W rozszerzeniu Połączenia stalowe istnieje możliwość łączenia profili zamkniętych o okrągłym przekroju za pomocą spoin.
Profile okrągłe można łączyć ze sobą lub z płaskimi elementami konstrukcyjnymi. Spoiną można również łączyć pachwiny przekrojów znormalizowanych i cienkościennych.
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.
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.
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)
Nowe przekroje stalowe zgodnie z najnowszą instrukcją CISC (12 wydanie) są dostępne w programie RFEM 6. Przekroje są wymienione w bibliotece Znormalizowane. W filtrze należy wybrać region „Kanada”, a normę „CISC 12”. Alternatywnie nazwę przekroju można wprowadzić bezpośrednio w polu wyszukiwania znajdującym się w dolnej części okna dialogowego.
Pracujesz z elementami konstrukcyjnymi składającymi się z płyt? W takim przypadku należy przeprowadzić obliczenia na ścinanie z uwzględnieniem wymagań obliczania przebicia, na przykład zgodnie z 6.4, EN 1992-1-1. Oprócz płyt stropowych można w ten sposób wymiarować również płyty fundamentowe.
W konfiguracji stanu granicznego nośności dla wymiarowania betonu można zdefiniować parametry obliczeń przebicia dla wybranych węzłów.
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
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.
Czy chcesz, aby Twoje konstrukcje pozostały pionowe nawet podczas wiatru i śniegu? W takim razie skorzystaj z generatorów obciążeń dla konstrukcji płytowych i ramowych. Teraz można generować obciążenia wiatrem zgodnie z EN 1991‑1-4 oraz obciążenia śniegiem zgodnie z EN 1991‑1‑3 (a także innymi normami międzynarodowymi). Przypadki obciążeń są generowane w zależności od kształtu dachu.
Obciążenia wiatrem również nie stanowią problemu w obliczeniach. Obciążenia wiatrem mogą być generowane automatycznie jako obciążenia prętowe lub obciążenia powierzchniowe (RFEM) na następujących elementach konstrukcyjnych:
Czy Twoje konstrukcje również muszą wytrzymać opady śniegu? Za pomocą Kreatora obciążeń śniegiem można generować obciążenia śniegiem jako obciążenia prętowe lub powierzchniowe.
Dzięki zintegrowanemu rozszerzeniu modułu RF-/STEEL Warping Torsion, możliwe jest przeprowadzenie obliczeń zgodnie z Design Guide 9 w RF-/STEEL AISC.
Obliczenia są przeprowadzane z 7 stopniami swobody zgodnie z teorią skręcania skrępowanego i umożliwiają realistyczne obliczenia stateczności z uwzględnieniem skręcania.
Definiowanie krytycznego momentu wyboczeniowego odbywa się w module RF-/STEEL AISC za pomocą solwera wartości własnych, który umożliwia dokładne określenie krytycznego obciążenia wyboczeniowego.
Solwer wartości własnych pokazuje okno z grafiką wartości własnych, które umożliwia sprawdzenie warunków brzegowych.
W programie STEEL AISC możliwe jest uwzględnienie pośrednich podpór bocznych w dowolnym miejscu. Na przykład, możliwa jest stabilizacja tylko górnej półki.
Ponadto można przypisać boczne podpory pośrednie zdefiniowane przez użytkownika; na przykład pojedyncze sprężyny obrotowe i sprężyny translacyjne w dowolnym miejscu przekroju.
Biblioteka materiałów zawiera już kanadyjskie typy betonu i stali zbrojeniowej dostępne do przeprowadzenia wymiarowania. Jednak zawsze można zdefiniować materiały dla wymiarowania wg CSA A23.3.
Jednostki wykorzystane dla wymiarowania betonu zbrojonego wg CSA A23.3 dostosowane są dla systemu metrycznego domyślnie.
Pierwsze okno wyników pokazuje maksymalne stopnie wykorzystania wraz z odpowiednim wykorzystaniem dla każdego obliczanego przypadku obciążenia, kombinacji obciążeń lub kombinacji wyników.
W pozostałych oknach wyników wyświetlane są wszystkie szczegółowe wyniki posortowane według określonego tematu w rozwijanych menu. Wszystkie wyniki pośrednie wzdłuż prętów można wyświetlić w dowolnym miejscu. W ten sposób można łatwo prześledzić, w jaki sposób moduł przeprowadził poszczególne obliczenia.
Pełne dane modułu stanowią część protokołu wydruku programu RFEM/RSTAB. Zawartość i zakres protokołu można wybrać indywidualnie dla poszczególnych obliczeń.
Najpierw należy zdecydować, czy obliczenia mają być przeprowadzone zgodnie z ASD czy LRFD. Następnie można wprowadzić przypadki obciążeń, kombinacje obciążeń i kombinacje wyników, które mają zostać obliczone. Kombinacje obciążeń zgodnie z ASCE 7 można generować ręcznie lub automatycznie w programie RFEM/RSTAB.
W kolejnych krokach można dostosować wstępne ustawienia bocznych podpór pośrednich, długości efektywnych i innych parametrów obliczeniowych specyficznych dla normy, takich jak współczynnik modyfikacjiCb dla zwichrzenia lub współczynnika niezrealizowanego nośności. W przypadku prętów ciągłych można zdefiniować indywidualne warunki podparcia i mimośrody każdego węzła pośredniego pojedynczych prętów. Specjalne narzędzie dla analizy MES, które działa w tle, określa obciążenia krytyczne oraz momenty wymagane dla analizy stateczności.
W połączeniu z programem RFEM/RSTAB, możliwe jest zastosowanie metody analizy bezpośredniej z uwzględnieniem wpływu obliczeń ogólnych zgodnie z teorią drugiego rzędu. W ten sposób unika się stosowania specjalnych współczynników powiększenia.
