Norma ASCE 7-22 [1], rozdz. 12.9.1.6 określa, kiedy efekty P-delta powinny być uwzględniane podczas przeprowadzania analizy modalnego spektrum odpowiedzi dla obliczeń sejsmicznych. W NBC 2020 [2], Wys. 4.1.8.3.8.c jedynie w niewielkim stopniu wymaga uwzględnienia przechyłów spowodowanych interakcją obciążeń grawitacyjnych z konstrukcją odkształconą. Z tego względu podczas przeprowadzania analizy sejsmicznej mogą wystąpić sytuacje, w których efekty drugiego rzędu, znane również jako P-delta, muszą zostać uwzględnione.
W artykule przedstawiono podstawowe pojęcia z zakresu dynamiki konstrukcji i ich roli w projektowaniu konstrukcji sejsmicznych. Duży nacisk kładzie się na wyjaśnienie aspektów technicznych w zrozumiały sposób, aby czytelnicy bez głębokiej wiedzy technicznej mogli uzyskać wgląd w temat.
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6 dostępne są trzy typy ram sprężystych (zwykłe, pośrednie i specjalne). Wyniki obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-22 są podzielone na dwie sekcje: wymagania dotyczące prętów i połączeń.
Obliczanie ramy momentowej zgodnie z AISC 341-16 jest teraz możliwe w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6. Wynik obliczeń sejsmicznych jest podzielony na dwie sekcje: wymagania dotyczące prętów i połączeń. W tym artykule omówiono wymaganą wytrzymałość połączenia. Przedstawiono przykładowe porównanie wyników pomiędzy RFEM a AISC Seismic Design Manual [2].
Aby ocenić, czy w analizie dynamicznej konieczne jest również uwzględnienie analizy drugiego rzędu, w normie EN 1998‑1, sekcje 2.2.2 i 4.4.2.2 podano współczynnik wrażliwości międzypiętrowych ślizgów θ. Można ją obliczyć i przeanalizować w programach RFEM 6 i RSTAB 9. Współczynnik θ jest obliczany w następujący sposób: }{{\mathrm V}_\mathrm{tot}\;\cdot\;\mathrm h}\;$
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6 dostępne są trzy typy ram sprężystych (zwykłe, pośrednie i specjalne). Wyniki obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-16 są podzielone na dwie sekcje: wymagania dotyczące prętów i połączeń.
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych w RFEM 6 oferuje teraz możliwość przeprowadzania obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-16 i AISC 341-22. Obecnie dostępnych jest pięć typów systemów sejsmicznych (SFRS).
Zgodnie z normami EN 1998-1 sekcje 2.2.2 i 4.4.2.2 do obliczeń stanu granicznego nośności należy przeprowadzić obliczenia z uwzględnieniem teorii drugiego rzędu (efekt P-Δ). Efekt ten nie musi być uwzględniany tylko w przypadku, gdy współczynnik wrażliwości międzykondygnacyjnej jest mniejszy niż 0,1.
W tym artykule opisano na przykładzie płyty z betonu włóknistego, które wpływają na zastosowanie różnych metod całkowania i różnej liczby punktów całkowania na wynik obliczeń.
Blachownica to ekonomiczny wybór w przypadku konstrukcji o dużych rozpiętościach. Blachownica o przekroju dwuteowym ma zazwyczaj głęboki środnik, aby zmaksymalizować jego nośność na ścinanie i rozstaw pasów, oraz cienki środnik, aby zminimalizować ciężar własny. Ze względu na duży stosunek wysokości do grubości (h/tw ) może być konieczne zastosowanie usztywnień poprzecznych w celu usztywnienia smukłości środnika.
Artykuł 4.1.8.7 kanadyjskich przepisów budowlanych (NBC) 2020 zawiera jasną procedurę dotyczącą metod analizy trzęsień ziemi. Metoda bardziej zaawansowana, a mianowicie metoda analizy dynamicznej opisana w rozdziale 4.1.8.12, powinna być stosowana dla wszystkich typów konstrukcji, z wyjątkiem tych, które spełniają kryteria podane w 4.1.8.7. W przypadku pozostałych konstrukcji, może być stosowana nieco prostsza metoda równoważnych sił statycznych (ESFP), opisana w rozdziale 4.1.8.11.
Podczas obliczania regularnych konstrukcji wprowadzanie danych często nie jest skomplikowane, ale czasochłonne. Automatyzacja wprowadzania danych pozwala zaoszczędzić cenny czas. W niniejszym przypadku należy uwzględnić kondygnacje domu jako poszczególne etapy budowy. Wpisu należy dokonać przy pomocy programu w języku C#, aby użytkownik nie musiał ręcznie wprowadzać elementów poszczególnych pięter.
