W rozszerzeniu dla RFEM Funkcja wymiarowania betonu umożliwia przeprowadzenie obliczeń odporności ogniowej ścian i stropów według uproszczonej metody tabeli (EN 1992-1-2, Rozdział 5.4.2 oraz Tabele 5.8 i 5.9) wykonane z betonu zbrojonego.
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji betonowych można zdefiniować istniejące pionowo zbrojenie na ścinanie. Jest to następnie uwzględniane przy obliczaniu wytrzymałości na przebicie.
W rozszerzeniu Analiza modalna istnieje możliwość automatycznego zwiększania wartości własnych aż do osiągnięcia zdefiniowanego współczynnika efektywnej masy modalnej. Uwzględniane są wszystkie kierunki translacyjne, które zostały aktywowane jako masy do analizy modalnej.
W ten sposób można łatwo obliczyć wymagane 90% efektywnej masy modalnej dla metody spektrum odpowiedzi.
Masz indywidualne przekroje słupów lub ścianki ustawione pod kątem, a potrzebujesz obliczeń na przebicie?
Nie ma problemu. W programie RFEM 6 można przeprowadzać obliczenia na przebicie nie tylko dla przekrojów prostokątnych i okrągłych, ale także dla dowolnego kształtu przekroju.
Dostępnych jest kilka opcji definiowania mas dla analizy modalnej. Masy od ciężaru własnego są uwzględniane automatycznie, natomiast obciążenia i masy można uwzględnić bezpośrednio w przypadku obciążenia typu analiza modalna. Potrzebujesz więcej opcji? Należy wybrać, czy obciążenia pełne mają być uwzględniane jako masy, składowe obciążenia w globalnym kierunku Z, czy tylko składowe obciążenia w kierunku siły ciężkości.
Program oferuje dodatkową lub alternatywną opcję importu mas: Ręczna definicja kombinacji obciążeń, począwszy od których masy są uwzględniane w analizie modalnej. Wybrałeś normę obliczeniową? Następnie można utworzyć sytuację obliczeniową typu Kombinacja mas sejsmicznych. W ten sposób program automatycznie oblicza sytuację masową dla analizy modalnej zgodnie z preferowaną normą obliczeniową. Innymi słowy: Program tworzy kombinację obciążeń na podstawie współczynników kombinacji wstępnie ustawionych dla wybranej normy. Zawiera on masy użyte do analizy modalnej.
Automatyczne uwzględnianie masy własnej od ciężaru konstrukcji
Możliwy bezpośredni import mas z przypadków obciążeń lub kombinacji
Opcjonalne definiowanie mas dodatkowych (masy węzłowe, liniowe lub powierzchniowe oraz masy wynikające z bezwładności) bezpośrednio w przypadkach obciążeń
Opcjonalne pominięcie mas (na przykład masy fundamentów)
Kombinacje mas w różnych przypadkach i kombinacjach obciążeń
Predefiniowane współczynniki kombinacji wg różnych norm (EC 8, SIA 261, ASCE 7, ...)
Opcjonalny import stanów początkowych (np. w celu uwzględnienia naprężenia wstępnego i imperfekcji)
modyfikacja konstrukcji
Uwzględnianie uszkodzenia w podporach lub prętach/powierzchniach/bryłach
Możliwość zadania kilku analiz modalnych (np. w celu analizy różnych mas lub modyfikacji sztywności)
Wybór typu macierzy mas (macierz diagonalna, macierz spójna, macierz jednostkowa) oraz wskazanych przez użytkownika stopni swobody (translacyjne i rotacyjne)
Metody określania liczby postaci drgań własnych (liczba zdefiniowana przez użytkownika, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia zadanych efektywnych współczynników masy modalnej, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia maksymalnej częstotliwości drgań własnych - dostępne tylko w programie RSTAB)
Określanie postaci drgań i mas w węzłach siatki MES
Wyniki w postaci wartości własnych, częstości kątowych, częstotliwości drgań własnych i okresu drgań własnych
Wyniki w postaci mas modalnych, efektywnych mas modalnych, współczynników masy modalnej i współczynników udziału masy
Tabelaryczne i graficzne przedstawienie mas w punktach siatki MES
Wizualizacja i animacja postaci drgań własnych
Różne opcje skalowania postaci drgań własnych
Dokumentacja wyników numerycznych i graficznych w raporcie
W ustawieniach analizy modalnej należy wprowadzić wszystkie dane, które są niezbędne do określenia częstotliwości drgań własnych. Są to na przykład kształty mas i solwery wartości własnych.
