Przykład ten jest opisany w literaturze technicznej [1] jako przykład 9.5 oraz w [2] jako przykład 8.5. Dla podciągu należy przeprowadzić analizę zwichrzenia. Belka jest jednorodnym prętem konstrukcyjnym. Analizę stateczności można zatem przeprowadzić zgodnie z sekcją 6.3.2 normy DIN EN 1993-1-1. Ze względu na zginanie jednoosiowe, możliwe byłoby przeprowadzenie obliczeń również metodą ogólną według rozdz. 6.3.4. Ponadto, na wyidealizowanym modelu pręta należy zweryfikować wyznaczenie współczynnika obciążenia krytycznego w ramach w/w metody z modelem MES.
Jedną z innowacji w programie RFEM 6 jest nowy sposób projektowania połączeń stalowych. W przeciwieństwie do programu RFEM 5, w którym wymiarowanie połączeń stalowych opiera się na rozwiązaniu analitycznym, rozszerzenie Połączenia stalowe w programie RFEM 6 oferuje rozwiązanie dla połączeń stalowych w oparciu o analizę MES.
Analiza sejsmiczna w programie RFEM 6 jest możliwa przy użyciu rozszerzeń analizy modalnej i analizy spektrum odpowiedzi. Ogólna koncepcja analizy sejsmicznej w programie RFEM 6 opiera się na utworzeniu przypadku obciążenia do analizy modalnej lub analizy spektrum odpowiedzi. Grupy norm dla tych analiz są ustawiane w zakładce Normy II w oknie Dane podstawowe modelu.
W tym artykule opisano, w jaki sposób płaska płyta budynku mieszkalnego jest modelowana w programie RFEM 6 i wymiarowana zgodnie z Eurokodem 2. Płyta ma grubość 24 cm i jest podparta na słupach o długości 45/45/300 cm w rozstawie co 6,75 m (rysunek 1). Słupy są modelowane jako sprężyste podpory węzłowe poprzez zdefiniowanie sztywności sprężystej na podstawie warunków brzegowych (rysunek 2). Jako materiały wybrano beton C35/45 i stal zbrojeniową B 500 S (A).
Nowa generacja oprogramowania RFEM umożliwia przeprowadzanie obliczeń stateczności zbieżnych prętów drewnianych zgodnie z metodą prętów zastępczych. Zgodnie z tą metodą obliczenia można przeprowadzić, jeżeli spełnione są wytyczne normy DIN 1052, sekcja E8.4.2 dla zmiennych przekrojów. W różnych publikacjach technicznych metoda ta jest również stosowana w przypadku Eurokodu 5. W tym artykule pokazano, jak zastosować metodę prętów zastępczych dla belki dachowej o zbieżnej wysokości.
Sprawdzenie stateczności dla wymiarowania prętów zastępczych zgodnie z EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 i innymi normami międzynarodowymi wymaga uwzględnienia długości obliczeniowej (tj. efektywnej długości prętów). W programie RFEM 6 długość efektywną można określić ręcznie, przypisując podpory węzłowe i współczynniki długości efektywnej lub, z drugiej strony, poprzez import z analizy stateczności. Obie opcje zostaną przedstawione w tym artykule poprzez określenie efektywnej długości słupa obramowanego na rysunku 1.
Obliczenia na przebicie zgodnie z EN 1992-1-1 należy przeprowadzić dla płyt poddanych obciążeniu skupionemu lub reakcji. Węzeł, w którym przeprowadzana jest analiza nośności na przebicie (tj. w miejscu, w którym występuje problem z przebiciem) nazywany jest węzłem odporności na przebicie. Obciążenie skupione w tych węzłach może zostać wprowadzone przez słupy, siłę skupioną lub podpory węzłowe. Koniec przyłożenia obciążenia liniowego na płyty również jest traktowany jako obciążenie skupione, dlatego należy również kontrolować nośność na ścinanie na końcach, narożach i końcach ścian oraz na końcach lub narożach obciążeń liniowych i podpór liniowych.
Stal ma słabe właściwości termiczne pod względem ognioodporności. Rozszerzalność termiczna dla wzrastającej temperatury jest bardzo duża w porównaniu z rozszerzalnością innych materiałów budowlanych i może powodować efekty, których nie byłoby w obliczeniach w normalnej temperaturze ze względu na utwierdzenie elementu. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta ciągliwość stali, a jej wytrzymałość maleje. Ponieważ stal traci 50% swojej wytrzymałości w temperaturze 600 °C, ważne jest, aby chronić elementy przed skutkami pożaru. W przypadku zabezpieczonych elementów stalowych, dzięki lepszej reakcji termicznej można wydłużyć ognioodporność.
