- 002720
- Ogólne informacje
- Analiza stateczności konstrukcji RFEM 6
- Analiza stateczności konstrukcji RSTAB 9
Stosując modalny współczynnik istotności (MRF) można ocenić, w jakim stopniu poszczególne elementy konstrukcyjne przyczyniają się do powstania rzeczywistego kształtu wyboczenia. Obliczenia opierają się na energii względnego odkształcenia sprężystego każdego pojedynczego pręta.
Dzięki MRF można rozróżnić lokalne i globalne kształty wyboczenia. Jeżeli kilka prętów ma znaczny MRF (np. > 20%), bardzo prawdopodobna jest niestateczność całej konstrukcji lub jej części. Jeżeli jednak suma wszystkich MRF dla kształtu drgań wynosi około 100%, należy spodziewać się lokalnego problemu ze statecznością (np. wyboczenia pojedynczego pręta).
Ponadto MRF może być wykorzystany do określenia obciążeń krytycznych i równoważnych długości wyboczeniowych poszczególnych prętów (np. do analizy stateczności). Kształty wyboczenia, dla których dany pręt ma małe wartości MRF (np. <20%), mogą zostać w tym kontekście pominięte.
MRF jest wyświetlany według kształtów wyboczenia w tabeli wyników w sekcji Analiza stateczności --> Wyniki według prętów --> Długości efektywne i obciążenia krytyczne.
Wymiarowanie prętów stalowych formowanych na zimno zgodnie z AISI S100-16/CSA S136-16 jest dostępne w RFEM 6. Dostęp do obliczeń można uzyskać, wybierając normy „AISC 360” lub „CSA S16” w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych. Następnie dla obliczeń elementów formowanych na zimno automatycznie wybierane jest „AISI S100” lub „CSA S136”.
Do obliczania sprężystego obciążenia wyboczeniowego pręta program RFEM stosuje metodę DSM. Bezpośrednia metoda wytrzymałości oferuje dwa typy rozwiązań, numeryczne (metoda pasm skończonych) i analityczne (specyfikacja). Krzywą charakterystyczną (sygnaturę) FSM i kształty wyboczenia można wyświetlić w oknie dialogowym Przekroje.
Graficzne i tabelaryczne wyświetlanie wyników dla deformacji, naprężeń i odkształceń pomaga określić bryłę gruntu. Aby to osiągnąć, skorzystaj ze specjalnych kryteriów filtrowania, które umożliwiają wybór określonych wyników.
Program na pewno cię nie zawiedzie. Jeśli chcesz graficznie ocenić wyniki w bryłach gruntu, dostępne są obiekty pomocnicze. Na przykład można zdefiniować płaszczyzny przycinania. Umożliwia to przeglądanie odpowiednich wyników na dowolnej płaszczyźnie bryły gruntu.
I nie tylko to. Wykorzystanie przekrojów wyników i brył przycinania ułatwia graficzną analizę brył gruntu.
Wiesz już, że grunt i konstrukcję można modelować i analizować w całym modelu. Oznacza to, że wyraźnie uwzględniono interakcję gleba-konstrukcja. Dostosowanie jednego elementu konstrukcyjnego prowadzi do natychmiastowego prawidłowego uwzględnienia w analizie i wynikach dla całego układu gruntu i konstrukcji.
Czy jesteś gotowy na ocenę? Skorzystaj z wykresów obliczeniowych, które pokazują rozkład określonego wyniku podczas obliczeń.
Przypisanie osi pionowej i poziomej wykresu obliczeniowego można dowolnie definiować. Umożliwia to np. wyświetlenie przebiegu osiadania określonego węzła w zależności od obciążenia.
Twoje dane są zawsze dokumentowane w wielojęzycznym raporcie. W każdej chwili możesz dostosować treść i zapisać ją jako szablon. W raporcie można również za pomocą kilku kliknięć umieścić grafiki, teksty, wzory MathML i dokumenty PDF.
Wprowadzenie i modelowanie bryły gruntowej bezpośrednio w programie RFEM. Modele materiałów gruntowych można łączyć ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM.
Umożliwia to łatwą analizę całych modeli z pełną prezentacją interakcji grunt-konstrukcja.
