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”.
W 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.
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.
W 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)
Złożone połączenie belek poziomych ze słupem oraz połączenie stężeń ukośnych
Model połączenia został zamodelowany przy użyciu około 50 komponentów. Model został stworzony na podstawie rzeczywistego przykładu wykorzystania w konstrukcji.
W przypadku przekrojów prostokątnych zwykle można uzyskać bezpośrednie połączenie za pomocą spoin. W ten sam sposób można je jednak połączyć z innymi przekrojami. Ponadto inne elementy, takie jak blachy czołowe, pomagają w łączeniu przekrojów prostokątnych z innymi elementami konstrukcyjnymi.
Wymiarowanie połączenia ramy o prętach zbieżnych i usztywnionych. Dla połączenia przeprowadzono analizę naprężeń i stateczności przy wyboczeniu. Aby wyświetlić wyniki dla wyboczenia, połączenie zostało przekształcone w osobny model.
W przypadku elementów połączenia można sprawdzić, czy utrata stateczności jest istotna. Wymaga to rozszerzenia Stateczność konstrukcji.
Współczynnik obciążenia krytycznego obliczany jest dla wszystkich analizowanych kombinacji obciążeń oraz wybranej liczby postaci własnych dla modelu połączenia. Porównaj najmniejszy współczynnik obciążenia krytycznego z wartością graniczną 15 z normy EN 1993-1-1, rozdz. 5. Ponadto użytkownik może samodzielnie dostosować wartość graniczną. Wynikiem analizy stateczności jest wyświetlenie w programie graficznej postaci odpowiednich postaci drgań.
Na potrzeby analizy stateczności dostosowany model powierzchniowy jest wykorzystywany w programie RFEM do rozpoznania lokalnych kształtów wyboczeniowych. Można również zapisać model analizy stateczności wraz z wynikami i wykorzystać jako osobny plik modelu.
Automatyczne generowanie modeli do analizy ES: rozszerzenie automatycznie tworzy w tle model elementów skończonych (ES) połączenia stalowego.
Uwzględnienie wszystkich sił wewnętrznych: Obliczenia obejmują wszystkie siły wewnętrzne (N , Vy, Vz ,My, Mz, MT ) i nie są ograniczone do obciążeń płaskich.
Automatyczne przenoszenie obciążeń: Wszystkie kombinacje obciążeń są automatycznie przenoszone do modelu analitycznego ES połączenia. Obciążenia są przenoszone bezpośrednio z programu RFEM, dzięki czemu ręczne wprowadzanie danych nie jest konieczne.
Wydajne modelowanie: Rozszerzenie pozwala zaoszczędzić czas podczas modelowania złożonych sytuacji związanych z połączeniami. Utworzony model analityczny ES można również zapisać i wykorzystać do własnych szczegółowych analiz.
Rozszerzalna biblioteka: Dostępna jest obszerna, rozszerzalna biblioteka zawierająca wstępnie zdefiniowane szablony połączeń stalowych.
Szerokie zastosowanie: Rozszerzenie jest odpowiednie do tworzenia połączeń każdego typu i kształtu, jest kompatybilne z prawie wszystkimi przekrojami walcowanymi, spawanymi, złożonymi i cienkościennymi.
Wybór węzłów w modelu RFEM, automatyczne rozpoznawanie i przydzielanie prętów połączonych z wybranym węzłem
Dostępnych jest wiele wstępnie zdefiniowanych elementów ułatwiających wprowadzanie typowych komponentów połączeń (np. blachy czołowe, żebra usztywniające)
Użytkownik nie musi ręcznie edytować modelu MES połączenia, podstawowe ustawienia obliczeń można zmienić w oknie konfiguracji połączenia
Automatyczne dostosowywanie geometrii połączenia, nawet w przypadku późniejszej edycji prętów, z uwagi na parametryczną definicję położenia komponentów względem siebie
Równolegle do wprowadzania danych program przeprowadza kontrolę poprawności, aby szybko wykryć brakujące dane wejściowe lub kolizje elementów.
