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.
Model budynku jest jednym ze specjalnych rozszerzeń w programie RFEM 6. Jest to przydatne narzędzie do modelowania, za pomocą którego można łatwo tworzyć kondygnacje budynków i nimi manipulować. Model budynku można aktywować na początku procesu modelowania lub po jego zakończeniu.
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.
W tym artykule technicznym omówimy podstawowe kwestie dotyczące korzystania z rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody). Jest ono w pełni zintegrowane z programem głównym i umożliwia uwzględnienie deplanacji przekroju podczas obliczania elementów prętowych. W połączeniu z rozszerzeniami Analiza stateczności oraz Wymiarowanie stali, możliwe jest przeprowadzenie obliczeń wyboczenia giętno-skrętnego z siłami wewnętrznymi zgodnie z analizą drugiego rzędu oraz uwzględnieniem imperfekcji.
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.
Program RFEM 6 zawiera rozszerzenie Form-Finding do określania kształtów równowagi modeli powierzchni obciążonych rozciąganiem i prętów obciążonych siłami osiowymi. Aktywuj ten dodatek w Danych bazowych modelu i użyj go, aby znaleźć położenie geometryczne, w którym naprężenie wstępne lekkich konstrukcji jest w równowadze z istniejącymi warunkami brzegowymi.
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).
Obliczenia konstrukcji złożonych za pomocą oprogramowania do analizy elementów skończonych są zazwyczaj przeprowadzane na całym modelu. Jednak wznoszenie tego typu konstrukcji jest procesem wieloetapowym, w którym ostateczny stan konstrukcji uzyskuje się poprzez połączenie poszczególnych elementów konstrukcyjnych. Aby uniknąć błędów w obliczeniach ogólnych modeli, należy wziąć pod uwagę wpływ procesu konstrukcyjnego. W programie RFEM 6 jest to możliwe za pomocą rozszerzenia Analiza etapów budowy (CSA).
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.
W programie RFEM 6 analizę sejsmiczną można przeprowadzić za pomocą modułów dodatkowych Analiza modalna i Analiza spektrum odpowiedzi. Zaraz po zakończeniu analizy spektralnej za pomocą rozszerzenia Model budynku można wyświetlić oddziaływania kondygnacji, przemieszczenia kondygnacji i siły w ścianach usztywniających.
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.
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.
Rozszerzenie Analiza etapów budowy (CSA) umożliwia wymiarowanie konstrukcji prętowych, powierzchniowych i bryłowych w programie RFEM 6 z uwzględnieniem określonych etapów budowy związanych z procesem konstrukcyjnym. Jest to o tyle istotne, że budynki nie powstają w całości od razu, lecz poprzez stopniowe łączenie poszczególnych części konstrukcyjnych. Poszczególne kroki, w których elementy konstrukcyjne oraz obciążenia są dodawane do budynku, nazywane są etapami budowy, podczas gdy sam proces budowy nazywa się procesem konstrukcyjnym.
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).