Rozszerzenie Wymiarowanie aluminium można aktywować w zakładce Rozszerzenia w oknie Dane bazowe , natomiast można ustawić preferowaną normę w zakładce Norma I , jak pokazano na rysunkach 1 i 2.
Konstrukcje aluminiowe można modelować przy użyciu odpowiednich materiałów z biblioteki materiałów programu RFEM 6. Można również definiować materiały i dodawać je do biblioteki. Ważne jest jednak, aby dane dotyczące materiałów oraz kombinacji obciążeń i wyników były zgodne z koncepcją obliczeniową normy. Przy projektowaniu zgodnie z Normami Europejskimi należy wziąć pod uwagę następujące dokumenty:
- Podstawy wymiarowania (Eurokod 0), w celu określenia częściowych współczynników bezpieczeństwa dla obciążeń i reguł ich kombinacji
- Oddziaływania na konstrukcje (Eurokod 1), w celu uwzględnienia obciążeń istotnych dla konstrukcji i budynków, które mają zostać zaprojektowane
- Wymiarowanie konstrukcji aluminiowych (Eurokod 9) w celu zastosowania zasad projektowania konstrukcji aluminiowych
Kombinacje obciążeń i wyników w programie RFEM można tworzyć automatycznie, zgodnie z normą lub ręcznie. W obu przypadkach obciążenia można przyłożyć za pomocą procedury przykładania obciążeń w programie RFEM.
Właściwości projektowe
Po zamodelowaniu konstrukcji, przyłożeniu obciążeń i utworzeniu kombinacji obciążeń i wyników należy aktywować właściwości obliczeniowe pręta lub zbioru prętów, który ma zostać zwymiarowany (rys. 3). Umożliwi to zdefiniowanie typów obliczeń dla konstrukcji aluminiowych, konfiguracji obliczeniowych i podpór obliczeniowych niezbędnych w procedurze obliczeniowej. To samo dotyczy prętów lub zbiorów prętów zaprojektowanych za pomocą reprezentatywnych.
Typy obliczeń
Typy obliczeń dla aluminium obejmują definicję długości efektywnych, lokalne redukcje przekroju (uwzględniane tylko w obliczeniach przy rozciąganiu), panele usztywniające i ograniczenia obrotu (zdjęcie 4). Zdefiniowanie długości wyboczeniowych jest niezbędne do określenia obciążenia krytycznego dla zniszczenia stateczności. Po przypisaniu długości wyboczeniowej do obiektu zainteresowania, ustawienia i długości efektywne są uwzględniane w obliczeniach stateczności. Następnie w obliczeniach można uwzględnić lokalne osłabienie przekroju (np. otwory na śruby) w odniesieniu do obiektu poprzez przypisanie w odpowiednim oknie lokalnego zmniejszenia przekroju pręta.
Można również definiować arkusze trapezowe, stężenie, stężenie lub sztywność panelu usztywniającego (Sprov ) i przypisywać je do prętów. W podobny sposób można zastosować utwierdzenie obrotu pręta o typie sztywności „Ciągła”, „Nieciągła” lub „Ręczna” na całym pręcie lub zbiorze prętów i uwzględnić je podczas określania krytycznego momentu zwichrzeniowego lub współczynnik obciążenia krytycznego dla zwichrzenia.
Konfiguracje obliczeniowe
Dostęp do konfiguracji można uzyskać za pośrednictwem okna Edytuj pręt lub za pomocą danych wejściowych w tabeli obliczeń dla aluminium. Specyfikacje w ramach konfiguracji obliczeniowej dotyczą wszystkich obiektów, do których przypisana jest konfiguracja. Jeżeli do obiektu nie została przypisana konfiguracja obliczeniowa, dla tego obiektu nie są przeprowadzane obliczenia stanu granicznego nośności ani użytkowalności.
