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.
Jeśli dostępne są wyniki parcia powierzchniowego na budynek wywołane wiatrem, można je zastosować w modelu konstrukcyjnym w programie RFEM 6, przetworzonym przez RWIND 2 i wykorzystać jako obciążenia wiatrem do analizy statycznej w RFEM 6.
Stworzenie przykładu walidacyjnego dla obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) jest kluczowym krokiem w zapewnieniu dokładności i wiarygodności wyników symulacji. Proces ten polega na porównywaniu wyników symulacji CFD z danymi eksperymentalnymi lub analitycznymi uzyskanymi w rzeczywistych sytuacjach. Celem jest ustalenie, czy model CFD może wiernie odwzorować zjawiska fizyczne, które ma symulować. W tym przewodniku opisano kroki niezbędne do opracowania przykładu walidacyjnego dla symulacji CFD, od wyboru odpowiedniego scenariusza po analizę i porównanie wyników. Skrupulatnie wykonując te kroki, inżynierowie i badacze mogą zwiększyć wiarygodność swoich modeli CFD, torując drogę do ich efektywnego zastosowania w różnych dziedzinach, takich jak aerodynamika, lotnictwo i badania nad środowiskiem.
Kierunek wiatru odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu wyników symulacji komputerowej mechaniki płynów (CFD) oraz w projektowaniu konstrukcyjnym budynków i infrastruktury. Jest to decydujący czynnik w ocenie interakcji sił wiatru z konstrukcjami, wpływających na rozkład ciśnienia wiatru, a w konsekwencji na reakcje konstrukcji. Zrozumienie wpływu kierunku wiatru jest niezbędne do opracowywania projektów, które mogą wytrzymać zmienne siły wiatru, zapewniając bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji. W uproszczeniu, kierunek wiatru pomaga w precyzyjnym dostosowywaniu symulacji CFD i określaniu wytycznych dotyczących projektowania konstrukcji w celu uzyskania optymalnych osiągów i odporności na efekty wywołane wiatrem.
Zgodność z przepisami budowlanymi, takimi jak Eurokod, jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa, integralności konstrukcji i trwałości budynków i konstrukcji. Obliczeniowa mechanika płynów (CFD) odgrywa istotną rolę w tym procesie, symulując zachowanie płynów, optymalizując projekty i pomagając architektom i inżynierom w spełnieniu wymagań Eurokodu związanych z analizą obciążenia wiatrem, wentylacją naturalną, bezpieczeństwem pożarowym i efektywnością energetyczną. Integrując CFD z procesem projektowania, profesjonaliści mogą tworzyć bezpieczniejsze, wydajniejsze i zgodne z przepisami budynki, które spełniają najwyższe standardy konstrukcyjne i projektowe w Europie.
Wydarzenia ostatnich lat przypominają nam o znaczeniu konstrukcji odpornych na trzęsienia ziemi w zagrożonych regionach. Projektowanie konstrukcji na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi jest ciągłym kompromisem między efektywnością ekonomiczną i możliwościami finansowymi, a także bezpieczeństwem. Jeżeli zawalenie jest nieuniknione, należy ocenić, w jaki sposób wpłynie ono na konstrukcję. Celem tego artykułu jest przedstawienie jednej z opcji przeprowadzenia tej oceny.
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.
Rozszerzenie „Analiza modalna” w RFEM 6 umożliwia przeprowadzanie analizy modalnej układów konstrukcyjnych, określając w ten sposób wartości drgań własnych, takie jak częstotliwości drgań własnych, kształty modalne, masy modalne i efektywne modalne współczynniki masy. Wyniki te można wykorzystać do obliczeń drgań, a także do dalszych analiz dynamicznych (na przykład obciążenia widmem odpowiedzi).
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).
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.
Zdefiniowanie odpowiedniej długości efektywnej ma kluczowe znaczenie dla uzyskania prawidłowej nośności obliczeniowej pręta. W przypadku stężeń krzyżowych, które są połączone w środku, inżynierowie często zastanawiają się, czy należy zastosować pręt na całej jego długości, czy też wystarczy użyć połowy długości w miejscu połączenia prętów.W tym artykule wyjaśniono AISC i stanowi przykład określania efektywnej długości krzyżulców w programie RFEM.