Wizualizacja geometrii połączenia, która jest aktualizowana równolegle z wprowadzaniem danych
Program wspiera Cię: Moduł określa siły w śrubach na podstawie modelu analitycznego ES i analizuje je automatycznie. Rozszerzenie przeprowadza obliczenia nośności śrub dla przypadków uszkodzeń, takich jak rozciąganie, ścinanie, docisk otworu i przebicie, zgodnie z normą i wyświetla w przejrzysty sposób wszystkie wymagane współczynniki.
Chcesz przeprowadzić wymiarowanie spoin? Spoiny są modelowane jako sprężysto-plastyczne elementy powierzchniowe, a ich naprężenia są odczytywane z modelu analitycznego ES. Kryterium plastyczności ma reprezentować zniszczenie zgodnie z AISC J2-4, J2-5 (wytrzymałość spoin) i J2-2 (wytrzymałość metalu podstawowego). Obliczenia można przeprowadzić z zastosowaniem częściowych współczynników bezpieczeństwa określonych w załączniku krajowym do normy EN 1993-1-8.
Płyty w połączeniu są wymiarowane w sposób plastyczny poprzez porównanie istniejącego odkształcenia plastycznego z dopuszczalnym odkształceniem plastycznym. Domyślne ustawienie wynosi 5% zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznik C, ale można to zmienić według specyfikacji użytkownika, a także 5% dla AISC 360.
Wszystkie istotne wyniki można wyświetlić w modelu ES. W takim przypadku można filtrować wyniki osobno według odpowiednich komponentów.
Ponadto program RFEM zapewnia wszystkie kontrole obliczeń w formie tabelarycznej wraz z wyświetlaniem zastosowanych wzorów. W razie potrzeby tabele wyników można przenieść do protokołu wydruku programu RFEM.
W oknach wyników wyszczególnione są wszystkie wyniki obliczeń. Ponadto tworzone są grafiki 3D, w których poszczególne elementy oraz linie wymiarowe można wyświetlać lub ukrywać. W podsumowaniu można sprawdzić, czy potwierdzono poprawność obliczeń: Stopień wykorzystania jest dodatkowo wizualizowany za pomocą zielonego paska danych, który zmienia kolor na czerwony, gdy obliczenia nie są spełnione. Ponadto wyświetlany jest numer węzła i decydujące PO/KO/KW.
Podczas wyboru obliczeń wyświetlane są szczegółowe wyniki pośrednie wraz z oddziaływaniami i dodatkowymi siłami wewnętrznymi wynikającymi z geometrii połączenia. Istnieje możliwość wyświetlenia wyników według przypadków obciążeń i węzłów. Połączenia są przedstawione w realistycznym renderingu 3D, który można skalować. Oprócz głównych widoków, połączenie można zobaczyć z każdej strony.
Grafiki z wymiarami i opisami można dodać do wydruku programu RFEM/RSTAB lub eksportować jako DXF. Protokół wydruku zawiera wszystkie dane wejściowe i wyniki, przygotowane dla inżynierów testujących. Wszystkie tabele można wyeksportować do programu MS Excel lub do pliku CSV. Wszystkie dane wymagane do eksportu definiuje się w specjalnym menu dla transferu.
Po otwarciu modułu należy wybrać grupę połączeń (Połączenia przegubowe), następnie kategorię oraz typ połączenia (środnik nakładkowy, blacha zakładkowa, blacha czołowa, blacha czołowa z podkładką). Następnie można wybrać węzły do obliczeń w modelu RFEM/RSTAB. RF-/JOINTS Steel - Pinned automatycznie rozpoznaje pręty połączenia i określa na podstawie ich położenia, czy są to słupy czy belki.
W razie potrzeby można wyłączyć określone pręty z obliczeń. Konstrukcyjnie podobne połączenia można projektować jednocześnie dla kilku węzłów. Obciążenia wymagają wyboru miarodajnych przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń lub kombinacji wyników. Alternatywnie można ręcznie wprowadzić przekrój i obciążenie. W ostatnim oknie wprowadzania danych połączenie jest konfigurowane krok po kroku.
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.
Po zakończeniu obliczeń wszystkie wyniki są wyświetlane w przejrzyście ułożonych tabelach wyników; na przykład według przypadku obciążenia lub według węzła. Decydujące siły wewnętrzne są porównywane z wartościami granicznymi wymienionymi w wytycznych DSTV.
