Rozszerzenie Analiza zależna od czasu w RFEM 6 i RSTAB 9

Chociaż wielu uważa, że konstrukcja budynku kończy się pracą inżyniera, nie jest to do końca prawdą. Inżynier budowlany powinien zawsze brać pod uwagę, że czas ma wpływ na projekt budowlany, nawet po jego zakończeniu.

Dlatego w analizie należy uwzględnić długoterminowe zachowanie materiałów. Jest to ważne, ponieważ długoterminowe efekty, takie jak pełzanie, skurcz i starzenie się, mogą wpływać na rozkład sił wewnętrznych. Wpływ ten można uwzględnić, przeprowadzając analizę zależną od czasu (TDA).

W programie RFEM 6 i RSTAB 9 możliwe jest uwzględnienie współczynników zależnych od czasu za pomocą rozszerzenia "Analiza zależna od czasu (TDA)". Po zakupie można aktywować ten dodatek w Bazie danych, jak pokazano na rysunku 1.

Po uruchomieniu rozszerzenia, następujące okna dialogowe zostają rozszerzone o opcje istotne dla analizy zależnej od czasu: „Materiały” w kategorii „Podstawowe obiekty” oraz „Przypadki obciążeń” i „Kombinacje obciążeń” w kategorii „Przypadki obciążeń i kombinacje”. Pierwszy z nich został rozszerzony, aby uwzględnić specyficzne właściwości i zdefiniować charakterystykę materiału zależną od czasu.

Należy pamiętać, że obecnie dotyczy to tylko betonu, ale dodatek jest w trakcie opracowywania i w przyszłości obejmie inne odpowiednie materiały. W przypadku dwóch ostatnich typów analizy („Przypadki obciążeń” i „Kombinacje obciążeń”) typy analizy są rozszerzone o typ analizy „Analiza zależna od czasu (TDA)”.

Oba są szczegółowo opisane w kolejnych podrozdziałach tego artykułu.

Przypadki obciążeń i kombinacje

Dla przypadków obciążeń, które zostały przypisane do typu analizy „Analiza zależna od czasu”, można przeprowadzić weryfikację w zależności od czasu. W zakładkach “Przypadki obciążeń” i “Kombinacje obciążeń” okna dialogowego “Przypadki obciążeń i kombinacje” można przypisać ten typ analizy i zdefiniować parametry czasowe.

Jeżeli w danych bazowych aktywowany jest dodatek „Analiza zależna od czasu (TDA)”, „Analiza statyczna | Analiza zależna od czasu (TDA)” pojawia się na liście typów analizy do wyboru. Dzięki temu można powiązać ten typ analizy z przypadkami obciążeń i kombinacjami, dla których ma zostać przeprowadzone badanie zależne od czasu. Jak pokazano na rysunku 2, do tych przypadków obciążeń można dodać informacje o czasie, takie jak początek i koniec obciążenia. Po zdefiniowaniu danych czasowych uwzględniany jest wpływ pełzania na końcu obciążenia.

Program umożliwia modelowanie efektów pełzania, jak wyjaśniono w następnym podrozdziale. Obliczenia są przeprowadzane nieliniowo zgodnie z modelem reologicznym (uogólniony model Kelvina).

Właściwości materiału zależne od czasu

Aktywacja rozszerzenia TDA rozszerza listę typów analizy w oknie dialogowym „Przypadki obciążeń i kombinacje” o dodatkowe opcje w oknie dialogowym „Materiał” o możliwość uwzględnienia określonych właściwości. W przypadku odpowiednich materiałów (obecnie tylko beton) dostępna jest dodatkowa zakładka pokazana na Rysunku 3, w której można zdefiniować właściwości materiału istotne dla analizy w czasie.

Dzięki temu w zakładce „Właściwości betonu zależne od czasu” można określić, które efekty zależne od czasu mają zostać zastosowane. Do wyboru są opcje „Pełzanie” i „Skurcz”. Na przykład w przypadku zaznaczenia pola wyboru „Pełzanie” w celu uwzględnienia odkształcenia materiału zależnego od czasu można zdefiniować parametry, za pomocą których program określa współczynnik pełzania φ, a także zdefiniować modyfikację dojrzewania betonu.

Ponadto można zdefiniować parametry wykorzystywane do wizualizacji „Współczynnika pełzania - wykres czasowy”, takie jak liczba stopni i wiek betonu w danym momencie.

Wyniki

Po zakończeniu obliczeń można wyświetlić odkształcenia końcowe dla każdego przypadku obciążenia, jak pokazano na rysunku 4. Wyniki te są również dokumentowane w protokole wydruku z programów RFEM 6 i RSTAB 9. Zawartość i zakres raportu można wybrać specjalnie dla poszczególnych kontroli obliczeń.