Rozszerzenie Analiza modalna określa najniższe wartości częstości drgań własnych konstrukcji. Liczbę wartości własnych można dostosować lub określić automatycznie. Należy zatem osiągnąć efektywne współczynniki masy modalnej lub maksymalne częstotliwości drgań własnych. Masy są importowane bezpośrednio z przypadków obciążeń i kombinacji obciążeń. W takim przypadku istnieje możliwość uwzględnienia masy całkowitej, składowych obciążenia w globalnym kierunku Z lub tylko składowej obciążenia w kierunku siły ciężkości.
Dodatkowe masy w węzłach, liniach, prętach lub powierzchniach można zdefiniować ręcznie. Ponadto można wpływać na macierz sztywności poprzez import sił osiowych lub modyfikacji sztywności z przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń.
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.
Czy oprócz obciążeń statycznych chcesz uwzględnić również inne obciążenia jako masy? Program umożliwia to dla obciążeń węzłowych, prętowych, liniowych i powierzchniowych. W tym celu podczas definiowania obciążenia należy wybrać typ Obciążenie masą. Dla takich obciążeń należy zdefiniować masę lub składowe masy w kierunkach X, Y i Z. W przypadku mas węzłowych można dodatkowo zdefiniować momenty bezwładności X, Y i Z w celu modelowania bardziej złożonych punktów mas.
Zaraz po zakończeniu obliczeń wyświetlane są wartości własne, częstotliwości drgań własnych i okresy. Okna z tymi wynikami zintegrowane są z programem głównym RFEM/RSTAB. W tabelach można znaleźć wszystkie kształty drgań konstrukcji, a także można je wyświetlić graficznie i animować.
Wszystkie tabele wyników i grafiki stanowią część raportu programu RFEM/RSTAB. Zapewnia to przejrzystą dokumentację obliczeń. Tabele można również eksportować do programu MS Excel.
Widać to już na obrazku: Imperfekcje można również uwzględnić podczas definiowania przypadku obciążenia w analizie modalnej. Typy imperfekcji, które mogą być stosowane w analizie modalnej, to obciążenia hipotetyczne z przypadku obciążenia, początkowe przemieszczenie w tabeli, odkształcenie statyczne, postać wyboczeniowa, postać dynamiczna oraz grupa przypadków imperfekcji.
Często zachodzi potrzeba pominięcia mas. Dzieje się tak zwłaszcza w przypadku, gdy wyniki analizy modalnej mają być wykorzystane do analizy sejsmicznej. W tym celu wymagane jest 90% efektywnej masy modalnej w każdym kierunku. Pozwala to na pominięcie masy we wszystkich utwierdzonych podporach węzłowych i liniowych. Program automatycznie dezaktywuje powiązane masy.
Obiekty, których masy mają zostać pominięte w analizie modalnej, można również wybrać ręcznie. Dla lepszego widoku pokazaliśmy to ostatnie na rysunku. W wyniku wyboru przez użytkownika obiektów masowych wraz z skojarzonymi z nimi składowymi masowymi można pominąć masy.