Wymiarowanie prętów i zbiorów prętów dla rozciągania, ściskania, zginania, ścinania, kombinacji sił wewnętrznych i skręcania
Analiza stateczności dla wyboczenia i zwichrzenia
Automatyczne określanie krytycznych obciążeń wyboczeniowych i krytycznych momentów wyboczeniowych dla ogólnych obciążeń i warunków podparcia za pomocą specjalnego programu MES (analizy wartości własnych) zintegrowanego w module
Alternatywne obliczenia analityczne krytycznego momentu wyboczeniowego dla sytuacji standardowych
Możliwość zastosowania oddzielnych podpór bocznych do belek i prętów ciągłych
Obliczenia w stanie granicznym użytkowalności (ugięcie)
Optymalizacja przekroju
Szeroki wybór dostępnych przekrojów, takich jak np. dwuteowniki walcowane; ceowniki; teowniki; kątowniki; profile zamknięte prostokątne i okrągłe; pręty okrągłe; przekroje symetryczne i niesymetryczne, parametryczne przekroje dwuteowe, teowe, kątowniki; podwójne kątowniki
Przejrzyste okna wprowadzania i wyników
Szczegółowa dokumentacja wyników wraz z odniesieniami do równań obliczeniowych z zastosowanej normy
Różne opcje filtrowania i sortowania wyników, w tym listy wyników według prętów, przekrojów i położenia x, przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń i kombinacji wyników
Tabela wyników dla smukłości pręta i głównych sił wewnętrznych
Ponieważ moduł RF-/STEEL Warping Torsion jest w pełni zintegrowany z modułami RF-/STEEL AISC i RF‑/STEEL EC3, dane są wprowadzane w taki sam sposób, jak w przypadku obliczeń w tych modułach. W oknie dialogowym Szczegóły, zakładka Skręcanie skrępowane (patrz rysunek po prawej stronie), konieczne jest tylko zaznaczenie opcji "Przeprowadzić analizę skręcania skrępowanego". W tym oknie dialogowym można również zdefiniować maksymalną liczbę iteracji.
Analiza skręcania skrępowanego jest przeprowadzana dla zbiorów prętów w modułach RF-/STEEL AISC i RF-/STEEL EC3. Można dla nich zdefiniować warunki brzegowe, takie jak podpory węzłowe lub zwolnienia na końcach prętów. Możliwe jest również określenie imperfekcji do obliczeń nieliniowych.
Wyniki analizy skręcania skrępowanego są wyświetlane w modułach RF-/STEEL AISC i RF-/STEEL EC3 w zwykły sposób. Odpowiednie okna wyników zawierają między innymi wartości krytycznego skręcania i skręcania, siły wewnętrzne oraz podsumowanie obliczeń.
Graficzne przedstawienie postaci drgań (wraz z deplanacją) umożliwia realistyczną ocenę zachowania się wyboczenia.
Podczas modelowania konstrukcji szkieletowych dostępne są generatory obciążenia wiatrem według EN 1991-1-4 oraz śniegiem według EN 1991-1-3. Przypadki obciążeń są generowane w zależności od kształtu dachu. Inny generator tworzy obciążenie pokrywą (lód). Powtarzające się kombinacje obciążeń można zapisywać jako szablony.
Wygenerowane obciążenia można łatwo przenieść do programu RFEM/RSTAB w celu nakładania na inne przypadki obciążeń. Wszystkie dane z modułu mogą być włączone do protokołu wydruku programu RFEM/RSTAB.
Zawartość protokołu wydruku i zakres danych wyjściowych dla każdej analizy mogą być dobrane indywidualnie.
Po wygenerowaniu obciążeń można sprawdzić wyniki w przejrzyście ułożonych tabelach. Wyniki zawierają wszystkie informacje o wygenerowanych przypadkach obciążeń i obciążeń ciężarem własnym, wiatrem i lodem. Wszystkie obciążenia są wyszczególnione w obiektach konstrukcyjnych i wyposażeniu.
Moduł dodatkowy RF-/TOWER Loading spełnia wymagania norm EN 1991-1-4/DIN EN 1993-3-1, DIN 1055-4, DIN 4131: 1991-11 oraz DIN V 4131: 2008-09. Normy te obejmują specyfikacje obciążeń stałych, wiatrowych, konserwacyjnych i obciążeń lodem (ISO 12494 lub DIN 1055-5) oraz obciążeń zmiennych. Standardowe specyfikacje są ustawione fabrycznie lub dostępne w bibliotekach.
Do generowania obciążeń wiatrem zgodnie z Eurokodem dostępne są załączniki krajowe (NA) następujących krajów:
DIN EN 1991-1-4 (Niemcy)
CSN EN 1994-1-4 (Republika Czeska)
NA do CYS EN 1991-1-4 (Cypr)
DK EN 1991-1-4 (Dania)
NBN EN 1991-1-4 (Belgia)
NEN EN 1991-1-4 (Holandia)
NF EN 1991-1-4 (Francja)
SFS-EN 1991-1-4 (Finlandia)
SIST EN 1991-1-4 (Słowenia)
SR EN 1991-1-4 (Rumunia)
SS EN 1991-1-4 (Singapur)
SS-EN 1991-1-4 (Szwecja)
STN EN 1991-1-4 (Słowacja)
UNI EN 1991-1-4 (Włochy)
Możliwe jest generowanie indywidualnych sytuacji obciążeniowych: Ciśnienie wiatru, kierunek wiatru lub obciążenia lodem można ustawić ręcznie lub zaimportować z tabel.