W rozszerzeniu Połączenia stalowe można klasyfikować sztywności połączeń.
Oprócz sztywności początkowej w tabeli wyświetlane są również wartości graniczne dla połączeń przegubowych i sztywnych dla wybranych sił wewnętrznych N, My i/lub Mz. Uzyskana klasyfikacja jest następnie wyświetlana w tabeli jako „przegubowa”, „półsztywna” i „sztywna”.
Przejdź do filmuW rozszerzeniu „Połączenia stalowe” można uwzględnić naprężenie wstępne śrub w obliczeniach dla wszystkich komponentów. Sprężenie można łatwo aktywować za pomocą pola wyboru w parametrach śruby i ma ono wpływ zarówno na analizę naprężeniowo-odkształceniową, jak i na analizę sztywności.
Śruby sprężone to specjalne śruby stosowane w konstrukcjach stalowych w celu wygenerowania dużej siły zaciskowej między połączonymi elementami konstrukcyjnymi. Ta siła docisku powoduje tarcie między elementami konstrukcyjnymi, co umożliwia przenoszenie sił.
Funkcjonalność
Śruby sprężane są dokręcane z określonym momentem, co powoduje ich rozciąganie i powstawanie siły rozciągającej. Ta siła rozciągająca jest przenoszona na połączone elementy i prowadzi do powstania dużej siły mocującej. Siła zaciskowa zapobiega poluzowaniu połączenia i zapewnia niezawodne przenoszenie siły.
Zalety
- Wysoka nośność: Śruby wstępnie rozciągane mogą przenosić duże siły.
- Niskie odkształcenie: Minimalizują odkształcenie połączenia.
- Wytrzymałość zmęczeniowa: Są odporne na zmęczenie.
- Łatwość montażu: Są one stosunkowo łatwe w montażu i demontażu.
Analiza i wymiarowanie
Obliczenia śrub sprężanych są przeprowadzane w RFEM z wykorzystaniem modelu analitycznego ES wygenerowanego przez rozszerzenie "Połączenia stalowe". Uwzględnia ona siłę zwarcia, tarcie między elementami konstrukcyjnymi, wytrzymałość śrub na ścinanie oraz nośność elementów konstrukcyjnych. Wymiarowanie odbywa się zgodnie z DIN EN 1993-1-8 (Eurokod 3) lub amerykańską normą ANSI/AISC 360-16. Utworzony model analityczny wraz z wynikami można zapisać i wykorzystać jako niezależny model w programie RFEM.
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.
Rozszerzenie Połączenia stalowe umożliwia wymiarowanie połączeń prętów o złożonych przekrojach. Ponadto można przeprowadzać obliczenia połączeń dla prawie wszystkich przekrojów cienkościennych z biblioteki programu RFEM.
Przejdź do filmuW rozszerzeniu Połączenia stalowe można wymiarować połączenia zgodnie z amerykańską normą ANSI/AISC 360-16. Zintegrowane zostały następujące metody obliczeń:
- Obliczenia współczynnika obciążenia i odporności (LRFD)
- Projektowanie dopuszczalnych naprężeń (ASD)
- Uwzględnienie 7 lokalnych kierunków deformacji (ux , uy, uz, φx, φy, φz, ω ) lub 8 sił wewnętrznych (N , Vu, Vv, Mt, pri, Mt, s, Mu, Mv, Mω ) przy obliczaniu elementów prętowych
- Możliwość stosowania w połączeniu z analizą statyczno-wytrzymałościową według teorii II rzędu, i analiza dużych deformacji (można również uwzględnić imperfekcje)
- W połączeniu z rozszerzeniem Analiza stateczności umożliwia definiowanie współczynników obciążenia krytycznego i kształtów drgań dla problemów stateczności, takich jak wyboczenie skrętne i zwichrzenie
- Uwzględnianie blach czołowych i usztywnień poprzecznych jako sprężystości skrępowanej podczas obliczania przekrojów dwuteowych z automatycznym określaniem i wyświetlaniem graficznym sztywności sprężystości deplanacyjnej
- Graficzne przedstawienie deplanacji przekroju prętów w stanie odkształcenia
- Pełna integracja z RFEM i RSTAB
Obliczenia skręcania skrępowanego można przeprowadzić dla całego układu. Uwzględniasz zatem dodatkową wartość 7 stopnia swobody w obliczeniach pręta. Sztywności połączonych elementów konstrukcyjnych są uwzględniane automatycznie. Oznacza to, że nie ma potrzeby' definiowania równoważnych sztywności sprężystych ani warunków podparcia dla układu odłączanego.
