Aby umożliwić ocenę wpływu lokalnych zjawisk stateczności smukłych elementów, w programach RFEM 6 i RSTAB 9 można przeprowadzić liniową analizę obciążenia krytycznego na poziomie przekroju. Poniższy artykuł poświęcony jest podstawom obliczeń i interpretacji wyników.
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.
W tym artykule przedstawiono wymiarowanie przekrojów stalowych formowanych na zimno zgodnie z EN 1993-1-3, sekcja 6.1.6 w programie RFEM 6. Ponieważ temat jest nadal rozwijany, przedstawione zostaną aktualnie dostępne opcje.
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).
Samodzielny program RSECTION określa właściwości przekrojów cienkościennych i masywnych oraz przeprowadza analizę naprężeń. W poprzednim artykule z Bazy wiedzy zatytułowanym "Graficzne/tabelaryczne tworzenie przekrojów zdefiniowanych przez użytkownika w PRZEKRÓJ 1" omówiono podstawy definiowania przekrojów w programie. Z drugiej strony, ten artykuł jest podsumowaniem sposobu określania właściwości przekroju i przeprowadzania analizy naprężeń.
Parametry przekrojów walcowanych, najpopularniejszego typu przekrojów w programach RFEM i RSTAB, również mogą zostać zdefiniowane przez użytkownika. W tym celu należy zaznaczyć przekrój do modyfikacji w bibliotece przekrojów i kliknąć przycisk [Wprowadzanie parametryczne ...].
W artykule omówiono elementy prostoliniowe, których przekrój poprzeczny poddany jest osiowej sile ściskającej. Celem tego artykułu jest pokazanie, ile parametrów do obliczeń słupów betonowych zdefiniowanych w Eurokodach jest uwzględnianych w programie do analizy statyczno-wytrzymałościowej RFEM.
W przypadku obciążenia równomiernie rozłożonego zgodnie z EN 1992-1-1 (Eurokod 2) przekrój obliczeniowy dla zbrojenia na ścinanie może być umieszczony w odległości d od przedniej krawędzi podpory. Z tego powodu siła tnąca jest zredukowana do wartości VEd,red. Jednak do analizy maksymalnej obliczeniowej nośności na ścinanie VRd,max przykładana jest całkowita siła tnąca.
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.
Obliczenia stanu granicznego nośności przekrojów formowanych na zimno zgodnie z EN 1993-1-3 i EN 1993-1-5 można przeprowadzić za pomocą rozszerzenia RF-/STEEL Cold-Formed Sections. Oprócz profili formowanych na zimno z bazy danych przekrojów, SHAPE-THIN umożliwia także obliczanie przekrojów uogólnionych.
Jeżeli przekrój pręta aluminiowego składa się z smukłych elementów, uszkodzenie może wystąpić z powodu lokalnego wyboczenia pasów lub środników, zanim pręt osiągnie pełną wytrzymałość. W module dodatkowym RF-/ALUMINIUM ADM dostępne są teraz trzy opcje określania nominalnej wytrzymałości na zginanie dla stanu granicznego wyboczenia lokalnego, Mnlb, z rozdziału F.3 w Podręczniku projektowania konstrukcji aluminiowych 2015. Trzy opcje obejmują sekcje F.3.1 Metoda średniej ważonej, F.3.2 Metoda wytrzymałości bezpośredniej i F.3.3 Metoda elementów ograniczających.
W przypadku kombinacji konstrukcji MES (elementy powierzchniowe i prętowe) lub konstrukcji płytowych, do obliczeń konstrukcji prętowej można przypisać fikcyjny przekrój belki teowej, którego geometria zależy od efektywnego szerokość. In RFEM wird bei Verwendung des Stabtyps "Rippe" die Steifigkeit durch einen Plattenanteil (Flächenelement) und einen Steganteil (Stabelement) abgebildet. Diese Vorgehensweise bringt für die Bemessung Besonderheiten mit sich, auf die im Folgenden eingegangen werden soll.
W niektórych normach do obliczeń naprężeń stosowana jest „analiza grubości ścianki”. Grubość ścianki uzyskujemy poprzez odjęcie od nominalnej grubości ścianki korozji, naddatku na ścieranie, naddatek produkcyjnych (gwintowanie, rowkowanie itd.) oraz tolerancji frezowania. Wszystkie niezbędne wartości można wprowadzić w oknie dialogowym 'Przekrój', w zakładce 'Parametry analizy naprężeń'.
Oprogramowanie SHAPE-THIN do definiowania właściwości przekrojów umożliwia łączenie części przekroju w "przekrój" i wyświetlanie właściwości przekrojów. Damit lassen sich beispielsweise bei Verbundprofilen die Kennwerte der Komponenten bestimmen.
Jeżeli przekrój nie leży na linii prostej, ale na linii zakrzywionej lub zagiętej, linię tę należy zdefiniować jako polilinię lub linię zakrzywioną. Über den Befehl "Schnitt in Dialog definieren..." kann dann der Schnitt entlang einer Linie definiert werden.
W programach RFEM 5.06 i RSTAB 8.06, typ podpory węzłowej "Podpora sprężysta za pomocą słupa w Z..." został rozszerzony o pojedynczy przekrój jako przekrój słupa; na przykład HEA z biblioteki przekrojów. Der Stützenquerschnitt wird für die Berechnung der Lagerfedern verwendet.
W nowoczesnych budynkach powstają przestrzenie dostosowane do osobistych pragnień i marzeń, wyrażające indywidualny styl życia. Wymagania te często dotyczą sufitów - w budynkach mieszkalnych, biurowych lub budynkach użyteczności publicznej - które mają ogromną rozpiętość i nie mają podparcia, co pozwala optymalnie wykorzystać przestrzeń poniżej. Wymaga to jednak bardzo wysokiego poziomu stateczności ze względu na nośność i użytkowalność. Zwiększając przekrój belki lub płyty, można zwiększyć stateczność, ale efektywność kosztowa zmniejsza się ze względu na dodatkowe zużycie materiału. Powszechnym rozwiązaniem w przypadku tak dużych rozpiętości jest zastosowanie podciągów drewnianych lub stalowych.