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.
Rozszerzenie Połączenia stalowe umożliwia wymiarowanie połączeń prętów o złożonych przekrojach. Ponadto można przeprowadzać obliczenia połączeń dla prawie wszystkich przekrojów cienkościennych z biblioteki programu RFEM.
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.
W tym przypadku projektowanie spoin staje się dziecinnie proste. Dzięki specjalnie opracowanemu modelowi materiałowemu „Ortotropowy | Plastyczny | Spoina (Powierzchnie)" można obliczyć wszystkie składowe naprężenia w sposób plastyczny. Naprężenie Tprostopadłejest również rozpatrywane w sposób plastyczny.
Korzystanie z tego modelu materiałowego umożliwia realistyczne i ekonomiczne projektowanie spoin.
Za pomocą komponentu "Blacha łącząca" można automatycznie utworzyć nową blachę węzłową w rozszerzeniu Połączenia stalowe. Pozwala to na zaoszczędzenie oddzielnych komponentów, a pozostałe elementy, takie jak blacha czołowa i blacha nakładkowa, są automatycznie uwzględniane wraz z wymiarami.
Sztywność początkowa Sj,ini jest parametrem decydującym o ocenie, czy połączenie można scharakteryzować jako sztywne, niesztywne czy przegubowe.
W rozszerzeniu „Połączenia stalowe” można obliczyć początkowe sztywności Sj,ini zgodnie z Eurokodem (EN 1993-1-8 sekcja 5.2.2) i AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) w odniesieniu do sił wewnętrznych N, My i/lub Mz.
Opcjonalne automatyczne przenoszenie sztywności początkowych umożliwia bezpośrednie przenoszenie sztywności przegubowych na końcach prętów w programie RFEM. Następnie cała konstrukcja jest ponownie obliczana, a wynikające z niej siły wewnętrzne są automatycznie uwzględniane jako obciążenia w obliczeniach i wymiarowaniu modeli połączeń.
Ten zautomatyzowany proces iteracji eliminuje konieczność ręcznego eksportu i importu danych, zmniejszając ilość pracy i minimalizując potencjalne źródła błędów.
W przypadku spoiny łączącej dwie płyty z różnych materiałów, można teraz wybrać z pola rozwijanego, który z obu materiałów ma zostać użyty do utworzenia spoiny.
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.
Za pomocą komponentu "Edytor pręta" można modyfikować blachy danego profilu w rozszerzeniu Połączenia stalowe.
Istnieje możliwość zastosowania skosu, fazowania, zaokrąglenia i otworów o wielu kształtach. Obie operacje, "Podcięcie" i "Faza", można wykorzystać dla kilku blach danego profilu.
W ten sposób można fazować na przykład półki dwuteowników (patrz ilustracja).
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 DOF) dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Pełna integracja ze środowiskiem RFEM 6 i RSTAB 9
Siódmy stopień swobody jest bezpośrednio uwzględniany w obliczeniach prętów w programie RFEM/RSTAB na całym układzie
Nie ma już potrzeby definiowania warunków podparcia lub sztywności sprężystej do obliczeń w uproszczonym układzie zastępczym
Możliwość łączenia z innymi rozszerzeniami, na przykład do obliczania obciążeń krytycznych dla wyboczenia skrętnego i zwichrzenia z analizą stateczności
Brak ograniczeń dla stalowych przekrojów cienkościennych (możliwe jest również obliczenie momentu krytycznego, na przykład dla belek o masywnych przekrojach drewnianych)
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)
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.
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
Oprócz innych wstępnie zdefiniowanych elementów w rozszerzeniu Projektowanie połączeń stalowych, do wprowadzania złożonych połączeń można używać podstawowego uniwersalnego elementu 'Spoina ogólna'.
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”.
Czy do określenia współczynnika obciążenia krytycznego w ramach analizy stateczności użyto dodatkowego solwera wewnętrznych wartości własnych? W takim przypadku można następnie wyświetlić kształt wzorca projektowanego obiektu.
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych oferuje dodatkowe opcje. W tym miejscu można również obliczać przekroje ogólne, które nie są wstępnie zdefiniowane w bibliotece przekrojów. Na przykład, utwórz przekrój w programie RSECTION, a następnie zaimportuj go do RFEM/RSTAB. W zależności od zastosowanej normy projektowej dostępne są różne formaty obliczeń. Obejmuje to na przykład równoważną analizę naprężeń.
Ist zudem eine Lizenz für RSECTION und „Effektive Querschnitte“ vorhanden, so können Sie die Nachweise auch unter Berücksichtigung der effektiven Querschnittswerte nach EN 1999-1-1 führen.
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 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.
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.
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.
W rozszerzeniu Połączenia stalowe można łączyć profile zamknięte o przekroju okrągłym za pomocą spoin.
Profile okrągłe można łączyć ze sobą lub z płaskimi elementami konstrukcyjnymi. Spoiną można również łączyć pachwiny przekrojów znormalizowanych i cienkościennych.
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.