Jeżeli w programie istnieje przypadek obciążenia lub kombinacja obciążeń, obliczenia stateczności są aktywowane. Można zdefiniować inny przypadek obciążenia, na przykład w celu uwzględnienia naprężenia początkowego.
W tym celu należy określić, czy ma zostać przeprowadzona analiza liniowa czy nieliniowa. W zależności od przypadku zastosowania, można wybrać bezpośrednią metodę obliczeniową, taką jak metoda Lanczosa lub metoda iteracji ICG. Pręty niezintegrowane z powierzchniami są zazwyczaj wyświetlane jako elementy prętowe z dwoma węzłami ES. W przypadku zastosowania takich elementów program nie może określić wyboczenia lokalnego pojedynczych prętów. Z tego względu'istnieje możliwość automatycznego dzielenia prętów.
W przypadku analizy wartości własnych dostępnych jest kilka metod:
Metody bezpośrednie
Metody bezpośrednie (Lanczosa [RFEM], pierwiastki z wielomianu charakterystycznego [RFEM], metoda iteracji podprzestrzeni [RFEM/RSTAB], przesunięta iteracja odwrócona [RSTAB]) są odpowiednie dla małych i średnich modeli. Z szybkich metod rozwiązywania problemów należy korzystać tylko w przypadku, gdy komputer posiada dużą ilość pamięci RAM.
Metoda iteracji ICG (niekompletny sprzężony gradient [RFEM])
Z drugiej strony, 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.
Rozszerzenie Stateczność konstrukcji umożliwia nieliniową analizę stateczności przy użyciu metody przyrostowej. Analiza ta dostarcza wyniki zbliżone do rzeczywistości również w przypadku konstrukcji nieliniowych. 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. Po zwiększeniu obciążenia można opcjonalnie przeprowadzić liniową analizę stateczności na ostatnim stabilnym stanie w celu określenia postaci stateczności.
Jako pierwsze wyniki program przedstawia współczynniki obciążenia krytycznego. Następnie można przeprowadzić ocenę zagrożeń stateczności. W przypadku modeli prętowych w tabelach wyświetlane są wynikowe długości efektywne i obciążenia krytyczne prętów.
W następnym oknie wyników można sprawdzić znormalizowane wartości własne posortowane według węzła, pręta i powierzchni. Grafika wartości własnych umożliwia ocenę zachowania wyboczeniowego. Ułatwia to podjęcie środków zaradczych.
Szeroki wybór dostępnych przekrojów, takich jak dwuteowniki walcowane; ceowniki; teowniki; kątowniki; profile zamknięte prostokątne i okrągłe; pręty okrągłe; przekroje symetryczne i niesymetryczne, parametryczne przekroje dwuteowe, teowe, kątowniki; przekroje złożone (przydatność do obliczeń zależy od wybranej normy)
Wymiarowanie ogólnych przekrojów RSECTION (w zależności od formatów obliczeniowych dostępnych w odpowiedniej normie); na przykład obliczanie naprężeń zastępczych
Wymiarowanie prętów o zbieżnym przekroju (metoda zależna od normy)
Możliwe jest dostosowanie istotnych współczynników obliczeniowych i parametrów normowych
Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
Szybkie i przejrzyste wyświetlanie wyników dla globalnej oceny ich rozkładu na konstrukcji po zakończeniu obliczeń
Szczegółowe wyniki obliczeń i niezbędne wzory (jasna i łatwa do zweryfikowania ścieżka wyników)
Przejrzyste zestawienie wyników w formie numerycznej w stosownych oknach oraz możliwość ich graficznego przedstawienia na konstrukcji
Integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM/RSTAB
Wymiarowanie elementów rozciąganych, ściskanych, zginanych, ścinanych, skręcanych i poddanych połączonemu działaniu tych sił wewnętrznych
Obliczanie rozciągania z uwzględnieniem zredukowanej powierzchni przekroju (np. osłabienie z uwagi na otwory)
Automatyczna klasyfikacja przekrojów w celu sprawdzenia wyboczenia lokalnego
Siły wewnętrzne z obliczeń z uwzględnieniem skręcania skrępowanego (7 stopni swobody) są uwzględniane w kontroli naprężeń zastępczych (obecnie nie dla normy ADM 2020).
