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.
Program RFEM 6 oferuje rozszerzenie Wymiarowanie aluminium do wymiarowania prętów aluminiowych. W tym artykule pokazano, jak w programie obliczane są przekroje klasy 4 zgodnie z Eurokodem 9.
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).
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.
Samodzielny program RSECTION służy do określania właściwości przekrojów i przeprowadzania analizy naprężeń dla przekrojów cienkościennych i masywnych. Program może być połączony zarówno z RFEM, jak i RSTAB, dzięki czemu przekroje z RSECTION są również dostępne w bibliotece RFEM i RSTAB. Podobnie siły wewnętrzne z programów RFEM i RSTAB można importować do programu RSECTION.
RSECTION 1 to program samodzielny do określania właściwości przekrojów zarówno dla przekrojów cienkościennych, jak i masywnych, a także do przeprowadzania analizy naprężeń. Ponadto program może być połączony zarówno z RFEM, jak i RSTAB: przekroje z programu RFEM/RSTAB są dostępne w bibliotekach programu RFEM/RSTAB, a siły wewnętrzne z programu RFEM/RSTAB można zaimportować do programu RSECTION.
W spawanych konstrukcjach kratownicowych często stosuje się profile zamknięte jako przekroje prętów. Są one popularne zwłaszcza w przypadku dachów przeszklonych. W tym artykule opisano szczególne funkcje do wymiarowania połączeń między elementami z profili zamkniętych.
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.
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. Dlatego analizę stateczności można przeprowadzić zgodnie z punktem 6.3.3 normy DIN EN 1993-1-1. Ze względu na zginanie jednoosiowe, możliwe byłoby przeprowadzenie obliczeń również metodą ogólną według rozdz. 6.3.4. Dodatkowo na wyidealizowanym modelu pręta sprawdzane jest wyznaczenie momentu Mcr zgodnie z ww. metodą, przy użyciu modelu MES.
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.
Podczas optymalizacji konstrukcji poszczególne przekroje mogą wymagać kilkukrotnej modyfikacji. Mit der Funktion "Stäben grafisch zuordnen", welche unter "Querschnitte" im Projekt-Navigator Daten zu finden ist, ist dies sehr schnell möglich.
Przed analizą przekrojów stalowych przekroje są klasyfikowane zgodnie z EN 1993-1-1, rozdz. 5.5, w odniesieniu do ich nośności i zdolności do obrotu. Poszczególne części przekroju są analizowane i przydzielane do klas od 1 do 4. Klasy przekrojów są określane kolejno i zazwyczaj przydzielane do najwyższej klasy części przekroju. Jeżeli do dalszych obliczeń przekrojów klasy 1 i klasy 2 ma zostać zastosowana nośność plastyczna, nośność sprężystą można analizować od klasy 3 przekrojów. W przypadku przekrojów klasy 4 wyboczenie lokalne występuje jeszcze przed osiągnięciem momentu sprężystego. Aby uwzględnić ten efekt, można użyć szerokości efektywnych. W tym artykule bardziej szczegółowo opisano obliczanie właściwości przekroju efektywnego.
Istnieją dwa sposoby dodawania przekrojów, które nie znajdują się w obszernej bibliotece przekrojów: 1. Erzeugen des Querschnittes mit den Querschnittsprogrammen DUENQ und DICKQ und Einlesen in RFEM/RSTAB.2. Sind die Querschnittswerte des Herstellers bekannt, lassen sich diese in der Querschnittsdatenbank von RFEM/RSTAB mittels der Option "Neuen benutzerdefinierten Querschnitt erzeugen" anlegen.