Następnie można wykorzystać siły wewnętrzne z obliczeń ze skręcaniem skrępowanym w rozszerzeniu do obliczeń. W zależności od materiału i wybranej normy należy uwzględnić bimoment wyboczeniowy i drugorzędny moment skręcający. Typowym zastosowaniem jest analiza stateczności według teorii drugiego rzędu z wykorzystaniem imperfekcji w konstrukcjach stalowych.
Czy wiecie, że...? Zastosowanie nie ogranicza się do przekrojów stalowych cienkościennych. Pozwala to na przykład na przeprowadzenie obliczeń idealnego momentu krytycznego dla belek o przekrojach z drewna litego.
- Funkcję skręcania skrępowanego można aktywować lub dezaktywować w zakładce Rozszerzenia w Danych podstawowych modelu.
- Po aktywowaniu rozszerzenia interfejs użytkownika w programie RFEM zostaje rozszerzony o nowe wpisy w nawigatorze, tabelach i oknach dialogowych.
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.
- Stosuje się do prętów zdefiniowanych jako zbiory prętów
- Oddzielny solwer uwzględniający 7 kierunków deformacji (ux , uy, uz, φx, φy, φz, ω ) lub 8 sił wewnętrznych (N, Vu, Vv, Mt, pri, Mt, s, Mu, Mv,M )
- Projektowanie nieliniowe według analizy drugiego rzędu
- Wprowadzanie imperfekcji
- Obliczanie współczynników obciążenia krytycznego i postaci wyboczenia oraz ich wizualizacja (wraz z skręcaniem skrępowanym)
- Integracja z wymiarowaniem prętów w modułach dodatkowych RF-/STEEL AISC i RF-/STEEL EC3
- Dostępne dla wszystkich przekrojów stalowych cienkościennych
Ponieważ moduł RF-/STEEL Warping Torsion jest w pełni zintegrowany z modułami RF-/STEEL AISC i RF‑/STEEL EC3, dane są wprowadzane w taki sam sposób, jak w przypadku obliczeń w tych modułach. W oknie dialogowym Szczegóły, zakładka Skręcanie skrępowane (patrz rysunek po prawej stronie), konieczne jest tylko zaznaczenie opcji "Przeprowadzić analizę skręcania skrępowanego". W tym oknie dialogowym można również zdefiniować maksymalną liczbę iteracji.
Analiza skręcania skrępowanego jest przeprowadzana dla zbiorów prętów w modułach RF-/STEEL AISC i RF-/STEEL EC3. Można dla nich zdefiniować warunki brzegowe, takie jak podpory węzłowe lub zwolnienia na końcach prętów.
Możliwe jest również określenie imperfekcji do obliczeń nieliniowych.
Najpierw wyświetlane są decydujące obliczenia połączenia dla danego przypadku obciążenia oraz kombinacji obciążeń lub kombinacji wyników. Ponadto możliwe jest oddzielne wyświetlanie wyników dla zbiorów prętów, przekrojów, prętów, węzłów i podpór węzłowych.
- Możesz użyć filtra, aby jeszcze bardziej zredukować wyświetlane wyniki, a tym samym przedstawić je w bardziej przejrzysty sposób.
RF-CONCRETE Surfaces (en)
Obliczenia nieliniowe rozpoczyna się poprzez wybranie tej metody dla obliczeń w stanie granicznym użytkowalności. Różne typy analizy, a także wykresy odkształceń i naprężeń dla betonu oraz stali zbrojeniowej można wybrać indywidualnie. Na proces iteracji mogą mieć wpływ następujące parametry kontrolne: dokładność zbieżności, maksymalna liczba iteracji, rozmieszczenie warstw na wysokości przekroju oraz współczynnik tłumienia.
Wartości graniczne w stanie granicznym użytkowalności można ustawić indywidualnie dla każdej powierzchni lub grupy powierzchni. Jako dozwolone wartości graniczne można zdefiniować deformację maksymalną, naprężenia maksymalne oraz maksymalne szerokości rys. Podczas definiowania deformacji maksymalnej należy dodatkowo określić, czy do obliczeń ma zostać użyty układ odkształcony czy nieodkształcony.