Wszystkie parametry wymagane do obliczeń są określane automatycznie na podstawie wprowadzonych danych materiałowych. Następnie program generuje krzywe naprężenie-odkształcenie dla każdego elementu ES.
Czy wiecie, że...? Uwarstwienie gruntu, pobrane z raportów o podłożu gruntowym w miejscach wychodni, można wprowadzić bezpośrednio do programu w postaci próbek gruntu. Przypisz badane materiały gruntowe wraz z ich właściwościami do warstw.
Za pomocą danych tabelarycznych i okna dialogowego edycji można zdefiniować próbkę. Można również określić poziom wód gruntowych w próbkach gruntu.
Bryły gruntu, które mają zostać przeanalizowane, są sumowane w masywach gruntu.
Próbki gruntu należy wykorzystać jako podstawę do zdefiniowania masywu gruntowego. W ten sposób program umożliwia generowanie masywu w sposób przyjazny dla użytkownika, w tym automatyczne określanie granic faz na podstawie danych z próbki, a także poziomu wód gruntowych i podpór powierzchni granicznej.
Masywy gruntowe umożliwiają określenie docelowego rozmiaru siatki ES niezależnie od ustawień globalnych dla reszty konstrukcji. Dzięki temu w całym modelu można uwzględnić różne wymagania dotyczące budynku i gruntu.
W konfiguracji stanu granicznego użytkowalności można dostosowywać różne parametry obliczeniowe przekrojów. W tym miejscu można kontrolować warunek przekroju zastosowany do analizy odkształcenia i szerokości zarysowania.
Można aktywować następujące ustawienia:
- Stan zarysowania obliczony na podstawie powiązanego obciążenia
- Stan zarysowany obliczony jako obwiednia ze wszystkich sytuacji obliczeniowych SGU
- Stan przekroju zarysowanego - niezależny od obciążenia
Czy chcesz modelować i analizować zachowanie bryły gruntowej? Aby to zapewnić, w programie RFEM zaimplementowano odpowiednie modele materiałowe.
Można użyć zmodyfikowanego modelu Mohra-Coulomba z liniowo-sprężystym modelem idealnie plastycznym lub nieliniowo sprężystym modelem z edometryczną relacją naprężenie-odkształcenie. Kryterium graniczne, które opisuje przejście od obszaru sprężystości do obszaru płynięcia plastycznego, jest zdefiniowane według Mohra-Coulomba.
W zakładce 'Podpory obliczeniowe i ugięcia' w pozycji 'Edytować pręt', pręty można podzielić na segmenty za pomocą zoptymalizowanych okien wprowadzania danych. W zależności od warunków podparcia, wartości graniczne odkształceń dla belek wspornikowych lub belek jednoprzęsłowych są dostosowywane automatycznie.
Po zdefiniowaniu podpory obliczeniowej w odpowiednim kierunku na początku pręta, końcu pręta i w węzłach pośrednich, program automatycznie rozpoznaje segmenty i długości segmentów, do których odnosi się dopuszczalne odkształcenie. Na podstawie zdefiniowanych podpór obliczeniowych moduł wykrywa również automatycznie, czy jest to belka czy wspornik. Ręczne przydzielanie, podobnie jak w poprzednich wersjach (RFEM 5), nie jest już konieczne.
Opcja 'Długości zdefiniowane przez użytkownika' umożliwia modyfikowanie długości odniesienia w tabeli. Domyślnie stosowana jest zawsze odpowiednia długość segmentu. Jeżeli długość odniesienia różni się od długości segmentu (na przykład w przypadku prętów zakrzywionych), można ją dostosować.
Funkcja ta przyczynia się również do przejrzystego wyświetlania wyników. Płaszczyzny przycinania to płaszczyzny, które można umieszczać w dowolnym miejscu w modelu. Wskutek tego strefa przed lub za płaszczyzną jest ukrywana na ekranie. W ten sposób można w przejrzysty i prosty sposób wyświetlić wyniki, na przykład na przecięciu lub bryle.
Wyniki naprężeń w bryłach mogą być wyświetlane w postaci kolorowych punktów w elementach skończonych.
