)', który ulega zniszczeniu pod wpływem siły ściskającej.

Obliczenia konstrukcji ramowej zawierającej pręty rozciągane są wykonywane iteracyjnie: w pierwszym kroku wyznaczane są siły wewnętrzne wszystkich prętów. Jeżeli pręty rozciągane są obciążone ujemną siłą normalną (ściskanie), rozpoczyna się kolejny krok iteracji. Składowe sztywności tych prętów nie są już uwzględniane, ponieważ pręty uległy zniszczeniu. Proces ten jest kontynuowany do momentu, gdy żaden pręt rozciągany nie ulega już zniszczeniu. Na skutek zniszczenia prętów rozciąganych układ może stać się niestateczny.

Pręt ściskany

Pręt ściskany może przenosić tylko siły ściskające. Ten typ pręta odpowiada prętowi 'Kratownica (tylko N)', który ulega zniszczeniu pod wpływem siły rozciągającej. Zniszczenie prętów ściskanych może prowadzić do niestateczności układu.

Pręt wyboczeniowy

Pręt wyboczeniowy odpowiada prętowi typu 'Kratownica (tylko N)', który bez ograniczeń przenosi siły rozciągające, natomiast siły ściskające - tylko do momentu osiągnięcia siły krytycznej. Wartość tej siły wyznaczana jest dla drugiego przypadku Eulera w następujący sposób:

Zastosowanie tego typu pręta często pozwala uniknąć niestateczności, jakie powstają podczas obliczeń nieliniowych według teorii drugiego rzędu lub analizy dużych deformacji w wyniku wyboczenia prętów kratownicy. Po zastąpieniu kratownic prętami wyboczeniowymi (sytuacja zbliżona do rzeczywistości) w wielu przypadkach zostaje zwiększone obciążenie krytyczne.

Kabel

Kable przejmują tylko siły rozciągające. Pozwala to na iteracyjne obliczenia zbiorów kabli według analizy dużych deformacji z uwzględnieniem sił podłużnych i poprzecznych.

Kable są odpowiednie dla modeli, w których mogą wystąpić duże odkształcenia z odpowiednimi zmianami sił wewnętrznych. Do odciągów przy prostych konstrukcjach (na przykład zadaszenia) w zupełności wystarcza zastosowanie prętów rozciąganych.

Belka wynikowa

Belka wynikowa jest narzędziem stosowanym do sumowania (całkowania) wyników z powierzchni, brył lub prętów i zobrazowania ich jako sił w zastępczym elemencie prętowym. Pozwala to na przykład na odczytanie wypadkowych sił tnących powierzchni dla obliczeń konstrukcji murowej.

Linia belki wynikowej może być umieszczona w dowolnym miejscu modelu. Belka wynikowa nie wymaga podparcia ani połączenia z modelem. Aby umożliwić wymiarowanie, konieczne jest jednak przypisanie do niej przekroju. Do belki wynikowej nie można przykładać obciążeń.

W sekcji 'Całkowanie naprężeń i sił' należy wybrać typ belki wynikowej, aby zdefiniować kształt geometryczny obszaru całkowania. Następnie w sekcji 'Parametry' można zdefiniować wymiary. Odnoszą się one do linii pręta w jego środku ciężkości.

W sekcji 'Uwzględnij obiekty' należy określić powierzchnie, bryły i pręty, których wyniki mają zostać uwzględnione przy całkowaniu. Inną możliwością jest zaznaczenie wszystkich obiektów, a następnie wykluczenie poszczególnych elementów w sekcji 'Wyłącz z uwzględnianych obiektów'.

Wirtualna belka

Ten typ pręta umożliwia zastosowanie właściwości przekrojów dla elementów typu 'Open Web Steel Joists, które Steel Joist Institute zawarł w tabelach określonych jako "Wirtualna belka". Te wirtualne przekroje belek reprezentują zastępcze belki szerokostopowe, które są bardzo zbliżone do powierzchni pasa belki, efektywnego momentu bezwładności i ciężaru. W ten sposób belka zostaje zastąpiona prętem o wirtualnym przekroju. Pozwala to symulować złożone elementy nośne, takie jak kratownica w całym układzie konstrukcyjnym.

Zdefiniuj właściwości belki pozornej

Z listy należy wybrać 'Serię' wirtualnej belki.

Wybierz wiersz

Następnie można zdefiniować dokładny typ na liście 'Wirtualna belka'.

Die Schaltfläche im Abschnitt 'Querschnitt und Material' ermöglicht es, den virtuellen Träger aus der Querschnittbibliothek zu importieren.