RF-CONCRETE Members (en)
Obliczenia nieliniowe można zastosować do obliczeń stanu granicznego nośności i użytkowalności. Użytkownik może indywidualnie ustalać, w jaki sposób stosowane są wytrzymałość betonu na rozciąganie lub usztywnienie przy rozciąganiu. Na proces iteracji mogą wpływać następujące parametry kontrolne: dokładność zbieżności, maksymalna liczba iteracji i współczynnik tłumienia.
Wyniki analizy skręcania skrępowanego są wyświetlane w modułach RF-/STEEL AISC i RF-/STEEL EC3 w zwykły sposób. Odpowiednie okna wyników zawierają między innymi wartości krytycznego skręcania i skręcania, siły wewnętrzne oraz podsumowanie obliczeń.
Graficzne przedstawienie postaci drgań (wraz z deplanacją) umożliwia realistyczną ocenę zachowania się wyboczenia.
- Pole przekroju A
- Pola ścinania Ay i Az z i bez ścinania poprzecznego
- Położenie środka ciężkości yS, zS
- momenty pola 2 stopnie Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip
- Pochylenie osi głównych α
- Promienie bezwładności iy, iz, iyz, iu, iv, ip
- Moment bezwładności przy skręcaniu swobodnym J
- Ciężar przekroju G i obwód przekroju U
- Położenie środka ścinania yM, zM
- Stałe skręcania nieswobodnego Iw,S, Iw,M
- Maksymalne i minimalne moduły przekroju Sy, Sz, Su, Sv i St
- Plastyczne wskaźniki zginania Zy, Zz, Zu, Zv
- Funkcja naprężenia według Prandtla F
- Pochodna F w odniesieniu do y i z
- Zwichrzenie w
- Modelowanie przekroju z wykorzystaniem powierzchni, otworów i powierzchni punktowych (zbrojenia) ograniczonych wielokątami
- Automatyczne lub indywidualne rozmieszczenie punktów naprężeń
- Rozszerzalna biblioteka materiałów dla betonu, stali i stali zbrojeniowej
- Charakterystyki przekrojów żelbetowych i kompozytowych
- Analiza naprężeń z hipotezą plastyczności według von Misesa i Tresca
- Wymiarowanie betonu zbrojonego według:
-
DIN 1045-1:2008-08
-
DIN 1045:1988-07
-
ÖNORM B 4700: 2001-06-01
-
EN 1992-1-1:2004
-
- Aby przeprowadzić obliczenia zgodnie z EN 1992-1-1:2004, dostępne są następujące załączniki krajowe:
-
DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04 (Niemcy)
-
NEN-EN 1992-1-1/NA:2011-11 (Holandia)
-
CSN EN 1992-1-1/NA:2006-11 (Republika Czeska)
-
ÖNORM B 1992-1-1:2011-12 (Austria)
-
UNE EN 1992-1-1/NA:2010-11 (Hiszpania)
-
EN 1992-1-1 DK NA:2007-11 (Dania)
-
SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 (Słowenia)
-
NF EN 1992-1-1/NA:2007-03 (Francja)
-
STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Słowacja)
-
SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 (Finlandia)
-
BS EN 1992-1-1:2004 (Wielka Brytania)
-
SS EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Singapur)
-
NP EN 1992-1-1/NA:2010-02 (Portugalia)
-
UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 (Włochy)
-
SS EN 1992-1-1/NA:2008 (Szwecja)
-
PN EN 1992-1-1/NA:2008-04 (Polska)
-
NBN EN 1992-1-1 ANB:2010 (Belgia)
-
ZK dla CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 (Cypr)
-
BDS EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Bułgaria)
-
LST EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Litwa)
-
SR EN 1992-1-1:2004/NA:2008 (Rumunia)
-
- Oprócz załączników krajowych wymienionych powyżej, można również zdefiniować konkretną NA, stosując wartości graniczne i parametry zdefiniowane przez użytkownika.
- Wymiarowanie betonu zbrojonego pod kątem rozkładu naprężeń i odkształceń, dostępnego bezpieczeństwa lub obliczania bezpośredniego
- Wyniki listy zbrojenia i całkowitego pola przekroju
- Protokół wydruku z możliwością wydruku skróconego formularza
Po wybraniu obciążeń wymaganych do obliczeń oraz, w razie potrzeby, żądanej normy do obliczeń, w oknie 1.2 Parametry graniczne można zdefiniować obciążenia graniczne. Możliwe jest dodawanie innych producentów do listy w bazie danych.