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-SOILIN (RFEM 5) do rozszerzenia Analiza geotechniczna dla programu RFEM 6 dodano następujące nowe funkcje:
- Tworzenie warstwowego gruntu jako modelu 3D z całości zdefiniowanych próbek gruntu
- Symulacja gruntu zgodnie z teorią Mohra-Coulomba
- Graficzne i tabelaryczne przedstawienie naprężeń i odkształceń na dowolnej głębokości gruntu
- Optymalne uwzględnienie interakcji gruntu i konstrukcji na podstawie modelu ogólnego
- 002162
- Ogólne informacje
- Analiza stateczności konstrukcji RFEM 6
- Analiza stateczności konstrukcji RSTAB 9
W porównaniu z rozszerzeniem RF-STABILITY (RFEM 5) i RSBUCK ( RSTAB 8) do programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
- Przypadkowi obciążenia lub kombinacji obciążeń można przypisać aby były aktywne do analizy stateczności
- Automatyczna aktywacja obliczeń stateczności dla wielu sytuacji obciążeniowych w jednym miejscu za pomocą kreatora kombinacji
- Przyrostowe zwiększanie obciążenia aż do momentu ustalonego wg kryteriów zdefiniowanych przez użytkownika
- Modyfikacja sposobu normalizacji wektora własnego postaci wyboczeniowej bez ponownego obliczania
- Tabele wyników z opcją filtrowania
- 002073
- Ogólne informacje
- Analiza stateczności konstrukcji RFEM 6
- Analiza stateczności konstrukcji RSTAB 9
- Obliczanie modeli składających się z elementów prętowych, powłokowych i bryłowych
- Nieliniowa analiza stateczności
- Możliwość uwzględniania sił osiowych od wstępnego sprężenia
- Cztery dostępne solvery do rozwiązywania równań dla efektywnego obliczania różnych modeli konstrukcyjnych
- Opcjonalne uwzględnianie zmian w sztywności w programie RFEM/RSTAB
- Wyszukiwanie postaci wyboczeniowych o krytycznym mnożniku obciążenia większym niż zadany przez użytkownika (metoda "przesunięcia")
- Możliwość określania wektorów własnych dla modeli niestatecznych (w celu zidentyfikowania przyczyny niestateczności)
- Wizualizacja postaci niestateczności
- Podstawa określania imperfekcji
Sztywność gazu wynikająca z równania stanu gazu doskonałego pV = nRT może być uwzględniona w nieliniowej analizie dynamicznej.
Funkcja obliczania gazu jest dostępna dla akcelerogramów i wykresów czasowych zarówno dla analizy bezpośredniej, jak i nieliniowej analizy Newmarka. Aby poprawnie określić zachowanie gazu, należy zdefiniować co najmniej dwie warstwy ES dla brył gazowych.
Dzięki zintegrowanemu rozszerzeniu modułu RF-/STEEL Warping Torsion, możliwe jest przeprowadzenie obliczeń zgodnie z Design Guide 9 w RF-/STEEL AISC.
Obliczenia są przeprowadzane z 7 stopniami swobody zgodnie z teorią skręcania skrępowanego i umożliwiają realistyczne obliczenia stateczności z uwzględnieniem skręcania.
Definiowanie krytycznego momentu wyboczeniowego odbywa się w module RF-/STEEL AISC za pomocą solwera wartości własnych, który umożliwia dokładne określenie krytycznego obciążenia wyboczeniowego.
Solwer wartości własnych pokazuje okno z grafiką wartości własnych, które umożliwia sprawdzenie warunków brzegowych.
W programie STEEL AISC możliwe jest uwzględnienie pośrednich podpór bocznych w dowolnym miejscu. Na przykład, możliwa jest stabilizacja tylko górnej półki.
Ponadto można przypisać boczne podpory pośrednie zdefiniowane przez użytkownika; na przykład pojedyncze sprężyny obrotowe i sprężyny translacyjne w dowolnym miejscu przekroju.
- 001351
- Moduły dodatkowe
- RF-Dynam Pro (en) | Nieliniowa historia czasowa 5
- Analiza dynamiczna i sejsmiczna
RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History jest zintegrowany z RF‑/DYNAM Pro - Forced Vibrations i rozszerzony o dwie metody analizy nieliniowej (jedna analiza nieliniowa w RSTAB).