Podczas definiowania danych wejściowych dla przypadku obciążenia analizy modalnej można uwzględnić przypadek obciążenia, którego sztywności reprezentują początkową pozycję analizy modalnej. Jak to zrobić? Jak pokazano na rysunku, należy wybrać opcję "Uwzględnij stan początkowy z". Teraz otwórz okno dialogowe "Ustawienia stanu początkowego" i zdefiniuj typ Sztywność jako stan początkowy. W tym przypadku obciążenia, który jest stanem początkowym branym pod uwagę, można uwzględnić sztywność układu konstrukcyjnego, gdy pręty rozciągane ulegają uszkodzeniu. Celem tego wszystkiego: Sztywność z tego przypadku obciążenia jest uwzględniana w analizie modalnej. W ten sposób uzyskuje się wyraźnie elastyczny system.
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/DYNAM Pro-Natural Vibrations (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Analiza modalna dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Predefiniowane współczynniki kombinacji dla różnych norm (EC 8, ASCE itp.)
Opcjonalne pominięcie mas (na przykład masy fundamentów)
Metody określania liczby postaci drgań własnych (liczba zdefiniowana przez użytkownika, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia zadanych efektywnych współczynników masy modalnej, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia maksymalnej częstotliwości drgań własnych)
Wyniki w postaci mas modalnych, efektywnych mas modalnych, współczynników masy modalnej i współczynników udziału masy
Tabelaryczne i graficzne przedstawienie mas w punktach siatki MES
Różne opcje skalowania postaci drgań własnych w nawigatorze wyników
Czy wiecie, że...? W przypadkach obciążeń typu Analiza modalna można z łatwością wprowadzać zmiany konstrukcyjne. Pozwala to na przykład na indywidualne dostosowanie sztywności materiałów, przekrojów, prętów, powierzchni, przegubów i podpór. W przypadku niektórych rozszerzeń można również modyfikować sztywności. Po wybraniu obiektów ich właściwości sztywności są dostosowywane do typu obiektu. W ten sposób można je zdefiniować w osobnych zakładkach.
Czy chcesz przeanalizować uszkodzenie obiektu (na przykład słupa) w analizie modalnej? Jest to również możliwe bez żadnych problemów. Wystarczy przejść do okna Modyfikacja konstrukcji i dezaktywować odpowiednie obiekty.
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 Rozszerzenie Wymiarowanie '''betonu''' ''' umożliwia przeprowadzanie uproszczonych obliczeń odporności ogniowej słupów (Rozdział 5.3.2) i belek (Rozdział 5.6), zgodnie z EN 1992-1-2.
W przypadku uproszczonych obliczeń odporności ogniowej dostępne są następujące metody weryfikacji:
Słupy: Minimalne wymiary przekroju prostokątnego i okrągłego wg tabeli 5.2a oraz równania 5.7 do obliczania czasu ekspozycji pożarowej
Belki: Minimalne wymiary i odległości między środkami zgodnie z Tabelą 5.5 i Tabelą 5.6
Siły wewnętrzne do obliczeń odporności ogniowej można wyznaczyć przy użyciu dwóch metod.
1: W tym przypadku siły wewnętrzne z wyjątkowej sytuacji obliczeniowej są bezpośrednio uwzględniane w obliczeniach.
2: Siły wewnętrzne z obliczeń w temperaturze normalnej są redukowane za pomocą współczynnika Eta,fi (ηfi) i są następnie wykorzystywane do obliczeń odporności ogniowej.
Ponadto istnieje możliwość modyfikacji rozstawu osi zgodnie z równ. 5.5.
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.
Czy odkryłeś już tabelaryczne i graficzne przedstawianie mas w punktach siatki? Po prawej, jest to również jeden z wyników analizy modalnej w programie RFEM 6. W ten sposób można sprawdzić importowane masy, które zależą od różnych ustawień analizy modalnej. Mogą być one wyświetlane w zakładce Masy w punktach siatki tabeli Wyniki. Tabela zawiera przegląd następujących wyników: Masa - kierunek przesuwny (mX, mY, mZ ), Masa - kierunek obrotowy (mφX, mφY, mφZ ) oraz suma mas. Czy nie byłoby lepiej, gdybyś jak najszybciej przeprowadził ocenę graficzną? Następnie można również wyświetlić graficznie masy w punktach siatki.
