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).
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).
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. The thermal expansion for increasing temperature is very high compared to that of other building materials, and might result in effects that were not present in the design at normal temperature due to restraint in the component. As temperature increases, steel ductility increases, whereas its strength decreases. Since steel loses 50% of its strength at temperature of 600 °C, it is important to protect components against fire effects. In the case of protected steel components, the fire resistance duration can be increased due to the improved heating behavior.
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 [1] oraz metodę analizy bezpośredniej, która zostanie uwzględniona w modelu stali konstrukcyjnej 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.
Dzięki temu końcowy stan konstrukcji jest dostępny po zakończeniu procesu konstrukcyjnego, czyli wszystkich etapów budowy. W przypadku niektórych konstrukcji wpływ procesu konstrukcyjnego (tzn. wszystkich poszczególnych etapów budowy) może być znaczny i należy to uwzględnić, aby uniknąć błędów w obliczeniach. Ogólne omówienie rozszerzenia CSA znajduje się w artykule z Bazy informacji zatytułowanym „Uwzględnienie etapów budowy w programie 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.
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 dodatku i wykorzystania właściwości pobranych z próbek gruntu do określenia masywów gruntu, które mają być przedmiotem zainteresowania, został omówiony w artykule z bazy wiedzy „Creation of Soil Body from Soil Samples in RFEM 6”. W tym artykule omówiono natomiast procedurę obliczania osiadań i parcia gruntu dla budynku żelbetowego.
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 projektowych dla włókien.
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.