Po wybraniu wszystkich elementów granicznych do obliczeń można opcjonalnie zdefiniować klasę trwania obciążenia (KTO). Trzecie okno modułu jest dostępne jedynie w przypadku wymiarowania elementów połączeń drewnianych wg EN 1995-1-1 lub DIN 1052.
RF-CONCRETE Surfaces:
Nieliniowa analiza deformacji jest przeprowadzana metodą iteracyjną, z uwzględnieniem sztywności w przekrojach zarysowanych i niezarysowanych. Nieliniowe modelowanie betonu zbrojonego wymaga zdefiniowania właściwości materiału, które różnią się w zależności od grubości powierzchni. Dlatego element skończony jest dzielony na określoną liczbę warstw stali i betonu w celu określenia wysokości przekroju.
Średnie wytrzymałości stali zastosowane w obliczeniach oparte są na 'Normie modelu probabilistycznego', opublikowanym przez komitet techniczny JCSS. To od użytkownika zależy, czy wytrzymałość stali zostanie przyłożona do granicy wytrzymałości na rozciąganie (wzrost rozgałęzienia w obszarze plastycznym). W odniesieniu do właściwości materiałowych można kontrolować wykres naprężenie-odkształcenie dla wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie. Jako wytrzymałość betonu na ściskanie można wybrać paraboliczny lub paraboliczno-prostokątny wykres naprężenie-odkształcenie. Po stronie rozciągania betonu istnieje możliwość dezaktywacji wytrzymałości na rozciąganie, a także zastosowania wykresu liniowo-sprężystego, wykresu zgodnie z normą modelu CEB-FIB 90:1993 oraz rezydualnej wytrzymałości betonu na rozciąganie z uwzględnieniem usztywnienia rozciąganego między rysami.
Ponadto można określić, które wartości wyników mają być wyświetlane po obliczeniach nieliniowych w stanie granicznym użytkowalności:
- Odkształcenia (globalne, lokalne dla układu niezdeformowanego/nieodkształconego)
- Szerokości, wysokości rys oraz rozstaw górnej i dolnej powierzchni w głównych kierunkach I oraz II
- Naprężenia w betonie (naprężenie i odkształcenie w głównym kierunku I i II) oraz w zbrojeniu (odkształcenie, pole przekroju, profil, otulina i kierunek w każdym kierunku zbrojenia)
RF-CONCRETE Members:
Nieliniowa analiza deformacji konstrukcji szkieletowych jest przeprowadzana metodą iteracyjną, uwzględniającą sztywność w przekrojach zarysowanych i niezarysowanych. Właściwości materiałowe betonu i stali zbrojeniowej wykorzystywane w obliczeniach nieliniowych są wybierane zgodnie ze stanem granicznym. Udział wytrzymałości betonu na rozciąganie pomiędzy rysami (wzmocnienie przy rozciąganiu) można określić za pomocą zmodyfikowanego wykresu naprężenie-odkształcenie stali zbrojeniowej lub poprzez zastosowanie rezydualnej wytrzymałości betonu na rozciąganie.
Wszystkie wyniki mogą być wyświetlane i analizowane w postaci numerycznej i graficznej. W przypadku wizualizacji wyników, narzędzia wyboru pozwalają na ich szczegółową ocenę.
Protokół wydruku jest zgodny z wysokimi normami RFEM i 8/co-to jest -rstab RSTAB. Modyfikacje przekroju aktualizowane są automatycznie. Ponadto skrócony protokół można wydrukować w krótkiej formie, zawierający wszystkie istotne dane i grafikę przekroju zdefiniowaną przez użytkownika.
- Naprężenia s i odkształcenia ε betonu i zbrojenia bez uwzględnienia wytrzymałości betonu na rozciąganie (stan II)
- Obliczenia w stanie granicznym nośności (istniejący stopień bezpieczeństwa) lub dla określonych sił wewnętrznych
- Położenie osi neutralnych aN, y0,N, z0,N
- Zakrzywienia ky, kz
- odkształcenie w punkcie zerowym ε0 i odkształcenia główne na krawędzi ściskanej ε1 i na krawędzi rozciąganej ε2
- Decydujące odkształcenie stali ε2s
- Naprężenia normalnes x wywołane siłą osiową i zginaniem
- Naprężenia styczne τ wywołane siłą tnącą i skręcaniem
- Naprężenia zastępcze σv w porównaniu z naprężeniem granicznym
- Stopnie wykorzystania odniesione do naprężeń granicznych
- Naprężenie normalnes x wywołane jednostkową siłą osiową N
- Naprężenie styczne τ wywołane jednostkowymi siłami tnącymi Vy, Vz, Vu, Vv
- Naprężenie normalne σx wywołane momentami jednostkowymiMy, Mz, Mu, Mv
Przekrój można dowolnie modelować przy użyciu powierzchni ograniczonych liniami wielokątów, wraz z otworami i powierzchniami punktowymi (pręty zbrojeniowe). Oprócz tego można zaimportować geometrię przy użyciu interfejsu DXF. Obszerna biblioteka materiałów ułatwia modelowanie przekrojów złożonych.
