Wolne obciążenia powierzchniowe mogą być automatycznie przekonwertowane w obciążenia prętowe lub liniowe. W tym celu można skorzystać z jednej z 3 opcji:
Obciążenia prętowe od obciążenia powierzchniowego przy użyciu płaszczyzny
Obciążenia prętowe od obciążeń powierzchniowych przy użyciu komórek
Obciążenia liniowe od obciążeń powierzchniowych na otworach
W przypadku obciążeń prętowych od obciążeń powierzchniowych należy zdefiniować płaszczyznę obciążenia poprzez węzły narożne lub wybrać komórki w grafice. Wolne obciążenia powierzchniowe można zastosować albo na całej powierzchni lub tylko na efektywnej lub planowanej powierzchni prętów.
W przypadku funkcji 'Obciążenia liniowe od obciążeń powierzchniowych na otworach' wybierane są odpowiednie otwory.
Funkcja ta umożliwia automatyczne zagęszczenie siatki ES na powierzchniach. Zagęszczenie siatki jest stopniowe. Na każdym kroku siatka ES jest tworzona na podstawie porównania błędów wyników w poprzednim kroku obliczeń. Błąd numeryczny jest obliczany na podstawie wyników dla elementów powierzchniowych i jest oparty na sformułowaniu energetycznym Zienkiewicza-Zhu.
Ocena błędu jest przeprowadzana dla liniowej analizy statycznej. Wybieramy przypadek obciążenia (lub kombinację obciążeń), dla którego wygenerowana jest siatka ES. Siatka ES jest następnie wykorzystywana do wszystkich obliczeń.
Program RFEM oferuje następujące tabele do wyświetlania sił i odkształceń przegubów i zwolnień:
4.45 Przeguby liniowe - Odkształcenia
4.46 Przeguby liniowe - Siły
4.47 Przeguby prętowe - Odkształcenia
4.48 Przeguby prętowe - Siły
4.49 Zwolnienia węzłowe - Odkształcenia
4.50 Zwolnienia węzłowe - Siły
4.51 Zwolnienia liniowe - Odkształcenia
4.52 Zwolnienia liniowe - Siły
Tabele można wyświetlać w protokole wydruku. Ponadto wyniki dla przegubów liniowych i zwolnień liniowych można przedstawić w sposób graficzny. Można to kontrolować za pomocą Nawigatora projektu - Wyniki.
Nieliniowości przegubów prętowych "Rusztowanie - N phiy/phiz" oraz "Wykres rusztowania" umożliwiają mechaniczną symulację połączenia rur z wewnętrznym czopem między dwoma elementami prętowymi.
W modelu równoważnym, moment zginający jest przenoszony przez nadmiernie ściskaną rurę, a po zablokowaniu, również dodatkowo przez wewnętrzny profil, w zależności od stanu naprężeń ściskających na końcu pręta.
Czym są przeguby plastyczne? Przeguby plastyczne zgodnie z FEMA 356 mogą być używane do tworzenia krzywych pushover. Są to przeguby nieliniowe o wstępnie zdefiniowanych właściwościach plastyczności i kryteriach akceptacji dla prętów stalowych (rozdział 5 FEMA 356).
Przypadki obciążeń zawarte w kombinacjach obciążeń są łączone, a następnie obliczane z uwzględnieniem odpowiednich współczynników (częściowe współczynniki bezpieczeństwa i kombinacji, współczynniki dotyczące klas konsekwencji itd.). Kombinacje obciążeń można tworzyć automatycznie zgodnie z formułami kombinacji określonymi w stosownej normie. Obliczenia statyczne można przeprowadzić jako geometrycznie liniowe, zgodnie z teorią drugiego rzędu, lub dużych odkształceń lub zgodnie z analizą postkrytyczną. Opcjonalnie można wybrać, czy siły wewnętrzne mają być odniesione do odkształconej lub nieodkształconej konstrukcji.
Sztywność gazu wynikająca z równania stanu gazu doskonałego pV = nRT może być uwzględniona w nieliniowej analizie dynamicznej.
Funkcja obliczania gazu jest dostępna dla akcelerogramów i wykresów czasowych zarówno dla analizy bezpośredniej, jak i nieliniowej analizy Newmarka. Aby poprawnie określić zachowanie gazu, należy zdefiniować co najmniej dwie warstwy ES dla brył gazowych.
W obliczeniach nośności przekroju uwzględniane są wszystkie kombinacje sił wewnętrznych.
W przypadku wymiarowania przekrojów metodą MTP, siły wewnętrzne przekroju, działające w układzie osi głównych odniesionych do środka ciężkości lub środka ścinania, są przekształcane na lokalny układ współrzędnych w środku środnika i jest zorientowana w kierunku środnika.