Imperfekcje w inżynierii konstrukcyjnej to odchylenia elementów konstrukcyjnych od ich idealnego kształtu, powstałe podczas produkcji. Są one często wykorzystywane w obliczeniach w celu określenia równowagi sił w elementach konstrukcyjnych w układzie odkształconym.
Zgodnie z EN 1992-1-1 [1] belka jest prętem, którego rozpiętość jest nie mniejsza niż 3-krotna całkowita wysokość przekroju. W przeciwnym razie element konstrukcyjny należy traktować jako belkę-ścianę. Zachowanie belek-ścian (tj. belek o rozpiętości mniejszej niż 3-krotna wysokość przekroju) różni się od zachowania belek-ścian (tj. belek o rozpiętości trzykrotnie większej niż wysokość przekroju).
Projektowanie belek-ścian jest jednak często konieczne podczas analizy elementów konstrukcyjnych konstrukcji żelbetowych, ponieważ są one wykorzystywane do budowy nadproży okiennych i drzwiowych, podciągów i podciągów, połączeń między płytami dwupoziomowymi oraz konstrukcji ramowych.
Norma dotycząca konstrukcji stalowych AISC 360-16 wymaga uwzględnienia stateczności konstrukcji jako całości oraz każdego z jej elementów. Dostępne są różne metody, w tym metoda bezpośredniego uwzględnienia w analizie, metoda długości efektywnej i metoda analizy bezpośredniej. W tym artykule podkreślono ważne wymagania rozdz. C oraz metodę bezpośredniej analizy, która zostanie uwzględniona w modelu konstrukcji stalowej wraz z zastosowaniem w programie RFEM 6.
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych dla RFEM 6 wymiaruje pręty aluminiowe ze względu na stan graniczny nośności i użytkowalności zgodnie z Eurokodem 9. Ponadto możliwe jest wymiarowanie zgodnie z ADM 2020 (norma amerykańska).
Obliczenia przekrojów zgodnie z Eurokodem 3 opierają się na klasyfikacji projektowanego przekroju według klas określonych w normie. Klasyfikacja przekrojów jest ważna, ponieważ określa granice nośności i nośności obrotowej na skutek wyboczenia lokalnego części przekroju.
Dzięki rozszerzeniu Połączenia stalowe dla RFEM 6 można tworzyć i analizować połączenia stalowe przy użyciu wydzielonego modelu ES. Modelowanie połączeń można kontrolować poprzez proste i wygodne wprowadzanie elementów. Elementy stalowego połączenia można definiować ręcznie lub przy użyciu szablonów dostępnych w bibliotece. Pierwsza metoda została opisana w poprzednim artykule z Bazy wiedzy zatytułowanym „Nowe podejście do wymiarowania połączeń stalowych w programie RFEM 6”. W tym artykule skupimy się na tej drugiej metodzie; tzn. pokaże, jak definiować komponenty połączenia stalowego przy użyciu szablonów dostępnych w bibliotece programu.
W programie RFEM 6 połączenia stalowe definiuje się jako układ elementów. W nowym rozszerzeniu Połączenia stalowe dostępne są podstawowe komponenty do uniwersalnego zastosowania (blachy, spoiny, płaszczyzny pomocnicze). Metody definiowania połączeń opisano w dwóch poprzednich artykułach w Bazie informacji: „Nowe podejście do wymiarowania połączeń stalowych w programie RFEM 6” oraz „Definiowanie elementów połączenia stalowego przy użyciu biblioteki” .
Zaletą modułu dodatkowego RFEM 6 Steel Joints jest możliwość analizy połączeń stalowych przy użyciu modelu MES, dla którego modelowanie przebiega w pełni automatycznie w tle. Elementy składowe złącza stalowego, które kontrolują modelowanie, można wprowadzić, definiując je ręcznie lub korzystając z dostępnych szablonów w bibliotece. Ta ostatnia metoda została opisana w poprzednim artykule z Bazy wiedzy zatytułowanym „Definiowanie komponentów połączenia stalowego przy użyciu biblioteki”. Definiowanie parametrów do wymiarowania połączeń stalowych jest tematem artykułu w bazie wiedzy „Projektowanie połączeń stalowych w RFEM 6”.
Rozszerzenie Wymiarowanie betonu umożliwia wymiarowanie słupów betonowych zgodnie z ACI 318-19. Poniższy artykuł potwierdzi wymiarowanie zbrojenia w rozszerzeniu Wymiarowanie betonu przy użyciu równań analitycznych krok po kroku zgodnie z normą ACI 318-19, w tym wymagane zbrojenie podłużne, pole przekroju brutto i rozmiar/rozstaw ściągu.
Jakość analizy statyczno-wytrzymałościowej budynków jest dużo lepsza, gdy można uwzględnić warunki gruntowe w sposób możliwie najbardziej realistyczny. W programie RFEM 6 można realistycznie określić kontur glebowy do analizy za pomocą rozszerzenia Analiza geotechniczna. Ten dodatek można aktywować w danych bazowych modelu, jak pokazano na rysunku 01.
