3087x
001717
2021-10-19

Typy modeli w RFEM 6

W rzeczywistości konstrukcje są trójwymiarowe, można je jednak uprościć i przeanalizować jako modele 2D lub 1D. Typ modelu ma decydujący wpływ na sposób naprężenia elementów konstrukcyjnych i należy go zdefiniować przed modelowaniem i obliczeniami.

Typy modeli dostępne w programie RFEM 6 pokazano na rysunku 1.


Typ modelu 3D

Pierwszy typ modelu opiera się na uwzględnieniu wszystkich trzech wymiarów konstrukcji. W przestrzennym modelu 3D, jak pokazano na rysunku 2, model ma sześć stopni swobody i dostępne są wszystkie trzy płaszczyzny robocze (XY, XZ i YZ).

Zalety modelowania 3D są wielorakie. Przede wszystkim nie wszystkie budynki posiadają regularną siatkę, co ogranicza możliwość podziału na konstrukcje nośne o przejrzystym i kontrolowanym przenoszeniu obciążeń. Po drugie, ocena globalnego zniszczenia stateczności dla całego modelu jest lepsza niż dla płaskiego modelu 2D.

Uwzględnienie przestrzennych postaci drgań i wyjątkowych obciążeń skręcających oraz superpozycja wymuszeń sejsmicznych w kierunkach X i Y również sprzyja modelowaniu trójwymiarowemu na potrzeby analizy sejsmicznej lub innej. Ze względu na nowoczesne metody planowania, modele 3D są niezbędne do wykorzystania w modelowaniu informacji o budynku.

Typy modeli 2D

Program RFEM 6 umożliwia uproszczenie konstrukcji i pracę z modelami płaskimi (2D). Zaletą tych typów modeli jest zmniejszenie nakładu pracy wynikającego z ograniczonych współrzędnych i stopni swobody. Ponieważ model 2D można narysować tylko w jednej płaszczyźnie i ma trzy stopnie swobody, modelowanie i obliczenia są mniej czasochłonne i czasochłonne.

Model 2D|XZ|Plane Stress jest zalecany dla płaskich konstrukcji ramowych, jeżeli obciążenia działają w kierunku płaszczyzny powierzchni, natomiast model 2D|XY|Plate jest zalecany dla płaskich konstrukcji z płyt obciążonych prostopadle do płaszczyzny powierzchni, taki jak na rysunku 3.

Zatem pierwsze oznaczenie w typie modelu (2D) oznacza wprowadzenie układu, a drugie (XZ/XY) płaszczyznę, w której układany jest model. Możliwe jest również wybranie typów modeli 2D, które umożliwiają modelowanie w jednej płaszczyźnie, ale z trójwymiarowym przyłożeniem obciążenia i wynikającymi z tego siłami wewnętrznymi i odkształceniami 3D.

Typy modeli 1D

W programie RFEM 6 możliwa jest również praca z modelem jednowymiarowym, w którym konstrukcje są reprezentowane przez jedną oś. Ten typ modelu umożliwia modelowanie wyłącznie w środowisku 1D; dzięki temu nakład pracy zostaje zredukowany w jeszcze większym stopniu. Mimo to program RFEM 6 oferuje model typu 1D|X|3D, w którym możliwe jest trójwymiarowe przyłożenie obciążenia i wynikające z niego siły wewnętrzne.

Przykład praktyczny

Zastosowanie typu modelu 2D|XZ|3D w programie RFEM 6 pokazano na stężeniu stalowym, jak pokazano na rysunku 5. Stężona rama 2D, do której w kierunku Z przyłożone są dwie siły węzłowe o wartości 150 kN, zamodelowana jest w płaszczyźnie XZ. Dodatkowo na konstrukcji występuje obciążenie 1 kN w kierunku Y, co implikuje również konieczność uwzględnienia ugięć z płaszczyzny.

Modelowanie płaszczyzny generalnie nie uwzględnia tego rozwiązania; jednak typ modelu 2D|XZ|3D w programie RFEM 6 umożliwia uwzględnienie wszystkich odkształceń wynikających z przyłożonego obciążenia. Dlatego też, mimo że modelowanie odbywa się w środowisku 2D, powstające siły wewnętrzne i odkształcenia są trójwymiarowe.




Autor

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