Eksport sztywności sprężystych z RF- / FOUNDATION Pro i wpływ na obliczenia słupów

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator Podgląd oryginalnego tekstu  

Za pomocą RF-FOUNDATION Pro można wyznaczyć położenie poszczególnych podpór oraz wynikającą z nich sztywność sprężystą podpór węzłowych. Te sztywności sprężyste można wyeksportować do modelu programu RFEM i wykorzystać do dalszych analiz.

Dane wejściowe wymagane w tym celu są opisane w następującym artykule. Dodatkowo zostaną przedstawione efekty takiego wywozu dla dalszych projektów (na przykład analiza stateczności słupów żelbetowych).

Rozważany układ

W tym przykładzie uwzględniono układ słupów żelbetowych pokazany na rysunku 01. Jest to układ złożony z czterech wsporników, które są zamocowane na swoich podstawach w położeniu zaciśnięcia wokół osi X i Y. Cztery wsporniki przeciskowe połączone są ze sobą za pomocą przegubowych belek zaczepowych (prętów belkowych z przegubami prętowymi). W punktach łączenia układ jest podparty w globalnym kierunku Y przez podpórkę w kształcie litery, ponieważ w tym przypadku analizowane jest tylko wyboczenie w kierunku globalnym X. Poszczególne przekroje znajdują się w pliku do pobrania.

Rysunek 01 - Konstrukcyjna kolumna żelbetowa z prętami łączącymi

Kombinatory obciążeń i obciążenia

Uwzględnione są cztery przypadki obciążeń:
Przypadek obciążenia 1 = Ciężar własny
Przypadek obciążenia 2 = wiatr w + X
Przypadek obciążenia 3 = śnieg
Przypadek obciążenia 4 = imperfekcja w + X

W programie RFEM kombinacje obciążeń według EN 1990 mogą być tworzone automatycznie dla stanu obliczalności eksploatacyjnej, stanu granicznego użytkowalności oraz stabilności położenia obliczeniowego. W tym przypadku kombinacje obciążeń są konieczne, ponieważ należy przeprowadzić obliczenia według teorii II rzędu z uwzględnieniem sztywności występujących w stanie II słupów żelbetowych. W przypadku kombinacji obciążeń dla obliczeń stanu granicznego użytkowalności oddziaływania analizy II rzędu i imperfekcji zostają dezaktywowane.

Rysunek 02 - Wygenerowane kombinacje obciążeń dla obliczeń

Obciążenie zastosowane w poszczególnych przypadkach obciążeń można wyświetlić w pliku modelu.

Wymiarowanie słupów z betonu zbrojonego

W pierwszym kroku obliczane są siły wewnętrzne poszczególnych kombinacji obciążeń (liniowo-sprężyste wyznaczanie sił wewnętrznych). Są one następnie stosowane do obliczeń w prętach RF-CONCRETE. W module dodatkowym RF-CONCRETE Members tworzony jest przypadek obliczeniowy, w którym wymiarowane są słupy żelbetowe. W przypadku obliczeń w stanie granicznym nośności w tym miejscu wybiera się opcję "Obliczenia nieliniowe (stan II)".

Rysunek 07 - Wstępnie ustawione wymiary płyt fundamentowych

W przypadku obliczeń nieliniowych jest aktywna opcja "Ogólny sposób obliczania prętów ściskanych według teorii drugiego rzędu (EN 1992-1-1, 5.8.6)".

Rysunek 04 - Ustawienia dla obliczeń nieliniowych

Przy powyższych ustawieniach pręty RF-CONCRETE najpierw obliczają statycznie wymagane zbrojenie z konstrukcji przekroju z siłami wewnętrznymi bloków (liniowo-sprężyste). Na koniec, z wymaganego zbrojenia i specyfikacji użytkownika dla zbrojenia podstawowego lub minimalnego, tworzone jest zbrojenie, które następnie zostaje zastosowane dla obliczeń nieliniowych.

W tym przykładzie słupy zbrojeniowe o wymiarach 4 20 20 są wzmacniane po obu stronach przekroju.

Rysunek 05 - Definicja zastosowanego zbrojenia podstawowego

Powstałe w ten sposób zbrojenie zostanie zastosowane dla obliczeń nieliniowych. RF-CONCRETE Pręty teraz obliczają dostarczoną gamma bezpieczeństwa w stanie II i alternatywnie zapewniają stosunek efektywny 1 / gamma prętów.