Wykresy siła-czas mogą być wprowadzane jako przejściowe, okresowe lub jako funkcje czasu. Dynamiczne przypadki obciążeń stanowią połączenie wykresów czasowych ze statycznymi przypadkami obciążeń, co zapewnia dużą elastyczność. Ponadto, istnieje możliwość definiowania kroków czasowych do obliczeń, tłumienia konstrukcji i opcji eksportu w dynamicznych przypadkach obciążeń.
- 001349
- Ogólne informacje
- RF-Dynam Pro (en) | Nieliniowa historia czasowa 5
- Analiza dynamiczna i sejsmiczna
- Nieliniowe typy prętów, takie jak pręty ściskane i rozciągane lub kable
- Nieliniowości pręta, takie jak uszkodzenie, przerwanie, uplastycznienie pod wpływem rozciągania lub ściskania
- Nieliniowości podpory, takie jak uszkodzenie, tarcie, wykres i częściowa aktywność
- Nieliniowości zwolnienia, takie jak tarcie, częściowa aktywność, wykres oraz uszkodzenie w przypadku, gdy siły wewnętrzne są dodatnie lub ujemne
- 001348
- Ogólne informacje
- RF-Dynam Pro (en) | Nieliniowa historia czasowa 5
- Analiza dynamiczna i sejsmiczna
- Zdefiniowane przez użytkownika wykresy czasowe w funkcji czasu, w formie tabelarycznej lub jako obciążenia harmoniczne
- Połączenie wykresów czasowych z przypadkami lub kombinacjami obciążeń w programie RFEM/RSTAB (definiowanie obciążeń węzłowych, prętowych i powierzchniowych oraz zmiennych w czasie obciążeń wolnych i obciążeń)
- Możliwość połączenia kilku niezależnych oddziaływań wzbudzonych
- Nieliniowa analiza przebiegu czasowego z niejawną analizą Newmarka (tylko w RFEM) lub analizą bezpośrednią
- Tłumienie konstrukcji przy użyciu współczynnika Rayleigha lub tłumienia Lehra's
- Bezpośredni import początkowych deformacji z przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń (tylko RFEM)
- Modyfikacje sztywności jako warunki początkowe; na przykład wpływ siły osiowej, dezaktywowane pręty (tylko RSTAB)
- Graficzne przedstawienie rezultatów na diagramie przebiegu czasowego
- Eksport wyników w zdefiniownych przez użytkownika krokach czasowych lub jako obwiednia
Moduł dodatkowy ocenia deformację wstępną przypadku obciążenia oraz postacie drgań własnych dla analizy stateczności lub analizy dynamicznej. Na podstawie tego początkowego odkształcenia można przeprowadzić wstępne odkształcenie konstrukcji lub utworzyć przypadek obciążenia z równoważnymi imperfekcjami prętów.
Wstępnie odkształcony model początkowy jest przydatny zwłaszcza w przypadku konstrukcji składających się z elementów powierzchniowych i bryłowych (RFEM) oraz prętów. Należy określić tylko maksymalną wartość, do której ma zostać skalowana deformacja. Wszystkie węzły ES lub węzły modelu zostaną przeskalowane z uwzględnieniem początkowego odkształcenia.
Imperfekcje zastępcze są szczególnie przydatne w przypadku konstrukcji belkowych. W dodatkowym oknie można zdefiniować przechyły i wygięcia wstępne prętów i zbiorów prętów. Mogą być generowane automatycznie, zgodnie z normami lub definiowane ręcznie. Dostępne są poniższe normy:
-
EN 1992:2004
-
EN 1993:2005
-
DIN 18800:1990-11
-
DIN 1045-1:2001-07
-
DIN 1052:2004-08
Stosowana jest tylko imperfekcja wynikająca z początkowego odkształcenia na odpowiednim pręcie. Dodatkowo można uwzględnić współczynniki redukcyjne. W ten sposób możliwe jest efektywne zastosowanie imperfekcji.