Poszczególne siły wewnętrzne są rozkładane na górną i dolną półkę oraz na środniku, a także określane są graniczne siły wewnętrzne części przekroju. O ile naprężenia tnące i momenty w pasie mogą być przenoszone, nośność osiowa i nośność graniczna na zginanie przekroju są określane za pomocą pozostałych sił wewnętrznych i porównywane z istniejącą siłą i momentem. W przypadku przekroczenia naprężenia ścinającego lub nośności pasa obliczeń nie można przeprowadzić obliczeń.
Metoda Simplex określa zwiększający się współczynnik plastyczny dla zadanej kombinacji sił wewnętrznych na podstawie obliczeń SHAPE-THIN. Odwrotna wartość współczynnika powiększenia stanowi stopień wykorzystania przekroju.
Przekroje eliptyczne są analizowane pod kątem ich nośności plastycznej, korzystając z nieliniowej optymalizacji analitycznej. Metoda ta jest podobna do metody sympleks. Oddzielne przypadki obliczeniowe umożliwiają elastyczną analizę wybranych prętów, zbiorów prętów i oddziaływań oraz poszczególnych przekrojów.
Parametry istotne dla obliczeń, takie jak np. obliczenia wszystkich przekrojów zgodnie z metodą sympleks.
Wyniki obliczeń plastycznych są jak zwykle wyświetlane w RF-/STEEL EC3. Odpowiednie tabele wyników zawierają siły wewnętrzne, klasy przekrojów, obliczenia ogólne i inne dane wynikowe.
Program RFEM umożliwia wykorzystanie specjalnego przegubu liniowego do modelowania specjalnych właściwości połączenia między płytą żelbetową a ścianą murowaną. Ogranicza to przenoszone siły połączenia w zależności od określonej geometrii. Zgadnij dobrze: Oznacza to, że materiał nie może być przeciążony.
Program tworzy wykresy interakcji, które są stosowane automatycznie. Reprezentują one różne sytuacje geometryczne i można je wykorzystać do określenia prawidłowej sztywności.
Na pewno wiesz już, że zwolnienia węzłowe, liniowe i powierzchniowe służą do definiowania warunków przenoszenia między obiektami. W ten sposób można na przykład zwolnić pręty, powierzchnie i bryły z połączenia z daną linią. Zwolnienia mogą mieć również właściwości nieliniowe, takie jak „Utwierdzenie przy dodatniej n”, „Utwierdzenie przy ujemnej n” itd.
W module dodatkowym należy wybrać powierzchnie, które mają zostać zwymiarowane (na przykład za pomocą funkcji Wybierz). Geometria tafli szkła oraz obciążenia są importowane z modelu RFEM.
Następnie należy zdecydować, czy obliczenia mają być przeprowadzone bez wpływu sąsiedniej konstrukcji (obliczenia lokalne) czy z uwzględnieniem tego wpływu (obliczenia globalne). W przypadku wybrania opcji obliczeń lokalnych każda powierzchnia wybrana do obliczeń zostanie odłączona od modelu i obliczona osobno.
W obliczeniach globalnych uwzględniana jest cała konstrukcja wraz z wprowadzonymi szybami. Wszystkie dane dotyczące składu szkła oraz właściwości szkła poszczególnych warstw należy zdefiniować w oknie wprowadzania danych w module RF-GLASS. Do wyboru są warstwy typu szkło, folia i gaz. Żądany materiał można zaimportować bezpośrednio z biblioteki, która zawiera dużą liczbę materiałów.
Wszystkie parametry poszczególnych warstw, w tym ich grubości, można edytować. Ponadto w RF-GLASS można tworzyć szereg zestawień, co pozwala na wspólne wymiarowanie różnych typów szkła.
W przypadku szkła izolacyjnego w analizie można uwzględnić obciążenia zewnętrzne oraz obciążenia spowodowane zmianami temperatury, ciśnienia atmosferycznego i wysokości. Moduł oblicza te obciążenia automatycznie na podstawie parametrów obciążeń klimatycznych. W przypadku wybrania lokalnego typu obliczeń należy zdefiniować podpory liniowe, podpory węzłowe i pręty graniczne powierzchni w module RF-GLASS. Podpory i pręty są uwzględniane tylko w programie RF-GLASS i nie mają wpływu na model utworzony w programie RFEM.
Teraz możliwe jest szybkie tworzenie rastra liniowego w kartezjańskim układzie współrzędnych. Opcjonalnie można je opisać i zwymiarować. Ponadto istnieje możliwość tworzenia siatek sferycznych lub cylindrycznych.