Rysunek 06 - Rozkład 1 / Gamma układu słupów

Należy pamiętać, że wyniki obliczeń nieliniowych zostały określone na podstawie zbrojenia. Z przedstawionego współczynnika obliczeniowego i uzyskanego zbrojenia podłużnego nie można jednak wysnuć wniosku, że współczynnik obliczeniowy jest większy, a jednocześnie zmniejsza się liczba podłużnych obiektów żelaznych. W przypadku zmiany numeru, położenia lub przekroju zbrojenia podłużnego należy ponownie obliczyć obliczenia nieliniowe.

Wymiarowanie płyt fundamentowych

Płyty fundamentowe są teraz przeznaczone dla zaciśniętych utwierdzeń. Odbywa się to w module dodatkowym RF-FOUNDATION Pro. Wykonane są płyty fundamentowe o następujących wymiarach:

  • Długość = 1,75 m
  • Szerokość = 1,75 m
  • Wysokość = 0,50 m

Rysunek 07 - Wstępnie ustawione wymiary płyt fundamentowych

Rezystancję łożyska określa się zgodnie z DIN EN 1997-1, załącznik D. Mieszanina drobnoziarnistego piasku skalnego stanowi podstawę do wyznaczenia rezystancji łożyska, która domyślnie jest ustawiona w parametrach profilu gruntu w RF-FOUNDATION Pro.

W tym artykule opisano sposób obliczania rezystancji łożyska w RF-FOUNDATION Pro.

W celu obliczenia sztywności sprężystych płyt fundamentowych w RF-FOUNDATION Pro należy najpierw aktywować obliczenia dotyczące rozliczeń w [Szczegóły]. W ustawieniach szczegółowych dotyczących obliczeń rozliczeniowych można użyć opcji obliczeń dla podstawy sprężystej pod wpływem zginania lub jako płyty sztywnej. Aby określić sztywności sprężyny i wyeksportować je do modelu programu RFEM, należy wybrać obliczenia jako płytę sztywną.

Rysunek 08 - Ustawienia służące do obliczeń rozrachunkowych

Po aktywowaniu obliczeń rozliczeniowych dostępna jest zakładka "Ustaw" w oknie dialogowym wprowadzania danych "Obciążenia 1.4". Oprócz wygenerowanego KO dla stanów granicznych STR, GEO i EQU należy zdefiniować obciążenie, dla którego zostanie zaznaczona wartość oporu w oknie dialogowym "1.4 Ładowanie" w zakładce "Ustawienia". W takim przypadku współczynniki KO są uwzględniane w charakterystyce obliczeniowej. W związku z tym program wymaga również siły poziomej lub momentu podporowego w celu określenia obrotu fundamentu lub sztywności skrętnej. Należy wziąć to pod uwagę przy wyborze odpowiednich KO.

Rysunek 09 - Kombinacje obciążeń zastosowane do obliczenia rozrachunku

Po zakończeniu obliczeń wyniki dodatkowo dla obliczeń rozliczeniowych w oknie dialogowym wyników "2.2 Autorytatywne kryteria obliczeniowe" (stateczność pozycjonowania, uszkodzenie podstawy, obrót podstawy, obliczenia gięcia płyty fundamentowej itp.) . W tabelach szczegółowych można teraz analizować sztywność sprężystości w kierunku z oraz rotacyjne współczynniki ściskania C φ, x i C φ, y dla każdego węzła oraz dla każdej obliczonej kombinacji obciążeń.

Rysunek 10 - Szczegóły wyników dla analizy zestawu

Rysunek 10 pokazuje, że nie można określić stałej sprężystości C φ, x . Wynika to z faktu, że w omawianym tu przykładzie nie jest uwzględniany obrót wokół osi X (system ram 2D, momenty tylko wokół osi Y).

Obecnie dostępne stałe sprężystości z obliczeń rozstrzygania można wyeksportować do RF-FOUNDATION Pro za pomocą menu Plik.

Rysunek 11 - Menu do eksportowania stałych sprężystości z RF-FOUNDATION Pro

Po wyeksportowaniu sztywności sprężystych w programie RFEM dostępne są nowe podpory węzłowe, zawierające te sztywności sprężyste. Za pomocą nowych podpór węzłowych zostają usunięte wyniki RFEM oraz modułów dodatkowych RF-CONCRETE Members i RF-FOUNDATION Pro.