Wybierz nośną wirtualną w bibliotece

Model powierzchniowy

Ten typ pręta jest przydatny przede wszystkim do odwzorowywania ażurowych belek lub osłabień przekroju, takich jak otwory na przewody zasilające w modelu pręta. Pręt zostaje przekształcony w model powierzchniowy, w którym otwory prętowe są rozmieszczone według specyfikacji użytkownika. Sam pręt zostaje jednak zachowany. Muszą być przy tym spełnione następujące wymagania:

• Przekrój stanowi znormalizowany lub sparametryzowany przekrój cienkościenny ze środnikiem.
• Materiał przekroju bazuje na modelu izotropowym liniowo-sprężystym.

Prezentacja jako model prętowy (u góry) i jako model powierzchniowy (na dole)

W przypadku pręta typu 'Model powierzchniowy' pręt jest dostępny zarówno jako obiekt prętowy, jak i powierzchniowy. Właściwości geometryczne są identyczne; oba modele mają ten sam środek ciężkości. Die Darstellung wird im Navigator - Anzeige über den Eintrag Modell → Basisobjekte → Stäbe → Flächenmodell oder die Schaltfläche in der Symbolleiste gesteuert.

Siatka ES modelu powierzchniowego jest generowana automatycznie; obecnie nie można na nią wpływać. Do obliczeń statyczno-wytrzymałościowych wykorzystywany jest model powierzchniowy. Dzięki temu do analizy dostępne są zarówno wyniki pręta (tak jak w przypadku belki wynikowej, gdzie naprężenia częściowych powierzchni pręta są zintegrowane z siłami wewnętrznymi pręta), jak i wyniki powierzchni. Die Steuerung lässt sich auch hier über den Navigator - Anzeige oder die Schaltfläche vornehmen.

Die Bemessung eines Flächenmodell-Stabes in den Add-Ons erfolgt mit den Stabschnittgrößen und dem Stabquerschnitt.

Wie im Bild oben zu sehen, entstehen an den Stabenden eines Flächenmodell-Stabes mehrere Starrstäbe. Sie verbinden das Flächenmodell mit den Endknoten der anschließenden Stäbe. Damit ist die korrekte Übertragung der Schnittgrößen zu den 1D-Objekten gewährleistet. Falls mehrere Flächenmodell-Stäbe aneinander anschließen, werden diese Koppelstäbe für jeden Stab erzeugt.

Informacje

Lasten, die in der Schwerelinie des Stabes wirken, fehlen unter Umständen im Bereich der Staböffnungen: Bei der Konvertierung in ein Flächenmodell werden alle Linien in der Öffnung entfernt, sodass keine Last zugewiesen werden kann.

Model pręta (góra) i model powierzchniowy (dół) z obciążeniem w linii ciężkości pręta

Definieren Sie in diesem Fall für die Stablast eine Kraftexzentrizität am Querschnitt. Die Last wird so realitätsgetreu am Querschnittsrand angesetzt und bleibt auch im Flächenmodell erhalten.

Wskazówka

Im Fachbeitrag Anwendung des Stabtyps "Flächenmodell" werden die Ergebnisse eines Stabmodells und eines Flächenmodells verglichen.

Sztywność

Ten typ pręta umożliwia zastosowanie pręta o sztywnościach zdefiniowanych przez użytkownika. Parametry sztywności należy zdefiniować w oknie dialogowym 'Nowa sztywność pręta' (zob. rozdział Sztywności pręta).

Połączenie

Łącznik jest wirtualnym, bardzo sztywnym prętem o końcach sztywnych lub przegubowych. Do wyboru są cztery możliwości połączenia stopni swobody węzła początkowego i końcowego w sposób 'Sztywny' lub za pomocą 'Przegubu'. Łączniki umożliwiają modelowanie szczególnych sytuacji dla przenoszenia sił i momentów. Siły normalne i tnące lub momenty skręcające i zginające są przy tym przenoszone bezpośrednio z jednego węzła na drugi.

Informacje

Sztywności łączników są zadawane w zależności od danego modelu, tak by nie występowały problemy numeryczne.

Sprężyna

Ein Federstab bietet die Möglichkeit, lineare oder auch nichtlineare Federeigenschaften mit definierbaren Wirkbereichen abzubilden. Für einen Federstab brauchen Sie im Register 'Querschnitt' nur die Stablänge L_z festlegen, keinen Querschnitt: Die Steifigkeit des Stabes ergibt sich aus den Federparametern, die Sie im Dialog 'Neue Stabfeder' definieren (siehe Kapitel Stabfedern).

tłumik

Ein Dämpfer entspricht im Prinzip einem Federstab mit der Zusatzeigenschaft 'Dämpfungskoeffizient'. Dieser Stabtyp erweitert die Möglichkeiten für dynamische Analysen nach dem Zeitverlaufsverfahren.