Analiza stateczności dla wyboczenia giętnego, wyboczenia skrętnego i wyboczenia giętno-skrętnego przy ściskaniu
Analiza zwichrzenia elementów poddanych obciążeniu momentem
Import długości efektywnych z obliczeń przy użyciu rozszerzenia Stateczność konstrukcji
Graficzne wprowadzanie i kontrola zdefiniowanych podpór węzłowych oraz długości efektywnych w celu analizy stateczności
W zależności od normy istnieje wybór między wprowadzaniem wartości Mcr przez użytkownika, metodą analityczną z normy lub wykorzystaniem wewnętrznego solwera wartości własnych
Uwzględnienie panelu usztywniającego i ograniczenia obrotu podczas korzystania z solwera wartości własnych
Graficzne przedstawienie postaci własnej w przypadku zastosowania solwera wartości własnych
Analiza stateczności elementów konstrukcyjnych ze ściskaniem i naprężeniem zginającym, w zależności od normy obliczeniowej
Przejrzyste obliczanie wszystkich niezbędnych współczynników, takich jak współczynniki interakcji
Wprowadzanie warstw gruntu dla potrzeb zadawania próbek gruntu odbywa się w przejrzystym oknie dialogowym. Odpowiadająca temu prezentacja graficzna zapewnia przejrzystość i ułatwia kontrolę wprowadzanych danych.
Rozszerzalna baza danych ułatwia wybór właściwości materiałowych dla gruntu. Dla realistycznego odwzorowania zachowania się materiału gruntowego można użyć modelu Mohra-Coulomba oraz model gruntu ze wzmocnieniem.
Można zdefiniować dowolną liczbę próbek i warstw gruntu. Grunt jest odwzorowany na podstawie wszystkich wprowadzonych próbek za pomocą brył 3D. Przypisanie do konstrukcji odbywa się za pomocą współrzędnych.
Zachowanie bryły gruntu jest obliczane za pomocą nieliniowej metody iteracyjnej. Obliczone naprężenia i osiadania są wyświetlane graficznie oraz w tabelach.
Proste definiowanie etapów budowy konstrukcji w RFEM wraz z wizualizacją
Dodawanie, usuwanie, modyfikowanie i reaktywacja elementów prętowych, powierzchniowych i bryłowych oraz ich właściwości (np. przeguby prętowe i liniowe, stopnie swobody dla podpór itp.)
Ręczna oraz automatyczna kombinatoryka obciążeń na poszczególnych etapach budowy konstrukcji (np. w celu uwzględnienia obciążeń montażowych, tymczasowych urządzeń dźwigowych itp.)
Uwzględnienie wpływów nieliniowych, takich jak uszkodzenie prętów rozciąganych lub nieliniowe zachowanie podpór
Czy udało Ci się utworzyć całą konstrukcję w programie RFEM? Dobrze, teraz można przypisać poszczególne elementy konstrukcyjne i przypadki obciążeń do odpowiednich etapów budowy. Na każdym etapie budowy można modyfikować na przykład definicje zwolnień prętów i podpór.
Pozwala to na modelowanie zmian konstrukcyjnych, na przykład podczas betonowania dźwigarów mostowych lub osiadania słupów. Przypadki obciążeń utworzone w programie RFEM należy następnie przydzielić do etapów budowy jako obciążenia stałe lub przejściowe.
Czy wiecie, że...? Kombinatoryka umożliwia nakładanie obciążeń stałych i przejściowych w kombinacjach obciążeń. W ten sposób można określić maksymalne siły wewnętrzne dla różnych pozycji dźwigu lub uwzględnić tymczasowe obciążenia montażowe dostępne tylko w jednym etapie budowy.
Jeżeli między idealnym układem a układem, który uległ deformacji z poprzedniego etapu budowy, pojawią się różnice w geometrii, są one porównywane w programie. Następujące po sobie kolejne etapy budowy obliczane są na bazie układu konstrukcyjnego z odkształceniami i obciążeniami wynikającymi z poprzednich etapu budowy. Obliczenia te są nieliniowe.
Czy obliczenia zakończyły się pomyślnie? Wyniki poszczególnych etapów budowy można teraz wyświetlać graficznie oraz w tabelach w programie RFEM. Ponadto program RFEM umożliwia uwzględnienie etapów budowy w kombinatoryce i uwzględnienie ich w dalszych obliczeniach.