Raster może być obracany wokół jednej lub kilku osi. Ustawienia dla rastra liniowego można zapisać i zaimportować później.
Obliczenia można przeprowadzić dla wszystkich typów prętów według analizy liniowej, drugiego rzędu, lub według analizy dużych odkształceń. Ta opcja dostępna jest dla przypadków obciążeń i kombinacji obciążeń. Dodatkowe parametry obliczeń można dostosowywać indywidualnie dla wybranych przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń i kombinacji wyników. Zapewnia to dużą elastyczność przy wyborze metody obliczeń i szczegółowych ustawień.
Czy wiecie, że...? W przypadku odciążenia elementu konstrukcyjnego za pomocą plastycznego modelu materiałowego, w przeciwieństwie do modelu Izotropowy | Nieliniowy sprężysty model materiałowy, odkształcenie pozostaje po całkowitym odciążeniu.
Do wyboru są trzy różne typy definicji:
Norma (definicja naprężenia równoważnego, przy którym materiał ulega uplastycznieniu)
Bilinearny (definiowanie naprężenia zredukowanego i modułu wzmocnienia)
W przypadku ponownego zwolnienia elementu konstrukcyjnego z materiałem nieliniowo sprężystym odkształcenie wróci do tej samej trajektorii. W przeciwieństwie do Izotropowego|Plastyczny model materiałowy, po całkowitym odciążeniu nie pozostaje odkształcenie.
Do wyboru są trzy różne typy definicji:
Norma (definicja naprężenia równoważnego, przy którym materiał ulega uplastycznieniu)
Bilinearny (definiowanie naprężenia zredukowanego i modułu wzmocnienia)
Wykres naprężenie-odkształcenie:
Określenie wielokątnego wykresu naprężenie - odkształcenie
Wyniki dla prętów można wyświetlić graficznie za pomocą kategorii Przeguby prętowe w nawigatorze. Wyniki numeryczne przegubów prętowych znajdują się w kategorii tabeli Wyniki według pręta. Tabele Przeguby prętowe - odkształcenia oraz Siły na końcach pręta służą do analizy i dokumentowania wyników odkształcenia i sił w obszarze przegubów prętowych.
W tabeli wyświetlane są odkształcenia i siły każdego pręta w miejscach określonych w Menedżerze tabel wyników. Można tam również określić, które wartości ekstremalne mają być wyświetlane.
Dostępne są różne narzędzia, takie jak uchwycenie obiektu, definiowane przez użytkownika rastry wprowadzania i linie pomocnicze, które ułatwiają graficzne wprowadzanie danych dotyczących konstrukcji. Pliki DXF można importować jako modele liniowe lub używać jako warstwy tła, pozwalające na bezpośrednie wykorzystanie określonych punktów uchwycenia.
Fundamenty są przydzielane graficznie poprzez wybór podpór za pomocą funkcji [Wybierz] w graficznym interfejsie użytkownika programu RFEM/RSTAB oraz poprzez określenie przypadków obciążeń, które mają zostać obliczone. Wszystkie pozostałe szczegóły fundamentów można zdefiniować szybko i łatwo w przejrzyście ułożonych oknach wprowadzania.
Oprócz wszystkich sił podporowych z programu RFEM/RSTAB, można zdefiniować inne obciążenia, które zostaną uwzględnione podczas wymiarowania fundamentów. Dostępne są następujące obciążenia dodatkowe:
Stałe obciążenie powierzchniowe przysypką gruntową
Ujemne obciążenie powierzchniowe; na przykład z uwagi na ruch uliczny
Poziom wody gruntowej z uwzględnieniem wyporu
Obciążenia skupione w dowolnym położeniu na płycie fundamentowej
Obciążenia liniowe z dowolnym rozkładem na płycie fundamentowej
Wymiarowanie szkła jednowarstwowego lub laminowanego oraz szkła izolacyjnego z warstwą gazową
obliczenia szkła giętego
Możliwość wyboru obliczeń lokalnych, bez uwzględnienia wpływu otaczającej konstrukcji lub obliczeń globalnych, z uwzględnieniem całej konstrukcji
Obliczanie naprężeń granicznych zgodnie z DIN 18008:2010-12 lub TRLV:2006-08
Przypisanie obciążeń do klas trwania obciążenia
Obszerna biblioteka materiałów zawierająca wszystkie popularne rodzaje szkła, folii i gazów zgodnie z normami DIN 18008:2010-12, E DIN EN 13474 oraz rozporządzeniem TRLV:2006-08
Opcjonalne uwzględnienie połączenia ścinanego warstw
