W rozszerzeniu Analiza geotechniczna dostępny jest wysokiej jakości model materiałowy "Zmodyfikowany model gruntu twardniejącego". Ten model materiałowy jest odpowiedni dla różnych gruntów i jest w stanie odpowiednio odwzorować następujące właściwości rzeczywistego gruntu.
Zależność naprężenia od sztywności gruntu
Zależność ścieżki obciążenia od sztywności gruntu
Odkształcenia plastyczne jeszcze przed osiągnięciem warunku granicznego
Wzrost wytrzymałości na ścinanie wraz ze wzrostem zagęszczenia siatki
Wzrost granicy plastyczności wraz ze wzrostem naprężenia, aż do osiągnięcia granicznego warunku plastyczności
Kryterium uszkodzenia według Mohra-Coulomba
Więcej informacji na temat tego modelu materiałowego oraz definicji danych wejściowych w programie RFEM można znaleźć w odpowiednim rozdziale instrukcji online rozszerzenia Analiza geotechniczna.
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.
Rozszerzenie Analiza modalna umożliwia automatyczne zwiększanie poszukiwanych wartości własnych do momentu 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.
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji betonowych dla programu RFEM 6 można przeprowadzić obliczenia odporności ogniowej ścian i płyt żelbetowych zgodnie z uproszczoną metodą tabelaryczną (EN 1992-1-2, rozdział 5.4.2 oraz tabele 5.8 i 5.9).
W rozszerzeniu Analiza geotechniczna dostępny jest model Hoek'a-Brown'a. Model wykazuje zachowanie materiału liniowo-sprężystego idealnie plastycznego. Jego nieliniowe kryterium wytrzymałości jest najczęściej stosowanym kryterium zniszczenia skał.
Parametry materiału można wprowadzić bezpośrednio za pomocą
parametrów skały lub alternatywnie poprzez
klasyfikację GSI.
opisane.
Weiterführende Informationen zu diesem Materialmodell und der Definition der Eingabe in RFEM finden Sie im entsprechenden Kapitel im Online-Handbuch für das Add-On Geotechnische Analyse:
Model Hoeka-Browna
.
W rozszerzeniu Analiza etapów budowy (CSA) można używać przekrojów złożonych, dzięki zastosowaniu przekrojów etapowanych. Ten typ przekroju umożliwia aktywację lub dezaktywację poszczególnych części przekroju typu "Parametryczny - Masywny II" na poszczególnych etapach budowy.
Masz indywidualne przekroje słupów i ścian o różnej geometrii, które wymagają obliczenia nośności na przebicie?
Nie ma problemu. W programie RFEM 6 można przeprowadzić obliczenia na przebicie nie tylko dla przekrojów prostokątnych i okrągłych, ale także dla dowolnego kształtu przekroju.
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.
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.
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)
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.
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji betonowych można zdefiniować istniejące pionowe zbrojenie na ścinanie. Jest to następnie uwzględniane przy obliczaniu wytrzymałości na przebicie.
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.
Wprowadzenie i modelowanie bryły gruntowej bezpośrednio w programie RFEM. Modele materiałów gruntowych można łączyć ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM.
Umożliwia to łatwą analizę całych modeli z pełną prezentacją interakcji grunt-konstrukcja.
Wszystkie parametry wymagane do obliczeń są określane automatycznie na podstawie wprowadzonych danych materiałowych. Następnie program generuje krzywe naprężenie-odkształcenie dla każdego elementu ES.
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.