Ponowne obliczenia konstrukcji żelbetowej ze stałymi sprężystości z RF-FOUNDATION Pro

Ponieważ wyniki zostały usunięte przez eksport sztywności sprężystych, należy ponownie rozpocząć obliczenia wyników w elemencie RF-CONCRETE. Wpisy w module dodatkowym (dane dotyczące zbrojenia itp.) Pozostają w międzyczasie niezmienione, zgodnie z powyższym opisem.

Nowe nieliniowe obliczenia słupów dają stosunek> z wcześniej ustawionym zbrojeniem (4 20 20 na każdej stronie) 1.00. Różnica w zmodyfikowanym stosunku obliczeniowym słupów żelbetowych wynika z wyeksportowanej sztywności sprężystej z RF-FOUNDATION Pro w modelu RFEM i efektu redystrybucji z obliczeń nieliniowych.

Rysunek 12 - Zmieniony stosunek słupów żelbetowych z powodu wyeksportowanych sztywności sprężystych

W kolejnym kroku można wybrać dla prętów RF-CONCRETE pręt o współczynniku obliczalności dla prętów nowej grupy zbrojenia 1.00, a liczba lub średnica zbrojenia podłużnego jest na przykład zwiększana w tej grupie zbrojenia.

Alternatywnie można też zwiększyć liczbę słupków podłużnych dla wszystkich słupów za pomocą n = 1. W przedstawionym przykładzie uzyskano by następujący stosunek.

Rysunek 13 - Zmieniony stosunek słupów żelbetowych ze względu na zwiększone zbrojenie podłużne

Sztywności kolumn wyeksportowanych w stanie II

Co więcej, istnieje również możliwość wyeksportowania sztywności w stanie II z obliczeń słupów w prętach RF-CONCRETE do modelu RFEM w programie RFEM. W celu dalszego określenia sił wewnętrznych i wyników obliczeń można zastosować obliczenia dla konstrukcji żelbetowej oraz sztywności sprężystej z obliczeń nośności.

Eksport sztywności w przekrojach popękanych (stan II) nie jest opisany w tym przykładzie. Więcej informacji można znaleźć w Bazie informacji.

Podsumowanie

Jak widać w tym przykładzie, na podstawie obliczeń ugodowych w RF-FOUNDATION Pro może wystąpić istotny wpływ na sztywność sprężystą. Należy zatem rozważyć zastosowanie sztywności realistycznej dla podpór węzłowych w porównaniu do podpory sztywnej w inżynierii budowlanej.

Program RFEM oferuje inżynierom konstrukcyjnym wygodny sposób sprawdzenia tych oddziaływań i przeanalizowania ich w pliku modelu.

Uwaga: Artykuł ten został przygotowany do analizy w RFEM 5. Opcja eksportowania stałych sprężystych z programu FOUNDATION Pro jest również dostępna w programie RSTAB 8. Metoda opisana w RFEM 8 może być przeprowadzana w tej samej formie.

Słowa kluczowe

Eksportować Sztywność Fundacja Państwo II

Do pobrania

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
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-CONCRETE 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów i powierzchni (płyt, ścian, konstrukcji płaskich, powłok) z betonu zbrojonego

Cena pierwszej licencji
810,00 USD
RSTAB Konstrukcje z betonu zbrojonego
CONCRETE 8.xx

Moduł dodatkowy

Liniowa i nieliniowa analiza prętów z betonu zbrojonego wraz z wymiarowaniem zbrojenia

Cena pierwszej licencji
810,00 USD
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-FOUNDATION Pro 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
760,00 USD
RSTAB Konstrukcje z betonu zbrojonego
FOUNDATION Pro 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie fundamentów pojedynczych, kielichowych i blokowych

Cena pierwszej licencji
760,00 USD
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
EC2 for RFEM 5.xx

Rozszerzenie modułu dla RFEM

Zaawansowane ustawienia pozwalające na analizę betonu zbrojonego według Eurokodu 2

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
RSTAB Konstrukcje z betonu zbrojonego
EC2 for RSTAB 8.xx

Rozszerzenie modułu dla RSTAB

Rozszerzenie modułów pozwalające na analizę betonu zbrojonego według Eurokodu  2

Cena pierwszej licencji
360,00 USD
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-CONCRETE NL 5.xx

Moduł dodatkowy

Fizyczna i geometryczna analiza nieliniowa belek i płyt z betonu zbrojonego

Cena pierwszej licencji
1 300,00 USD