Nowe podejście do wymiarowania połączeń stalowych w programie RFEM 6

Tworzenie połączeń stalowych

Połączenia stalowe można tworzyć w programie RFEM 6, poprzez wprowadzanie predefiniowanych komponentów. Dane początkowe obejmują wybór węzłów w modelu RFEM oraz automatyczne rozpoznawanie i przyporządkowywanie prętów łączących.

Dla typowych połączeń można wybrać kilka typów predefiniowanych komponentów (np. blacha czołowa, nakładka, blacha zakładkowa). W przypadku wprowadzania złożonych połączeń dostępne są powszechnie stosowane komponenty podstawowe (płyty, spoiny, płaszczyzny pomocnicze).

Ustawienia dotyczące poszczególnych komponentów można łatwo definiować i dostosowywać, a pręty i blachy dowolnie modyfikować. Zdefiniowany zestaw komponentów można zapisać jako szablon i przechowywać do dalszego wykorzystania w bibliotece utworzonej przez użytkownika.

Na tym etapie można zdefiniować parametry obliczeniowe za pomocą ustawień konfiguracyjnych. Można również przeprowadzić kontrolę poprawności w celu sprawdzenia połączenia i wykrycia brakujących danych, kolizji płyt, nieprawidłowych spoin itp.

Obliczanie połączeń stalowych

Zaletą analizy połączeń stalowych w programie RFEM 6 jest automatyczne generowanie w tle odpowiedniego modelu opartego na elementach skończonych. Przykład takiego modelu pokazano na rysunku 2. Dzięki temu można projektować dowolne połączenia w przypadku prętów o przekrojach walcowanych i spawanych. Obecnie dostępne są dwuteowniki, ceowniki, teowniki i kątowniki.

Dzięki temu podejściu obciążenia w wybranym węźle są automatycznie przenoszone do modelu elementów skończonych, a następnie wykorzystywane do wymiarowania elementów składowych zgodnie z EN 1993-1-8 (wraz z załącznikami krajowymi). W ten sposób siły w śrubach oraz naprężenia wymagane do obliczenia spoin są określane na modelu MES, a nośność śrub i spoin przeprowadzane są zgodnie z wybranym Załącznikiem krajowym.

Płyty są wymiarowane pod kątem uplastycznienia poprzez porównanie wyliczonych odkształceń plastycznych z dopuszczalnym w normie odkształceniem maksymalnym (5% zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznikiem C lub wartością zdefiniowaną przez użytkownika).

Wyniki

Po zakończeniu obliczeń decydujące stopnie wykorzystania są dostępne w formie tabelarycznej i graficznej (patrz Rysunek 3). Wyniki dla połączenia są dostępne za pośrednictwem paska narzędzi, a wyniki te można filtrować osobno, zgodnie z odpowiednimi komponentami (rys. 4).

Jedną z nowych funkcji w programie RFEM 6 jest wyświetlanie szczegółów dotyczących obliczeń, w tym zastosowanych wzorów i podstawień. Podane wzory można przenieść również do protokołu wydruku. Przykładowy podgląd szczegółów dla obliczeń połączeń stalowych pokazano na rysunku 5.

Uwagi końcowe

Podsumowując, rozszerzenie Połączenia stalowe dla programu RFEM 6 umożliwia analizę połączeń stalowych za pomocą modeli z elementów skończonych. Możliwe jest wprowadzanie różnych typów połączenia za pomocą różnorodnych komponentów dostępnych w rozszerzeniu. Model składający się z ES odpowiadający zdefiniowanemu połączeniu jest generowany automatycznie w tle. Obciążenie ze wszystkich kombinacji obciążeń we wskazanych węzłach jest przenoszone automatycznie do modeli wydzielonych.

Siły wyznaczone w modelu ES są następnie wykorzystywane do wymiarowania elementów składowych zgodnie z EN 1993-1-8 (wraz z załącznikami krajowymi). Rozszerzenie można wykorzystać do wymiarowania dowolnych połączeń. Obecnie obsługiwane są pręty o przekrojach walcowane i spawanych, takie jak dwuteowniki, ceowniki, kątowniki i teowniki.

Ponadto nie ma ograniczeń co do obciążenia działającego w jednej płaszczyźnie, ponieważ uwzględniane są wszystkie siły wewnętrzne (N, Vy, Vz, My, Mz i Mt).

Rozszerzenie oferuje też możliwość szczegółowego wglądu w wyniki i kontrolę obliczeń. Zarówno tabele wyników, jak i szczegóły obliczeniowe można przenieść do raportu wydruku programu RFEM. Wygenerowany model ES można również zapisać celem późniejszego wykorzystania.