Opcje w programie RFEM do rozważania etapów budowy

Artykuł o tematyce technicznej

Obecny stan rozwoju oprogramowania do analizy elementów skończonych i technologii komputerowej pozwala na obliczenie bardziej złożonej struktury. Coraz częściej obliczenia FE wykonywane są na całym modelu. W tym kontekście mogą pojawić się pewne praktyczne problemy konstrukcyjne. Jednym z tych problemów jest rozważenie procesu budowy w modelu.

Tło problemu

Generalnie budynki nie są budowane za jednym zamachem, ale raczej etapami. Ze strukturalnego punktu widzenia poszczególne elementy konstrukcyjne są łączone w budynek podczas budowy. Najpóźniej po zakończeniu procesu budowy dostępna jest struktura zaprojektowana dla stanu końcowego. Przed osiągnięciem stanu końcowego struktura przechodzi przez różne etapy budowy.

Podczas dodawania części konstrukcyjnych do konstrukcji podczas budowy, ich ciężar własny jest aktywny. Efektywna waga własna musi pochodzić albo z samej konstrukcji, albo ze struktur pomocniczych i realizowana na terenie budynku. Dotyczy to również obciążeń ograniczonych w czasie, które mogą wystąpić ze względu na metodę budowy lub warunki środowiskowe podczas budowy. Które części konstrukcyjne są skuteczne i w których system konstrukcyjny zależy również od metod konstrukcyjnych i procesu budowy. W zależności od tego, czy konstrukcja lub poszczególne części są używane do nakładania obciążenia podczas budowy, części konstrukcyjne budynku są już poddawane obciążeniu przed końcowym etapem, co powoduje odkształcenia.

Opcje w programie RFEM

Program RFEM udostępnia dwie podstawowe opcje wyświetlania lub rozważania etapów budowy w budownictwie. Po pierwsze, dostępny jest dodatkowy moduł RF ‑ STAGES . Po drugie, program RFEM zapewnia opcję dezaktywacji poszczególnych elementów konstrukcyjnych w przypadkach obciążeń i kombinacji obciążeń.

Dodatkowy moduł RF-STAGES analizuje strukturę na poszczególnych etapach budowy za pomocą nieliniowego obliczenia MES. Ta metoda pozwala na rozważenie nieliniowości i redystrybucji z powodu usunięcia elementów strukturalnych. Tworzony jest układ równań, który jest następnie modyfikowany i obliczany na poszczególnych etapach, w zależności od dokonanych ustawień. Jest to obliczenie iteracyjne. Warunki równowagi muszą być spełnione dla każdego etapu.

$$ brack mathrm K (Mathrm u) brack, cdot lewy matrm u prawy} = = lewy matrm F prawy} $$
K jest macierzą sztywności
{u} jest wektorem deformacji
{FA} jest wektorem siły

W programie RFEM można dezaktywować poszczególne elementy konstrukcyjne (pręty, powierzchnie, bryły, podpory węzłowe, podpory liniowe, podpory powierzchniowe) dla przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń. Ta opcja umożliwia wyświetlanie prostych etapów konstrukcyjnych, na przykład liniowego systemu budowania. Dla każdego etapu budowy, który należy rozważyć, należy utworzyć oddzielny przypadek obciążenia własnego lub przypadek obciążenia z trwałymi obciążeniami. W programie RFEM można zaznaczyć pole wyboru „Dezaktywuj” w parametrach obliczeniowych przypadku obciążenia. W ostatniej zakładce poszczególne części konstrukcyjne można dezaktywować, co nie będzie skuteczne w czasie etapu budowy.

Rysunek 01 - Parametry obliczeniowe przypadku obciążenia

Rysunek 02 - Dezaktywacja części konstrukcyjnych

Wyniki poszczególnych etapów można nałożyć później w kombinacji wyników. W przypadku tego podejścia należy zauważyć, że jest to liniowa superpozycja wyników poszczególnych etapów, które są obliczane na nieodkształconym systemie.

Rysunek 03 - Kombinacja wyników

Porównanie obu opcji w przykładzie

Oto porównanie obu metod przedstawionych w ogólnym przykładzie konstrukcji budynku. Przykładem jest czterokondygnacyjna konstrukcja z betonu zbrojonego, która została zaprojektowana w czterech etapach. Poszczególne piętra są budowane jeden po drugim i żadna część konstrukcyjna nie jest usuwana podczas postępu budowy.

Rysunek 04 - ETAPY RF: Odkształcenia na etapie końcowym

Rysunek 05 - RFEM: Deformacje na etapie końcowym

Rysunek 06 - RFEM: Model bez etapów konstrukcyjnych

Wynik
max uZ [mm] Model
7.06 Model w RF-STAGES
7.06 Model RFEM z etapami konstrukcyjnymi
7,89 Model RFEM bez etapu budowy

streszczenie

Przykład pokazuje, że możliwe jest wyświetlanie prostych etapów konstrukcji budynku w programie RFEM przez dezaktywację elementów konstrukcyjnych. Pomimo zasadniczo różnych metod, te same odkształcenia struktury skutkują RFEM i RF ‑ STAGES. Ponadto przykład pokazuje, że uwzględnienie etapów budowy czterokondygnacyjnego budynku ma wyraźny wpływ na odkształcenia spowodowane martwymi i stałymi obciążeniami. Biorąc pod uwagę etapy budowy, wynikające z tego odkształcenia są o około dziesięć procent niższe niż odkształcenia wynikające z obliczeń dla całego modelu.

Odniesienie

[1] Barth, C. i Rustler, W. (2013). Finite Elemente in der Baustatik-Praxis (pierwsze wydanie). Berlin: Beuth.
[1] Langhammer, A. (2013). Berechnung und Modellierung von Systemänderungen im Zuge von Bauzuständen im Rahmen von Finite-Elemente-Lösungen (Rozprawa). Drezno: Hochschule für Technik und Wirtschaft.

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RFEM Inne
RF-STAGES 5.xx

Moduł dodatkowy

Uwzględnianie etapów konstrukcyjnych na etapie budowy

Cena pierwszej licencji
850,00 USD