Stopniowanie zbrojenia można uwzględnić przy użyciu średnic granicznych i priorytetów. Ponadto można uwzględnić odpowiednie otuliny betonowe oraz sprężenie.
- Iteracyjne nieliniowe obliczanie deformacji dla konstrukcji belkowych i płytowych wykonanych z betonu zbrojonego poprzez określenie sztywności odpowiedniego elementu poddanego zdefiniowanym obciążeniom
- Analiza deformacji zarysowanych powierzchni żelbetowych (stan II)
- Ogólna nieliniowa analiza stateczności prętów ściskanych wykonanych z betonu zbrojonego; na przykład zgodnie z EN 1992-1-1, 5.8.6
- Usztywnienie przy rozciąganiu betonu między rysami
- Dostępne są liczne załączniki krajowe do obliczeń zgodnie z Eurokodem 2 (EN 1992-1-1:2004 + A1:2014, patrz EC2 dla RFEM)
- Opcjonalne uwzględnienie wpływów długotrwałych, takich jak pełzanie lub skurcz
- Nieliniowe obliczanie naprężeń w stali zbrojeniowej i betonie
- Nieliniowe obliczanie szerokości rys
- Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
- Graficzne przedstawienie wyników zintegrowane z RFEM; na przykład odkształcenie lub ugięcie płaskiej płyty wykonanej z betonu zbrojonego
- Przejrzyste zestawienie wyników w formie numerycznej w stosownych oknach oraz możliwość ich graficznego przedstawienia na konstrukcji
- Pełna integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM
Po zakończeniu obliczeń, moduł wyświetla przejrzyście ułożone tabele zawierające wyniki obliczeń nieliniowych. Wszystkie wartości pośrednie są uwzględnione w sposób zrozumiały. Graficzne przedstawienie stopni wykorzystania, odkształceń, naprężeń w betonie i stali zbrojeniowej, szerokości i głębokości rys oraz odległości między rysami w programie RFEM ułatwia szybki przegląd obszarów krytycznych lub zarysowanych.
Komunikaty o błędach lub uwagi dotyczące obliczeń ułatwiają znajdowanie problemów obliczeniowych. Ponieważ wyniki obliczeń są wyświetlane według powierzchni lub punktów wraz ze wszystkimi wynikami pośrednimi, można odtworzyć wszystkie szczegóły obliczeń.
Dzięki opcjonalnemu eksportowi tabel danych wejściowych lub wyników do MS Excel, dane pozostają dostępne do wykorzystania w innych programach. Pełne zintegrowanie wyników z protokołem wydruku programu RFEM gwarantuje weryfikowalność wymiarowania konstrukcji.
- Wymiarowanie końców, prętów, podpór węzłowych, węzłów i powierzchni
- Uwzględnienie określonych obszarów obliczeniowych
- Kontrola wymiarów przekroju
- Wymiarowanie według EN 1995-1-1 (Europejska norma dotycząca drewna) zgodnie z odpowiednimi załącznikami krajowymi + DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015 (norma amerykańska)
- Projektowanie różnych materiałów, takich jak stal, beton i inne
- Nie ma konieczności łączenia się z konkretnymi normami
- Rozszerzalna biblioteka o elementy łaczące z drewna (SIHGA, Sherpa, WÜRTH, Simpson StrongTie, KNAPP, PITZL) i elementy stalowe (połączenia znormalizowane w konstrukcjach stalowych zgodnie z EC 3, M-connect, PFEIFER, TG-Technik)
- Nośności graniczne belek drewnianych firm STEICO i Metsä Wood dostępne w bibliotece
- Połączenie z MS Excel
- Optymalizacja elementów łączących (obliczany jest element najczęściej wykorzystywany)