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.
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.
Aby ocenić, czy w obliczeniach dynamicznych konieczne jest również uwzględnienie analizy drugiego rzędu, w normie EN 1998‑1, sekcje 2.2.2 i 4.4.2.2 zawarto współczynnik wrażliwości międzykondygnacyjnego znoszenia θ. Można ją obliczyć i przeanalizować za pomocą programów RFEM 6 i RSTAB 9.
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 przedstawiono model połączenia zakładkowego płatwi ZL na dachu jednospadowym, obliczony w rozszerzeniu Połączenia stalowe i porównany z tabelą nośności podaną przez producenta.
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.
Jeśli chcesz obliczyć zwykłe konstrukcje, wprowadzanie danych często nie jest skomplikowane, ale jest po prostu czasochłonne. Dzięki automatycznemu wprowadzaniu danych można zaoszczędzić cenny czas. W niniejszym przypadku należy uwzględnić kondygnacje domu jako poszczególne etapy budowy. Dane są wprowadzane przy pomocy programu w języku C#, aby użytkownik nie musiał ręcznie wprowadzać elementów poszczególnych pięter.
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.
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).
Konstrukcje murowe można modelować i analizować w programie RFEM 6 za pomocą rozszerzenia Projektowanie konstrukcji murowych, który wykorzystuje do obliczeń metodę elementów skończonych. Zakładając, że w programie zaimplementowano nieliniowy model materiałowy, można modelować złożone konstrukcje murowe oraz przeprowadzać analizę statyczną i dynamiczną, aby przedstawić nośność konstrukcji murowej oraz różne mechanizmy uszkodzenia. Istnieje możliwość wprowadzania i modelowania konstrukcji murowych bezpośrednio w programie RFEM 6 oraz łączenia modelu materiałowego muru ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Umożliwia to projektowanie całych modeli budynków w połączeniu z murem.
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” .
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”.
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” .
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 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.
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).
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.
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.
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.