Efekty obciążenia śniegiem są opisane w amerykańskiej normie ASCE/SEI 7-16 oraz w Eurokodzie 1, części od 1 do 3. Normy te zostały zaimplementowane w nowym programie RFEM 6 oraz w Kreatorze obciążenia śniegiem, ułatwiającym wprowadzanie obciążeń śniegiem. Ponadto najnowsza generacja programu umożliwia zdefiniowanie lokalizacji inwestycji na mapie cyfrowej, a tym samym automatyczne zaimportowanie strefy obciążenia śniegiem. Dane te są z kolei wykorzystywane przez Kreatora obciążeń do symulacji efektów spowodowanych obciążeniem śniegiem.
Zgodnie z rozdz. 6.6.3.1.1 i 10.14.1.2 ACI 318-19 i CSA A23.3-19, program RFEM efektywnie uwzględnia redukcję sztywności prętów betonowych i powierzchni dla różnych typów elementów. Dostępne typy wyboru obejmują zarysowane i niezarysowane ściany, płaskie płyty, belki i słupy. Dostępne w programie mnożniki zaczerpnięto bezpośrednio z tabel 6.6.3.1.1(a) i 10.14.1.2.
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.
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.
Konstrukcje złożone to zespoły elementów konstrukcyjnych o różnych właściwościach. Jednak niektóre elementy mogą mieć te same właściwości w zakresie podpór, nieliniowości, modyfikacji końców, przegubów itp. oraz w obliczeniach (na przykład długości efektywne, podpory obliczeniowe, zbrojenie, klasy użytkowania, redukcje przekroju itp. ). W RFEM 6 istnieje możliwość pogrupowania tych elementów z uwzględnieniem ich wspólnych właściwości i tym samym, mogą być razem modelowane i obliczane.
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.
W programach RFEM 5 i RSTAB 8 można wyświetlić szczegółowe informacje na temat aktualnie używanej licencji i zainstalowanego sterownika klucza sprzętowego. W przypadku problemów z licencją, można przesłać utworzony plik tekstowy na infolinię Dlubal Software, co pozwoli nam na szybką i efektywną analizę. Aby utworzyć plik, wybierz "Pomoc" → "Autoryzacja" → "Diagnostyka".
Jeżeli w modelu wykorzystywane są efekty nieliniowe, takie jak niszczenie podpór, fundamentów, nieliniowości prętów lub brył kontaktowych, można je wyłączyć w globalnych parametrach obliczeniowych.
Die Klassifizierung der Querschnitte nach EN 1993-1-1 anhand der Tabelle 5.2 stellt eine einfache Methode zum Nachweis des lokalen Beulens von Querschnittsteilen dar. Für Querschnitte der Querschnittsklasse 4 ist anschließend die Ermittlung von effektivem Querschnittswerten nach EN 1993-1-5 notwendig, um den Einfluss des lokalen Beulens mit bei den Tragfähigkeitsnachweisen zu berücksichtigen.
Podczas definiowania efektywnej szerokości płyty dla belek teowych program RFEM udostępnia wstępnie zdefiniowane szerokości, określone jako 1/6 i 1/8 długości pręta. Bardziej szczegółowe wyjaśnienie tych dwóch czynników znajduje się poniżej.
„Dobre narzędzie, połowa pracy”: przysłowie to znajduje zastosowanie również w przypadku branży oprogramowania. Im lepiej program jest dostosowany do zadań, które ma wykonywać, tym szybsze i efektywniejsze jest ich rozwiązywanie. Różnorodność i złożoność zagadnień w dzisiejszych konstrukcjach, wymaga specjalnych rozwiązań. Tworzenie własnych narzędzi za pomocą programowania tekstowego wymaga dogłębnej wiedzy i dużej zdolności do abstrakcyjnego myślenia. Zrozumiałe jest, że tylko nieliczne biura inżynierskie mogą temu sprostać. Dlatego powstały dodatkowe rozwiązania zapewniające użytkownikowi wizualne środowisko programistyczne.