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, M< sub>T ) 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.
Optymalizacja konstrukcji ze względu na minimalny ciężar lub deformację
Możliwość zastosowania dowolnej liczby parametrów optymalizacyjnych
Określanie zakresów zmiennych
Optymalizacja przekrojów i materiałów
Typy definicji parametrów
Optymalizacja | Rosnąco, czyli optymalizacja | Malejąca
Zastosowanie parametrycznych modeli i bloków
Parametryzacja bloków w języku JavaScript na podstawie kodu
Optymalizacja z uwzględnieniem wyników obliczeń
Tabelaryczne przedstawienie najlepszych mutacji modelu
Wyświetlanie w czasie rzeczywistym mutacji modelu w procesie optymalizacji
Kalkulacja kosztów modelu dzięki zadanym cenom jednostkowym
Określanie potencjału tworzenia efektu cieplarnianego (GWP-global warming potential) na etapie tworzenia modelu poprzez szacowanie równoważnej emisji CO2
Określanie jednostkowych wskaźników zależnych od masy, objętości i powierzchni (cena i emisja CO2)
Masz pytania dotyczące programu? Optymalizacja konstrukcji w programach RFEM i RSTAB jest uzupełnieniem parametrycznego wprowadzania danych. Jest to proces równoległy, niezależny od rzeczywistych obliczeń modelu wraz ze wszystkimi jego zwykłymi definicjami obliczeń i obliczeń. Rozszerzenie zakłada, że model lub blok jest zbudowany w kontekście parametrycznym i jest kontrolowany przez globalne parametry kontrolne typu "optymalizacja". Dlatego te parametry kontrolne mają dolną i górną granicę oraz wielkość kroku w celu ograniczenia zakresu optymalizacji. Aby znaleźć optymalne wartości parametrów kontrolnych, należy określić kryterium optymalizacji (na przykład minimalny ciężar) przy wyborze metody optymalizacji (na przykład optymalizacja roju cząstek).
Oszacowanie kosztów i emisji CO2 można znaleźć już w definicjach materiałów. Obie opcje można aktywować osobno w każdej definicji materiału. Oszacowanie oparte jest na koszcie jednostkowym lub jednostkowej wartości emisji dla prętów, powierzchni oraz brył. W tym przypadku można wybrać, czy jednostki mają zostać podane według masy, objętości czy powierzchni.
Istnieją dwie metody optymalizacji, dzięki którym można znaleźć optymalne wartości parametrów według kryterium ciężaru lub odkształcenia.
Najbardziej wydajną metodą o najkrótszym czasie obliczeń jest optymalizacja roju cząstek zbliżona do naturalnej (PSO). Czy słyszałeś lub czytałeś o tym? Ta technologia sztucznej inteligencji (AI) ma silną analogię do zachowania stad zwierząt szukających miejsca odpoczynku. W takich rojach można znaleźć wiele osób (por. rozwiązanie optymalizacyjne - na przykład waga), które lubią przebywać w grupie i podążać za ruchem grupy. Załóżmy, że każdy pręt roju musi zostać poddany spoczynkowi w optymalnym miejscu (por. najlepsze rozwiązanie - na przykład najniższa waga). Potrzeba ta wzrasta wraz ze zbliżaniem się do miejsca odpoczynku. Na zachowanie roju mają zatem wpływ również właściwości przestrzeni (por. wykres wyników).
Dlaczego wycieczka do biologii? Po prostu - proces PSO w RFEM lub RSTAB przebiega w podobny sposób. Proces obliczeń rozpoczyna się od wyniku optymalizacji poprzez losowe przypisanie parametrów, które mają zostać zoptymalizowane. Wielokrotnie określa nowe wyniki optymalizacji ze zróżnicowanymi wartościami parametrów, które opierają się na doświadczeniach z wcześniej przeprowadzonych mutacji modelu. Proces jest kontynuowany do momentu osiągnięcia określonej liczby możliwych mutacji modelu.
Jako alternatywa dla tej metody program oferuje również metodę przetwarzania wsadowego. Metoda ta ma na celu sprawdzenie wszystkich możliwych mutacji modelu poprzez losowe określanie wartości parametrów optymalizacji, aż do osiągnięcia określonej liczby możliwych mutacji modelu.