Eurokody sugerują przeprowadzenie obliczeń dla dwóch stanów granicznych: stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności. Pierwszy z nich odnosi się do sytuacji, w której sprawdzane jest bezpieczeństwo konstrukcji, aby uniknąć zawalenia się konstrukcji i awarii, natomiast drugi odnosi się do pewnych wymagań dotyczących normalnego użytkowania konstrukcji. W przypadku konstrukcji aluminiowych są to wymagania dotyczące ugięcia i, w pewnych okolicznościach, drgań. Ze względu na niski moduł sprężystości aluminium, ten stan graniczny jest na ogół krytyczną sytuacją obliczeniową dla konstrukcji aluminiowych.
Ostateczna konfiguracja obliczeniowa
Konfigurację ostateczną można utworzyć, definiując różne ustawienia, które mają wpływ na konstrukcję aluminium (zdjęcie 5). Można na przykład zdefiniować, czy oprócz obliczeń przekrojów ma być również przeprowadzana kontrola stateczności, a także dostosować inne ustawienia z tym związane. Następnie dostępna jest opcja Wartości graniczne dla przypadków specjalnych, która pozwala pominąć w obliczeniach pewne siły wewnętrzne, które nie są istotne dla nośności. Brak tej opcji może uniemożliwić wykonywanie określonych obliczeń lub sugerować zastosowanie bardziej niekorzystnych wzorów interakcji.
W zależności od wybranej normy obliczeniowej w stanie granicznym nośności dostępne są inne opcje, takie jak aktywacja sprężystego obliczania przekroju, alternatywne wartości współczynników kształtu i wykładników we wzorach na interakcję lub dalsze ustawienia szczegółów dla obliczenia wyboczenia przy ścinaniu konfiguracja. W przypadku normy obliczeniowej EN 1999 odpowiednie współczynniki można znaleźć zgodnie z wybranym Załącznikiem krajowym w oknie Parametry standardowe, ale można je również dostosować za pomocą wartości zdefiniowanej przez użytkownika.
Konfiguracja obliczeniowa użytkowalności
Można tworzyć konfiguracje użytkowalności z uwzględnieniem wartości granicznych ugięć, które należy sprawdzić w obliczeniach (rys. 6). Ograniczenia te są powiązane z długością odniesienia pręta, która jest określana na podstawie podpór obliczeniowych zdefiniowanych w zakładce Podpory obliczeniowe i ugięcie. Innymi słowy, okno Obliczeniowe podpory i ugięcia pokazane na rys. 7 służy do zdefiniowania warunków brzegowych dla obliczeń stanu granicznego użytkowalności dla konstrukcji aluminiowych.
Ustawienia globalne
Dostęp do globalnych ustawień dla wymiarowania aluminium można uzyskać, klikając ikonę Globalne ustawienia dodatkowe, pokazaną na Rysunku 8. Są one niezależne od normy obliczeniowej, ale wartości standardowe mogą się różnić. Kliknięcie przycisku Przywracanie domyślnych przywraca domyślne ustawienia okna zgodnie z wybraną normą wymiarowania.
Dodatkowe opcje dla konstrukcji aluminiowych
Program RFEM 6 oferuje dalsze opcje, które mają wpływ na wymiarowanie aluminium. Na przykład można przypisać inne typy prętom (takie jak mimośrody lub przeguby prętów), jak pokazano na rysunku 9. Można również uwzględnić usztywnienia poprzeczne pręta w celu usztywnienia obszarów prętów podatnych na wyboczenie. Są one stosowane na przykład w przypadku wysokich belek lub punktów przyłożenia dużych obciążeń skupionych.
Obliczenia
Przed rozpoczęciem projektowania ważne jest, aby sprawdzić dane wejściowe rozszerzenia Aluminium Design. Na przykład ustawienia domyślne wymagają uwzględnienia w projekcie wszystkich sytuacji obliczeniowych. Można jednak dezaktywować sytuację obliczeniową dla wymiarowania aluminium, usuwając zaznaczenie pola wyboru „Do zwymiarowania”. W ten sposób sprawdzenie nie zostanie przeprowadzone dla tej sytuacji obliczeniowej.
Ten wybór jest zsynchronizowany z wyborem w programie dodatkowym Aluminium Design w ustawieniach sytuacji obliczeniowej, jak pokazano na rysunku 10. Należy podkreślić, że nie można wymiarować pojedynczych przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń lub kombinacji wyników. Zamiast tego należy przypisać te kombinacje do sytuacji obliczeniowej.