W niniejszym artykule przedstawiono sposób symulacji podmuchu powstałego wskutek zdalnej detonacji ładunku wybuchowego. Analizę przeprowadzono w programie RF-DYNAM Pro - Forced Vibrations, a efekty porównano przy pomocy liniowej analizy przebiegu czasowego.
Deformacje sprężyste elementu konstrukcyjnego pod wpływem obciążenia są oparte na prawie Hooke'a, opisującym liniową zależność naprężenie-odkształcenie. Są one odwracalne: po odciążeniu element powraca do swojego pierwotnego kształtu. Jednakże deformacje plastyczne są nieodwracalne i zazwyczaj znacznie większe niż odkształcenia sprężyste. W przypadku naprężeń plastycznych materiałów ciągliwych, takich jak stal, efekty plastyczności występują w miejscach, w których wzrostowi odkształceń towarzyszy zjawisko lokalnego wzmocnienia. Prowadzi to do powstania trwałych deformacji, a w ekstremalnych przypadkach do zniszczenia elementu konstrukcyjnego.
Dzięki modułom dodatkowym RF-STABILITY lub RSBUCK dla RFEM i RSTAB, możliwe jest przeprowadzenie analizy wartości własnych dla konstrukcji prętowych w celu określenia współczynników długości efektywnej. Współczynniki te można następnie wykorzystać do obliczeń stateczności.
Zasady obliczania stalowych elementów walcowanych na zimno są zdefiniowane w EN 1993-1-3. Typowe kształty przekrojów formowanych na zimno to: ceowniki, zetowniki, kształtowniki kapeluszowe lub sigma. Są to wyroby stalowe wykonywane z cienkich blach w procesie walcowania na zimno lub gięcia. Podczas obliczania stanów granicznych nośności należy dopilnować, aby lokalne siły poprzeczne nie prowadziły w środniku do ściskania, wybrzuszenia, wyboczenia lub innej lokalnej formy utraty stateczności. Efekty te mogą być spowodowane działaniem lokalnych sił poprzecznych na półkę profilu oraz sił reakcji w punktach podparcia. W sekcji 6.1.7 normy EN 1993-1-3 szczegółowo opisano, jak określić nośność środnika Rw, Rd na wpływ działania lokalnych sił poprzecznych.
Przy określaniu zbrojenia minimalnego dla stanu granicznego użytkowalności zgodnie z 7.3.2, zastosowana efektywna wytrzymałość na rozciąganie fct, eff ma istotny wpływ na wyznaczoną wielkość zbrojenia. Poniższy artykuł zawiera ogólne informacje na temat określania efektywnej wytrzymałości na rozciąganie fct, eff oraz opcji wprowadzania w RF-CONCRETE.
Norma ASCE 7-16 wymaga zastosowania zarówno zrównoważonych, jak i niezrównoważonych obciążeń śniegiem, do uwzględnienia w obliczeniach konstrukcji. Podczas gdy może to być bardziej intuicyjne w przypadku dachów płaskich, a nawet dwuspadowych/czterospadowych, określenie obciążeń śniegiem jest coraz trudniejsze w przypadku dachów łukowych ze względu na złożoną geometrię. Jednak dzięki wytycznych z ASCE 7-16 na temat obliczeń obciążenia śniegiem zakrzywionych dachów oraz efektywnym narzędziom RFEM do przypisywania obciążeń, możliwe jest uwzględnienie zarówno zrównoważonych, jak i niezrównoważonych obciążeń śniegiem w celu niezawodnego i bezpiecznego wymiarowania konstrukcji.
Ponieważ na konstrukcję oddziałują obciążenia grawitacyjne, następuje przemieszczenie boczne. Z kolei w wyniku dalszego działania obciążenia grawitacyjnego na elementy w pozycji przesuniętej poprzecznie powstaje drugorzędny moment wywracający. Efekt ten jest również znany jako "P-Delta (Δ)". Sek. 12.9.1.6 normy ASCE 7-16 oraz Komentarz do NBC 2015 określają, kiedy efekty P-Delta powinny być uwzględniane podczas analizy modalnej spektrum odpowiedzi.