Po obliczeniu mutacji modelu obydwa warianty sprawdzają również odpowiednie aktywowane wyniki obliczeń rozszerzeń. Ponadto zapisuje on wariant z odpowiednim wynikiem optymalizacji i przypisaniem wartości parametrów optymalizacji, jeżeli wykorzystanie jest < 1.
Na podstawie odpowiednich sum poszczególnych materiałów można określić szacunkowe koszty całkowite i emisję. Na sumę materiałów składają się zależne od ciężaru, objętości i powierzchnie elementów prętowych, powierzchniowych i bryłowych.
Obie metody optymalizacji mają jedną wspólną cechę. Na końcu procesu wyświetlają listę wariacji modelu na podstawie przechowywanych danych. Można tu znaleźć szczegóły na temat wyniku decydującego dla optymalizacji i odpowiadające mu wartości parametrów. Lista jest zorganizowana w porządku malejącym. Zakładane najlepsze rozwiązanie znajduje się na górze. W takim przypadku wynik optymalizacji wraz z wyznaczoną wartością jest najbardziej zbliżony do kryterium optymalizacji. Wszystkie dodatkowe wyniki pokazują wykorzystanie < 1. Ponadto, po zakończeniu analizy, program dostosuje wartości na globalnej liście parametrów, aby odpowiadały tym dla optymalnego rozwiązania.
W oknach dialogowych materiałów znajdują się dodatkowe zakładki "Oszacowanie kosztów" i "Oszacowanie emisji CO2". Tutaj wyświetlane są indywidualne szacunkowe sumy przydzielonych prętów, powierzchni i objętości na jednostkę masy, objętości i powierzchni. Dodatkowo zakładki te podają całkowity koszt i emisję wszystkich przydzielonych do konstrukcji materiałów. Zapewnia to dobry przegląd projektu.
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/ALUMINIUM (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Projektowanie konstrukcji aluminiowych dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Oprócz Eurokodu 9, dostępna jest amerykańska norma ADM 2020.
Uwzględnienie stabilizującego efektu płatwi i blachy trapezowej za pomocą podparcia obrotowych stopni swobody oraz paneli usztywniających
Graficzne przedstawienie wyników na przekroju brutto
Wyświetlanie odpowiednich wzorów użytych do sprawdzania warunków nośności (w tym odniesienie do zastosowanego równania z normy)
Pracujesz z połączeniami stalowymi? Rozszerzenie Połączenia stalowe dla programu RFEM ułatwia analizę połączeń stalowych za pomocą modelu ES. Modelowanie przebiega całkowicie automatycznie w tle. Proces można jednak kontrolować poprzez proste i wygodne wprowadzanie elementów. Następnie należy wykorzystać naprężenia określone w modelu ES do wymiarowania elementów zgodnie z EN 1993-1-8 (wraz z załącznikami krajowymi).
Możesz być pewien, że koszty są ważnym czynnikiem w planowaniu konstrukcyjnym każdego projektu. Należy również przestrzegać przepisów dotyczących szacowania emisji. Dwuczęściowe rozszerzenie Optymalizacja i koszty/Szacowanie emisji CO2 ułatwia odnalezienie się w gąszczu norm i opcji. Wykorzystuje technologię sztucznej inteligencji (AI) optymalizacji rojem cząstek (PSO) w celu znalezienia odpowiednich parametrów dla sparametryzowanych modeli i bloków, które zagwarantują zgodność ze zwykłymi kryteriami optymalizacji. Ponadto, rozszerzenie oszacowuje koszty modelu lub emisję CO2 poprzez określenie kosztów jednostkowych lub emisji jednostkowej dla materiałów zdefiniowanych w modelu konstrukcyjnym. Dzięki temu rozszerzeniu jesteś po bezpiecznej stronie.
W przypadku elementów połączenia można sprawdzić, czy utrata stateczności jest istotna. Wymagane jest rozszerzenie Stateczność konstrukcji dla RFEM 6.
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.
Aby zwymiarować połączenie stalowe, należy aktywować rozszerzenie Połączenia stalowe. Rozszerzenia w programie RFEM 6 są aktywowane w zakładce Rozszerzenia w oknie Edytować model - dane podstawowe. Jeżeli rozszerzenie jest aktywne, jest wyświetlane w nawigatorze.