Zdefiniuj współczynniki tłumienia

Wie bei einem Federstab brauchen Sie im Register 'Querschnitt' nur die Stablänge L_z festlegen, keinen Querschnitt. Die Steifigkeit des Stabes ergibt sich aus den Federparametern, die Sie im Dialog 'Neue Stabfeder' definieren (siehe Kapitel Stabfedern). Die Dämpfungseigenschaften können Sie über den Dämpfungskoeffizienten X steuern.

Informacje

Hinsichtlich der Viskoelastizität ähnelt der Stabtyp "Dämpfer" dem Kelvin-Voigt-Modell, das aus dem Dämpfungselement und einer elastischen Feder (beide parallel geschaltet) besteht.

Opcje

In diesem Abschnitt können Sie über die Kontrollfelder weitere Stabeigenschaften festlegen.

Węzeł na pręcie

Za pomocą jednego lub kilku węzłów na pręcie można wyznaczyć segmenty na pręcie bez podziału pręta na części (zob. rozdział Węzły ).

Przeguby

Aby kontrolować przenoszenie sił wewnętrznych i momentów w węzłach końcowych, na pręt można nadać przeguby (zob. rozdział Przeguby prętowe). W przypadku niektórych typów pręta wprowadzania przegubów jest zablokowane, ponieważ posiadają one już zwolnienia wewnętrzne. Przeguby można przypisać oddzielnie dla 'Początku pręta i' oraz 'Końca pręta j'.

Przypisywanie przegubu prętowego

Mimośrody

Mimośrody umożliwiają połączenie pręta mimośrodowo w węzłach końcowych (zob. rozdział Mimośrody pręta). Mimośrody można przypisać oddzielnie 'Na początku pręta i' oraz 'Na końcu pręta j'.

Magazyn

Do pręta można przypisać podporę efektywną na całej długości. Stopnie swobody i stałe sprężystości należy zdefiniować w warunkach podparcia (zob. rozdział Podpory prętowe).

Usztywnienia poprzeczne

Usztywnienia poprzeczne zastosowane w pręcie mają wpływ na jego sztywność deplanacyjną. Mają one wpływ na obliczenia przy użyciu skręcania skrępowanego z uwzględnieniem siedmiu stopni swobody (zob. rozdział Usztywnienia poprzeczne pręta).

Otwory w pręcie

Staböffnungen wirken sich auf die Querschnittswerte und den Schnittgrößenverlauf aus. Sie sind beim Stabtyp 'Flächenmodell' relevant. Im Kapitel Staböffnungen ist beschrieben, wie Sie den Typ und die Lage der Öffnungen definieren können.

Nieliniowość

Prętowi można przypisać nieliniowość. Właściwości nieliniowe należy zdefiniować jako nieliniowości pręta (zob. rozdział Nieliniowości pręta).

Punkty pośrednie wyników

Poprzez zastosowanie punktów pośrednich wyników można kontrolować wyświetlanie w tabeli wyników wzdłuż pręta. Punkty podziału należy zdefiniować w oknie dialogowym 'Nowy punkt pośredni wyników pręta' (zob. rozdział Punkty pośrednie wyników pręta).

Informacje

Punkty pośrednie wyników nie mają wpływu na wyznaczanie wartości ekstremalnych ani na graficzny wykres wyników.

Modyfikacje końca

Mit Endmodifikationen können Sie die Geometrie des Stabes an seinen Enden grafisch anpassen. Pozwala to przygotowywać rzuty, redukcje lub skosy dla renderowanego widoku.

Definiowanie modyfikacji końca pochylonego pręta

Informacje

W przeciwieństwie do mimośrodów pręta, modyfikacje końców nie mają wpływu na obliczenia.

'Verlängerung': Dla początku i końca pręta można zdefiniować 'Wydłużenie'. Ujemna wartość Δ działa jak skrócenie.

'Neigung': Mit einer Neigung können Sie jedes Stabende abschrägen. Możliwe jest wprowadzenie kątów nachylenia względem dwóch osi pręta y i z. Dodatni kąt powoduje obrót zgodnie z ruchem wskazówek zegara względem odpowiedniej osi dodatniej.

Wyłącz z obliczeń

W przypadku zaznaczenia tego pola wyboru pręt wraz z obciążeniem nie będzie uwzględniony w obliczeniach. Umożliwia to analizowanie zmian w zachowaniu konstrukcji w przypadku, gdy określone pręty nie są efektywne. Nie ma wówczas potrzeby usuwania prętów; zachowane zostają również ich obciążenia.