Programy do analizy elementów skończonych, takie jak RFEM, umożliwiają określanie sił wewnętrznych i wymiarowanie elementów konstrukcyjnych. W tym programie można modelować budynek wraz ze wszystkimi elementami konstrukcyjnymi, otworami i innymi elementami, a także przeprowadzać obliczenia dla całego modelu.
Wstępne wymiarowanie układu usztywnienia można przeprowadzić za pomocą obliczeń ręcznych zgodnie z metodą obliczeń opisaną w [1] lub przy użyciu programu SHAPE-THIN. Oprogramowanie to umożliwia inżynierom lepsze zrozumienie przenoszenia obciążeń w konstrukcji oraz udziału poszczególnych elementów konstrukcji w obciążeniach.
Rozkład sił poziomych
Rozkład obciążeń poziomych na obciążenia zginające lub skręcające na elementach usztywniających można obliczyć według następujących wzorów.
Forces due to Bending
gdzie
Vy, i , Vz, i : siła tnąca w kierunku y lub z, która wpływa na częściowy przekrój i
Vy , Vz : siła tnąca w kierunku y lub z, która wpływa na przekrój brutto
Iy, i , Iz, i , Iyz, i : momenty bezwładności przekroju częściowego i odniesionego do osi równoległych Y i Z przez środek ciężkości przekroju Si
Iy , Iz : całkowite drugie momenty pola powierzchni względem całkowitego środka ciężkości S
Forces due to Torsion
gdzie
Vy, i , Vz, i : siła tnąca w kierunku y lub z, wpływająca na przekrój częściowy
Mxs : drugorzędny moment skręcający, wpływający na przekrój brutto
Iy,i, Iz,i, Iyz,i: Trägheitsmomente des Teilquerschnitts i, bezogen auf die zu Y und Z parallelen Achsen durch den Teilquerschnitts-Schwerpunkt Si
Iω, i : stała zwichrzenia odnosząca się do środka ścinania przekroju częściowegoMi
yM, i , zM, i : współrzędna środka ścinania przekroju częściowego Mi
RM, zM: współrzędna ogólnego ścinania środkowej M
Przykład
Rozkład obciążeń poziomych na elementy usztywniające wyjaśniono w układzie konstrukcyjnym pokazanym na rysunku 01.
Grubość ściany t = 30 cm
Właściwości przekrojów
Częściowy przekrój 1
Częściowy przekrój 2
Przekrój brutto
Iy = 10.668 + 1.600 = 12.268 m 4
Iz = 1.084 + 0,009 = 1.093 m 4
Właściwości przekroju określone w SHAPE-THIN 8 są przedstawione na rysunku 02.
Teilquerschnittsquerkräfte
Siły tnące w przekroju częściowym określone w SHAPE-THIN 8 są przedstawione na rysunku 03.
Odniesienie
[1] Beck, H .; Schäfer, H .: Die Berechnung von Hochhäusern durch Zusammenfassung aller aussteifenden Bauteile zu einem Balken. Der Bauingenieur, Heft 3, 1969