Połączenia można zwizualizować graficznie w module dodatkowym lub w programie RFEM/RSTAB. Oprócz danych wejściowych i wyników, w tym szczegółowych informacji dotyczących obliczeń, wyświetlanych w tabelach, do protokołu wydruku można dodać wszystkie grafiki. W ten sposób dokumentacja jest przejrzysta i zrozumiała.
Obszerne wytyczne DSTV znajdują się w specjalnej bazie danych zintegrowanej w module DSTV. Każde połączenie jest opisane niepowtarzalnym kodem alfanumerycznym.
Możliwe połączenia DSTV można odfiltrować na podstawie odpowiednich ustawień dla typu połączenia DSTV (IH, IW, IS, IG oraz IK) oraz zastosowanego przekroju. W ten sposób można określić nośność wybranego połączenia.
Po otwarciu modułu dodatkowego należy wybrać typ połączenia (przegubowe lub przegubowe połączenie z belką dwuteową). Poszczególne węzły można wybrać graficznie w modelu programu RFEM/RSTAB.
Moduł dodatkowy RF-/JOINTS Steel - DSTV automatycznie rozpoznaje przekrój wraz z odpowiednim materiałem i sprawdza, czy możliwe jest wymiarowanie połączenia zgodnie z wytycznymi DSTV. Ponadto można modelować i wymiarować połączenia o podobnej konstrukcji w kilku miejscach konstrukcji belki.
Obliczanie połączeń przenoszących moment oraz przegubowych dla walcowanych przekrojów w kształcie litery I, według Eurokodu 3:
Połączenia z blachą czołową przenoszącą moment (typ IH/IM)
Połączenia przegubowe spawane (typ PM)
Połączenia proste z kątownikami normalnymi lub nierównoramiennymi (typ IW lub IG)
Proste połączenia przy użyciu blach czołowych zamontowanych tylko na środniku bądź na środniku i pasach (typ IS)
Możliwość łączenia połączeń w wycięciem (IK) z przegubowymi płytami czołowymi (IS) oraz z połączeniami łącznikiem środnikowym (IW)
Automatyczne rozmieszczenie śrub dla danego połączenia (dla wszystkich typów)
Sprawdzanie wymaganej grubości pręta przenoszącego obciążenie w połączeniach ścinanych
Podawanie wszystkich wymaganych szczegółów konstrukcyjnych, takich jak urządzenia, układ otworów, potrzebnych wysięgników, ilość śrub, wymiary płyty czołowej oraz spoin
Podawanie sztywności S j,ini dla połączeń przenoszących zginanie
Dokumentacja dostępnych obciążeń i porównywanie ich z nośnościami
Podawanie stopnia wykorzystania dla każdego pojedynczego połączenia
Automatyczne określanie głównych sił wewnętrznych dla kilku przypadków obciążeń oraz węzłów połączeniowych
Moduł dodatkowy RF-/FRAME-JOINT Pro służy do wymiarowania połączeń konstrukcji, obliczonych w programie RFEM/RSTAB. Jeżeli konstrukcja w programie RFEM/RSTAB nie jest dostępna, geometrię i obciążenie można zdefiniować ręcznie; na przykład podczas sprawdzania obliczeń zewnętrznych.
W programie RFEM/RSTAB wybiera się węzeł do obliczenia. Moduł automatycznie rozpoznaje wszystkie połączone pręty i przydziela im typ połączenia. W zależności od typu połączenia, można zdefiniować dalsze szczegóły żeber, blach oporowych, blach środnika, śrub, spoin oraz rozstawu otworów. Jako obciążenia można wybrać dowolny przypadek obciążenia, kombinację obciążeń lub kombinację wyników w programie RFEM/RSTAB.
W przypadku pracy w trybie "obliczeń wstępnych", RF-/FRAME-JOINT Pro przeprowadza pierwszy krok obliczeń, aby zasugerować odpowiednie ułożenia. Po wybraniu odpowiedniego układu moduł wyświetla wszystkie obliczenia w szczegółowych tabelach wyników i grafice.