Analiza modalna jest punktem wyjścia do analizy dynamicznej układów konstrukcyjnych. Można ją wykorzystać do określenia wartości drgań własnych, takich jak częstotliwości drgań własnych, kształty drgań własnych, masy modalne i efektywne współczynniki masy modalnej. Wynik ten może zostać wykorzystany do obliczeń drgań oraz do dalszych analiz dynamicznych (na przykład obciążenia widmem odpowiedzi).
Analiza dynamiczna w RFEM 6 i RSTAB 9 jest podzielona na kilka rozszerzeń. Rozszerzenie Analiza modalna jest niezbędne dla wszystkich innych rozszerzeń do analizy dynamicznej, ponieważ przeprowadza analizę drgań własnych dla modeli prętów, powierzchni i brył.
Biorąc pod uwagę, że realistyczne określenie warunków gruntowych znacząco wpływa na jakość analizy statyczno-wytrzymałościowej budynków, w programie RFEM 6 dostępne jest rozszerzenie Analiza geotechniczna, które umożliwia określenie konturu glebowego do analizy.
Sposób udostępnienia danych uzyskanych z badań polowych w rozszerzeniu i wykorzystania właściwości z próbek gruntu do określenia masywów gruntu, które mają być przedmiotem zainteresowania, został omówiony w artykule z Bazy informacji „Tworzenie bryły gruntowej na podstawie próbek gruntu w programie RFEM 6”. W tym artykule omówiono natomiast procedurę obliczania osiadań i parcia gruntu dla budynku żelbetowego.
W tym artykule opisujemy, w jaki sposób można używać rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody) i Stateczność konstrukcji w celu uwzględnienia deplanacji przekroju jako dodatkowego stopnia swobody podczas analizy stateczności.
Standardowym rozwiązaniem w konstrukcji prętów drewnianych jest możliwość łączenia mniejszych prętów poprzez podparcie na większym dźwigarze. Dodatkowo warunki na końcach pręta mogą uwzględniać podobną sytuację, w której belka jest oparta na podporze. W obu przypadkach belka musi być zaprojektowana tak, aby uwzględniała nośność w poprzek włókien zgodnie z NDS 2018 s. 3.10.2 i CSA O86:19 punkty 6.5.6 i 7.5.9. W ogólnych programach do projektowania statyczno-wytrzymałościowego zazwyczaj nie jest możliwe przeprowadzenie pełnej kontroli obliczeń, ponieważ powierzchnia docisku jest nieznana. Jednak w programie RFEM 6 nowej generacji i rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji drewnianych dodana funkcja "podpór obliczeniowych" umożliwia teraz użytkownikom uwzględnienie docisku NDS i CSA prostopadle do warunków obliczeniowych.
W tym artykule omówiono dostępne opcje określania nominalnej wytrzymałości na zginanie Mnlb dla stanu granicznego wyboczenia lokalnego, podczas projektowania zgodnie z Aluminium Design Manual (Podręcznik projektowania konstrukcji aluminiowych 2020).
Steel Joist Institute (SJI) wcześniej opracował tabele wirtualnych belek nośnych w celu oszacowania właściwości przekroju dla belek stalowych z otwartym środnikiem. Te przekroje belek wirtualnych są scharakteryzowane jako równoważne belki o szerokich półkach, które są bardzo zbliżone do pola powierzchni pasa, efektywnego momentu bezwładności i ciężaru. Wirtualne belki nośne są również dostępne w bazie danych przekrojów w programach RFEM i RSTAB.
W najnowszej normie ACI 318-19 długoterminowa zależność w określaniu nośności betonu na ścinanieVc zostaje przedefiniowana. Dzięki nowej metodzie wysokość pręta, stopień zbrojenia podłużnego i naprężenie normalne wpływają teraz na wytrzymałość na ścinanie Vc. W poniższym artykule opisano zaktualizowane podejście do obliczeń dla ścinania, a zastosowanie przedstawiono na przykładzie.
Wymiarowanie prętów stalowych formowanych na zimno zgodnie z AISI S100-16 jest teraz dostępne w programie RFEM 6. Design can be accessed by selecting “AISC 360” as the standard in the Steel Design add-on. “AISI S100” is then automatically selected for the cold-formed design (Image 01).
W obliczeniach konstrukcji stalowych formowanych na zimno często wymagane są niestandardowe przekroje. In RFEM 6, the custom section can be created using one of the “Thin-Walled” sections available in the library. For other sections that do not meet any of the 14 available cold-formed shapes, the sections can be created and imported from the standalone program, RSECTION. For general information on AISI steel design in RFEM 6, refer to the Knowledge Base article provided at the end of the page.