Obliczenia zwykłej ramy stężonej koncentrycznie (OCBF) oraz SCBF (specjalnej konstrukcji szkieletowej stężonej koncentrycznie) można przeprowadzić w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych dla programu RFEM 6. Wyniki obliczeń sejsmicznych zgodnie z AISC 341-16 i 341-22 są podzielone na dwie sekcje: Wymagania dotyczące prętów i połączeń.
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 projektowaniu konstrukcji stalowych formowanych na zimno często wymagane są przekroje niestandardowe. W programie RFEM 6 profil użytkownika można utworzyć za pomocą jednego z przekrojów cienkościennych dostępnych w bibliotece. W przypadku innych przekrojów, które nie spełniają żadnego z 14 dostępnych kształtów formowanych na zimno, przekroje można tworzyć i importować z samodzielnego programu RSECTION. Ogólne informacje na temat wymiarowania stali AISI w programie RFEM 6 można znaleźć w artykule w Bazie wiedzy na końcu tej strony.
Zarówno analiza drgań własnych, jak i analiza spektrum odpowiedzi przeprowadzane są na modelach liniowych Jeżeli w modelu występują nieliniowości, podlega on linearyzacji, dzięki czemu elementy nieliniowe nie są brane pod uwagę w dalszej analizie. Mogą to być na przykład pręty rozciągane, podpory nieliniowe lub przeguby nieliniowe. Celem artykułu jest pokazanie, w jaki sposób można je traktować w analizie dynamicznej.
Jeżeli, na przykład, do określenia sił wewnętrznych ma zostać zastosowany model czysto powierzchniowy, ale wymiarowanie komponentu nadal odbywa się na modelu prętowym, można skorzystać z belki wynikowej.
Obliczenia ze względu na zmęczenie zgodnie z EN 1992-1-1 należy przeprowadzać w przypadku elementów konstrukcyjnych, które są poddane działaniu dużych zakresów naprężeń i/lub wielu zmianom obciążenia. W takim przypadku obliczenia dla betonu i zbrojenia są przeprowadzane osobno. Dostępne są dwie alternatywne metody obliczeniowe.
Aby poprawnie zwymiarować dźwigar lub belkę teową w programie RFEM 6 i w module dodatkowym 'Wymiarowanie betonu', ważne jest określenie 'szerokości pasów' prętów żebrowych. W tym artykule omówiono opcje wprowadzania danych dla belki dwuprzęsłowej oraz obliczanie wymiarów pasów zgodnie z EN 1992-1-1.
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” .
Obliczenia prętów stalowych formowanych na zimno zgodnie z AISI S100-16 są teraz dostępne w RFEM 6. Dostęp do obliczeń można uzyskać, wybierając opcję „AISC 360” jako standard w module dodatkowym Steel Design. Następnie dla obliczeń formowanych na zimno zostanie automatycznie wybrany „AISI S100” (zdjęcie 01).
Rozszerzenie Steel Design umożliwia wymiarowanie elementów stalowych na wypadek pożaru przy użyciu prostych metod z Eurokodu 3. Temperatura elementu w chwili wykrycia może być określana automatycznie na podstawie krzywych temperatura-czas określonych w normie. Oprócz uwzględnienia okładzin przeciwpożarowych można również wziąć pod uwagę korzystne właściwości cynkowania ogniowego.
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.
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).
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.
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.
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.
Jeżeli na górnej półce znajduje się płyta betonowa, działa ona jak podpora boczna (konstrukcja zespolona) i zapobiega problemom ze statecznością przy wyboczeniu skrętnym. Jeżeli moment zginający jest ujemny, dolna półka jest obciążona, a górna rozciągana. Jeżeli podparcie boczne nie jest wystarczające ze względu na sztywność środnika, kąt pomiędzy dolną półką a linią nacięcia środnika jest zmienny, przez co istnieje możliwość wystąpienia niestateczności wymiarowej dolnej półki.
Stal ma słabe właściwości termiczne pod względem ognioodporności. Rozszerzalność termiczna dla wzrastającej temperatury jest bardzo wysoka w porównaniu z rozszerzalnością innych materiałów budowlanych i może powodować efekty, których nie występowałyby w obliczeniach w normalnej temperaturze ze względu na utwierdzenie elementu.Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta ciągliwość stali, a wytrzymałość zmniejsza się. 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.