- Tworzenie wstępnie zdeformowanej siatki ES w RFEM
- Generowanie imperfekcji zastępczych prętów jako obciążeń zastępczych z uwzględnieniem
- współczynniki redukcyjne αu i αm (Eurokod)
- wygięcie wstępne wznosi się zgodnie z krzywymi naprężeń wyboczeniowych
- Odkształcenie konstrukcji spowodowane przemieszczeniem węzłowym
- Generowanie imperfekcji zgodnie z:
- odkształcenia przypadku obciążenia
- kształty wyboczenia z RF-STABILITY/RSBUCK
- Imperfekcje zastępcze na prętach i zbiorach prętów (np. słupy składające się z kilku prętów)
- Wizualizacja wygenerowanych postaci imperfekcji
- Automatyczny import danych na temat konstrukcji oraz warunków brzegowych z programu RSTAB
- Opcjonalne uwzględnianie oddziaływań sił rozciągających
- Import sił osiowych z przypadków obciążeń programu RSTAB lub ustawień dla prętów wprowadzonych przez użytkownika
- Wyprowadzanie długości efektywnych L względem pręta względem słabej i mocnej osi z odpowiednimi współczynnikami długości efektywnych β
- Wyświetlanie według prętów standaryzowanych kształtów wyboczeniowych
- Podawanie współczynników obciążenia krytycznego dla całej konstrukcji odniesione do przypadku wyboczenia
- Graficzna i animowana wizualizacja kształtów wyboczeniowych na renderowanym modelu
- Identyfikowanie prętów wolnych od sił ściskających
- Możliwość transferu długości wyboczeniowych do innego modułu obliczeniowego programu RSTAB dla obliczeń pręta zastępczego według norm
- Możliwość eksportu geometrii kształtu wyboczeniowego do dodatkowego modułu RSIMP w celu utworzenia imperfekcji dla programu RSTAB
- Bezpośredni eksport danych do aplikacji MS Excel
W pierwszej kolejności przedstawiane są współczynniki obciążenia krytycznego. Pozwala to na ocenę zagrożenia utraty stateczności konstrukcji. W przypadku modeli prętowych długości efektywne i obciążenia krytyczne prętów są wyświetlane w formie tabelarycznej.
W kolejnych oknach dialogowych z wynikami można wyświetlić znormalizowane wartości przemieszczeń wektorów własnych, posortowane według węzła, pręta oraz powierzchni. Graficzne przedstawienie wektorów własnych przemieszczeń umożliwia ocenę zachowania się konstrukcji przy wyboczeniu. Ułatwia to zaprojektowanie rozwiązań przeciwdziałających utracie stateczności.
Do analizy wartości własnych dostępnych jest kilka metod:
- Metody bezpośrednie
- Metody bezpośrednie (Lanczosa, pierwiastki wielomianu charakterystycznego, metoda iteracji podprzestrzeni) są odpowiednie dla małych i średnich modeli. Te szybkie metody rozwiązywania równań wykorzystują dużą ilość pamięci RAM (RAM). Systemy 64-bitowe zużywają więcej pamięci, dzięki czemu można szybko obliczyć nawet większe układy konstrukcyjne.
- ICG metoda iteracji
- Ta metoda wymaga tylko niewielkiej ilości pamięci. Wartości własne są określane jedna po drugiej. Może być stosowany do obliczania dużych układów konstrukcyjnych o niewielkiej liczbie wartości własnych.
Moduł dodatkowy RF-STABILITY umożliwia również nieliniową analizę stateczności. Również w przypadku konstrukcji nieliniowych dostarczane są wyniki zbliżone do rzeczywistości. Współczynnik obciążenia krytycznego jest określany poprzez stopniowe zwiększanie obciążeń w podstawowym przypadku obciążenia, aż do osiągnięcia niestateczności. Przyrost obciążenia uwzględnia nieliniowości, takie jak ulegające uszkodzeniu pręty, podpory i fundamenty oraz nieliniowości materiałowe.
W pierwszej kolejności należy wybrać przypadek lub kombinację obciążeń, którego siły osiowe mają zostać użyte w analizie stateczności. Możliwe jest zdefiniowanie innego przypadku obciążenia, na przykład w celu uwzględnienia wstępnego naprężenia wstępnego.
Następnie można wybrać analizę liniową lub nieliniową, która ma zostać przeprowadzona. W zależności od zastosowania, można skorzystać z bezpośredniej metody obliczeniowej, np. według Lanczosa lub metodą iteracji ICG. Pręty niezintegrowane z powierzchniami są zazwyczaj wyświetlane jako elementy prętowe z dwoma węzłami ES. Nie można określić wyboczenia lokalnego pojedynczych prętów na tych elementach. Dlatego istnieje możliwość automatycznego podziału prętów.