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji betonowych umożliwia wymiarowanie prętów i powierzchni ze względu na zmęczenie zgodnie z EN 1992-1-1, rozdział 6.8.
W przypadku obliczeń zmęczenia można opcjonalnie wybrać dwie metody lub poziomy obliczeniowe w konfiguracjach obliczeniowych:
Poziom obliczeniowy 1: Obliczenia uproszczone wg. do 6.8.6 i 6.8.7(2) Kryterium uproszczone jest stosowane dla częstych kombinacji oddziaływań zgodnie z EN 1992-1-1, rozdział 6.8.6 (2) oraz EN 1990, równ. (6.15b) wraz z obciążeniami od ruchu drogowego w stanie użytkowalności. Dla stali zbrojeniowej sprawdzany jest maksymalny zakres naprężeń zgodnie z 6.8.6. Naprężenie ściskające w betonie jest określane za pomocą górnego i dolnego dopuszczalnego naprężenia zgodnie z 6.8.7(2).
Poziom analizy 2: Obliczanie równoważnego naprężenia niszczącego zgodnie z 6.8.5 i 6.8.7(1) (uproszczone obliczenia na zmęczenie): Obliczenia z wykorzystaniem zakresów równoważnych naprężeń niszczących są przeprowadzane dla kombinacji zmęczeniowych, zgodnie z EN 1992-1-1, rozdział 6.8.3, równ. (6.69) o specyficznie zdefiniowanym oddziaływaniu cyklicznym Qfat .
Podczas wymiarowania przekroju można bezpośrednio określić, czy powierzchnia betonowa zostanie zastosowana za prętami zbrojeniowymi, czy też zostanie odjęta od przekroju betonowego. Istnieje możliwość obliczenia przekroju betonu netto, zwłaszcza w przypadku przekroju silnie zbrojonego.
Program do analizy statyczno-wytrzymałościowej zapewnia przejrzysty przegląd wszystkich przeprowadzonych kontroli obliczeń dla określonej normy obliczeniowej. Dla każdego warunku projektowego należy określić kryterium obliczeniowe. Oprócz sprawdzania stanu granicznego nośności i użytkowalności program sprawdza zasady projektowania określone w normie. Dla każdej kontroli obliczeń są określone szczegóły obliczeń, w tym wartości początkowe, wyniki pośrednie i wyniki końcowe. Proces obliczeń wraz z zastosowanymi wzorami, standardowymi źródłami i wynikami szczegółowo przedstawiony jest w oknie informacyjnym w szczegółach obliczeń.
Zbrojenie powierzchniowe należy wprowadzić bezpośrednio na poziomie programu RFEM. W takim przypadku można indywidualnie wybrać zdefiniowane zbrojenie powierzchniowe. Podczas wprowadzania zbrojenia powierzchniowego do dyspozycji użytkownika są standardowe funkcje Kopiuj, Odbij lub Obróć.
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.
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji betonowych można przeprowadzać obliczenia sejsmiczne dla prętów żelbetowych zgodnie z EC 8. Są to między innymi następujące funkcje:
Konfiguracje obliczeń sejsmicznych
Rozróżnianie klas ciągliwości DCL, DCM, DCH
Możliwość przeniesienia współczynnika odpowiedzi z analizy dynamicznej
Sprawdzenie wartości granicznej współczynnika odpowiedzi
Weryfikacja nośności dla "Wytrzymały słup - słaba belka"
Uszczegółowienie i reguły szczególne dla współczynnika ciągliwości krzywizny
Uszczegółowienie i reguły szczególne dla ciągliwości lokalnej