4410x
001700
2022-04-22

Modelowanie konstrukcji murowych w RFEM 6

Konstrukcje murowe można modelować i analizować w programie RFEM 6 za pomocą rozszerzenia Projektowanie konstrukcji murowych, który wykorzystuje do obliczeń metodę elementów skończonych. Zakładając, że w programie zaimplementowano nieliniowy model materiałowy, można modelować złożone konstrukcje murowe oraz przeprowadzać analizę statyczną i dynamiczną, aby przedstawić nośność konstrukcji murowej oraz różne mechanizmy uszkodzenia. Istnieje możliwość wprowadzania i modelowania konstrukcji murowych bezpośrednio w programie RFEM 6 oraz łączenia modelu materiałowego muru ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Umożliwia to projektowanie całych modeli budynków w połączeniu z murem.

Przykład

Przykładowa konstrukcja pokazana w tym artykule składa się z płyt żelbetowych i ścian murowanych zamodelowanych jako powierzchnie w programie RFEM 6 wraz z odpowiednimi otworami na okna i drzwi (zdjęcie 1). Długość ścian zewnętrznych wynosi 9,880 m wzdłuż globalnej osi Y i 9,480 m wzdłuż globalnej osi X. Wysokość całkowita budynku to 6,1 m.

Aby rozpocząć pracę z rozszerzeniem Projektowanie konstrukcji murowych, należy najpierw aktywować go w Danych podstawowych modelu. Normę do wymiarowania konstrukcji murowych można też wybrać w zakładce Normy I w tym samym oknie, jak pokazano na rysunku 2. Proces wdrażania różnych norm i związanych z nimi załączników krajowych do wymiarowania murów w programie RFEM 6 wciąż trwa, dlatego baza danych będzie stale rozszerzana.

Kolejnym krokiem jest zdefiniowanie materiałów, które mają zostać użyte. W tym celu w zakładce Główne okna Materiały należy wybrać typ materiału Mur. Oprócz zdefiniowania materiału i jego właściwości, takich jak moduł sprężystości, ciężar właściwy, współczynnik rozszerzalności cieplnej itd., do definiowanego materiału należy przypisać odpowiedni model materiałowy.

Jako odpowiednie odzwierciedlenie materiału murowego pod względem obliczeń i wymiarowania wybrano ortotropowy, plastyczny model materiałowy (zdjęcie 3), zgodnie z Eurokodem.

W zakładce Klasyfikacja normy w oknie Materiały można zdefiniować parametry kombinacji materiałów (tzn. muru, kamienia i zaprawy), która ma zostać zastosowana.

Informacje te można znaleźć w katalogach producentów oraz wstawić je w tym oknie (zdjęcie 4). Istnieje również możliwość zdefiniowania częściowego współczynnika bezpieczeństwa po stronie materiału i uwzględnienia wypełnionych połączeń czołowych (stosowane w przypadku nadproży nad otworami).

Na podstawie tych danych parametry dla modelu materiałowego są obliczane automatycznie i wyświetlane w kolejnej zakładce okna Materiały (Rysunek 5). Należą do nich parametry w obu kierunkach, takie jak moduł sprężystości, współczynnik Poissona, graniczna wytrzymałość na ściskanie, graniczna wytrzymałość na rozciąganie, współczynnik rozszerzalności cieplnej i tak dalej. Dlatego ważne jest, aby lokalny kierunek Y ścian był tym, w którym działa obciążenie.

Istnieje jeszcze jedna możliwość definiowania materiałów: wybrać je bezpośrednio z Biblioteki materiałów, która jest dostępna jak pokazano na rysunku 6. W przypadku filtrowania dostępnych materiałów według typu „Mur”, można łatwo wybrać żądany materiał z bazy danych programu RFEM 6, która jest stale poszerzana. Dla każdego materiału na liście można wyświetlić szczegóły materiału w sposób pokazany na rysunku 7.

Po zdefiniowaniu materiałów można utworzyć odpowiednie grubości, jak pokazano na rysunku 8. Oprócz grubości odnoszącej się do płyt betonowych, w tym przykładzie tworzone są dwie grubości 380 mm i 250 mm, odpowiednio dla ściany zewnętrznej i wewnętrznej. W przypadku tej pierwszej materiałami jest Porotherm 38 Plan zaprawa cienkowarstwowa 1-3 mm, w przypadku drugiej jest to Porotherm Plan 25-38 zaprawa cienkowarstwowa 1-3 mm.

Aby w prosty sposób przydzielić grubości do odpowiednich ścian, można utworzyć dwa osobne sposoby wyboru obiektu: jeden na ściany zewnętrzne, a drugi na ściany wewnętrzne (poprzez wybór interesujących nas obiektów → prawym przyciskiem myszy → Utwórz wybór). Pokazano to na rysunku 9, na którym również można zobaczyć, że lokalna oś Y ścian jest rzeczywiście kierunkiem przyłożenia obciążenia.

W ten sposób można łatwo przypisać odpowiednie grubości ścianom zewnętrznym i wewnętrznym. Rysunek 10 pokazuje przypisanie grubości do ścian zewnętrznych.

Ostatnim krokiem w procesie modelowania, który zostanie omówiony w tym artykule, jest zwrócenie szczególnej uwagi na otwory w konstrukcji. Wynika to z bardzo niskiej wytrzymałości materiału na rozciąganie, które może niekorzystnie wpływać na górne części otworów.

Aby tego uniknąć, należy zdefiniować nowe elementy prętowe i umieścić je nad otworami, takimi jak drzwi i okna. W tym przykładzie belki betonowe są tworzone i przydzielane do wszystkich otworów okiennych i drzwiowych, jak pokazano na rysunku 11.

Uwagi końcowe

Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji murowych umożliwia modelowanie i wymiarowanie konstrukcji murowych w programie RFEM 6. Dzięki zaimplementowaniu materiału nieliniowego w celu opisania nośnego zachowania muru i różnych mechanizmów niszczenia, można odwzorować złożone konstrukcje murowe oraz przeprowadzić analizę statyczną i dynamiczną.

Konstrukcję murową można wprowadzić i modelować bezpośrednio w programie RFEM; dodatkowo, możliwe jest wymiarowanie całych modeli budynku w połączeniu z murem, ponieważ model materiałowy dla muru można połączyć ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Proces obliczeń i ocena wyników będzie tematem kolejnego artykułu w Bazie informacji.


Autor

Pani Kirova jest odpowiedzialna za tworzenie artykułów technicznych i zapewnia wsparcie techniczne dla klientów firmy Dlubal.

Odnośniki