W podobny sposób wszystkie typy obiektów obecne w modelu są wyszczególnione w tabeli Aluminium Design (Zdjęcie 11). Po zaznaczeniu pola wyboru „Wymiaruj wszystkie” wszystkie dostępne obiekty zostaną wybrane do obliczeń. Alternatywnie można ręcznie określić obiekty, które mają zostać zwymiarowane/usunięte z wymiarowania, usuwając zaznaczenie z pola wyboru „Wymiaruj wszystkie” i wprowadzając numery obiektów lub wybierając graficznie obiekty zainteresowania.
Pręty z innego materiału (na przykład beton lub drewno) lub z nieodpowiednim przekrojem (na przykład przekrojem bryły grubościennej) do wymiarowania aluminium są automatycznie rozpoznawane i wykluczane z obliczeń. Ponadto, dodatek Aluminium Design nie uwzględnia przy projektowaniu powierzchni aluminiowych; można je ocenić, korzystając z rozszerzenia Analiza naprężeniowo-odkształceniowa.
Rozszerzenie Aluminium Design można uruchomić, wybierając przycisk Pokaż wyniki w tabeli danych wejściowych (Zdjęcie 11) lub wybierając opcję Aluminium Design w oknie dialogowym „To Calculate”. Po rozpoczęciu obliczeń wyświetlany jest postęp obliczeń, etapy obliczeń i aktualny przebieg obliczeń.
Wyniki
Po zakończeniu obliczeń, główne wyniki i stopnie wykorzystania na prętach lub zbiorach prętów są dostępne w tabeli Wyniki. Wyniki działania rozszerzenia Aluminium Design można również wyświetlić graficznie, korzystając z zakładki Wyniki w nawigatorze. Jeżeli podczas weryfikacji pojawią się ostrzeżenia, błędy lub kryterium weryfikacji nie zostanie spełnione, zostanie to pokazane w tabeli.
Oprócz tych wyników, dla prętów lub zbiorów prętów można wyświetlić weryfikację smukłości. Są one oparte na porównaniu z jednej strony smukłości dla wyboczenia giętnego obliczonego na podstawie stosunku długości wyboczeniowej do promienia bezwładności, a z drugiej strony wartości granicznych z Ustawień globalnych.
Ponieważ nośność przy wyboczeniu jest obliczana na podstawie obliczeń stateczności, sprawdzenie smukłości nie odzwierciedla rzeczywistego przebiegu obliczeń i nie jest uwzględniane w domyślnej tabeli wyników. W związku z tym, aby wyświetlić te sprawdzenia, należy aktywować tabele wyników smukłości w Menedżerze tabel wyników, dostępnego za pomocą ikony pokazanej na rys. 12.
Szczegółowe informacje na temat kontroli projektu można wyświetlić dla każdego typu kontroli projektu, klikając go dwukrotnie lub klikając ikonę Szczegóły kontroli projektu. Szczegółowe wyniki zawierają nie tylko wzory, ale także odniesienia do norm, dzięki czemu można dokładnie prześledzić przebieg procesu projektowania i szczegółowo zapoznać się z przeprowadzonymi weryfikacjami.
Uwagi końcowe
Rozszerzenie Aluminium Design w RFEM 6 umożliwia wymiarowanie prętów aluminiowych dla stanów granicznych nośności i użytkowalności zgodnie z normami Unii Europejskiej EN 1999-1-1:2013-12 (Eurokod 9) i ADM 2020 dla Stanów Zjednoczonych. Dane zdefiniowane w kategoriach materiałów, obciążeń oraz kombinacji obciążeń i wyników powinny być zgodne z koncepcją obliczeniową preferowanej normy.
Odpowiednie obciążenia można przyłożyć zgodnie z powszechną procedurą przypisywania obciążeń w programie RFEM, a dane niezbędne do obliczeń można zdefiniować, aktywując opcję Właściwości obliczeniowe pręta lub zbioru prętów. Po zdefiniowaniu właściwości obliczeń można przeprowadzić obliczenia, a wyniki będą dostępne w formie tabelarycznej i graficznej.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