Uwzględnienie obciążeń klimatycznych
Obliczenia według liniowej analizy statycznej lub analizy nieliniowej według analizy dużych deformacji. analiza
Analiza naprężeń, obliczenia w stanie granicznym nośności, obliczenia w stanie granicznym użytkowalności
Graficzne przedstawienie wszystkich wyników w RFEM
Możliwość filtrowania wyników i skal kolorów w tabelach wyników
Wyznaczanie zbrojenia podłużnego, na ścinanie i skręcanie
Określanie zbrojenia minimalnego i ściskanego
Określanie położenia osi obojętnej, odkształceń betonu oraz stali w przekroju
Wymiarowanie przekrojów obciążonych momentem zginającym w dwóch kierunkach (My,Mz)
Wymiarowanie prętów o przekrojach zbieżnych
Wyznaczanie odkształcenia w stanie II, na przykład zgodnie z EN 1992-1-1, 7.4.3
Uwzględnienie usztywnienia przy rozciąganiu
Uwzględnienie pełzania i skurczu
Szczegółowe informacje o przyczynach nieudanych obliczeń podczas wymiarowania
Szczegóły dotyczący wymiarowania dostępne we wszystkich kluczowych lokalizacjach na elemencie aby lepiej śledzić wyznaczanie zbrojenia
Opcje optymalizacji przekrojów
Wizualizacja przekroju betonowego wraz ze zbrojeniem w postaci renderu 3D
Wyświetlanie pełnego zestawienia konstrukcji stalowych
Obliczenia odporności ogniowej według metody uproszczonej (metoda strefowa) zgodnie z EN 1992-1-2 dla przekrojów prostokątnych i okrągłych
Opcjonalne rozszerzenie modułu dodatkowego RF-CONCRETE Members o nieliniowe obliczenia konstrukcji szkieletowych dla stanów granicznych nośności i użytkowalności. Rozszerzenie umożliwia wymiarowanie potencjalnie niestatecznych elementów konstrukcyjnych za pomocą obliczeń nieliniowych lub nieliniowej analizy odkształceń konstrukcji 3D. Więcej informacji można znaleźć w opisie produktu dotyczącego modułu dodatkowego RF-CONCRETE NL.
W programie RFEM dla linii podpartych można zdefiniować wymuszone deformacje liniowe. Za pomocą tej funkcji można na przykład symulować osiadania fundamentów.
Ponadto dla linii można definiować obroty wymuszone.
Zawsze można śledzić stan rzeczy, przypisując różne kolory do różnych obiektów w konstrukcji. Dzięki temu sposób renderowania konstrukcji jest jeszcze wyraźniejszy; i możesz zobaczyć najważniejsze informacje od razu.
Rozróżnia się materiały, przekroje, typy prętów, przeguby prętowe, typy powierzchni - geometria, typy powierzchni - sztywność, grubości powierzchni, typy brył, strony powierzchni, nazwane widoczności oraz współczynniki długości efektywnej.
Zbiory prętów z obciążeniami ruchomymi wybierane są graficznie w modelu programu RFEM/RSTAB. Do jednego zbioru prętów można zastosować jednocześnie kilka różnych typów obciążeń.
Określając pierwszą pozycję obciążenia, można precyzyjnie odwzorować obciążenie przychodzące w bieżni pręta ciągłego. W ten sam sposób można określić, czy obciążenie ruchome składające się z różnych przyłożeń obciążeń może przemieścić się poza koniec prętów ciągłych (most) czy nie (bieżnia podsuwnicowa).
Przyrost poszczególnych pozycji obciążenia zależy od liczby przypadków obciążeń wygenerowanych dla programu RFEM/RSTAB. Obciążenia można również dodawać do już istniejących przypadków obciążeń w programie RFEM/RSTAB, dzięki czemu nie jest wymagana dodatkowa superpozycja. Dostępnych jest kilka typów obciążeń, na przykład obciążenia pojedyncze, liniowe i trapezowe, a także pary obciążeń i kilka jednorodnych obciążeń skupionych.
Obciążenia można przykładać w kierunku lokalnym i globalnym. Aplikacja może odnosić się do rzeczywistej długości pręta lub do rzutowania w kierunku globalnym.
Czy wiedzą Państwo, że...? W przeciwieństwie do innych modeli materiałowych, wykres naprężenie-odkształcenie dla tego modelu materiałowego nie jest antymetryczny względem początku. Ten model materiałowy można wykorzystać na przykład do symulacji zachowania betonu zbrojonego włóknami stalowymi. Więcej informacji na temat modelowania betonu zbrojonego włóknami stalowymi można znaleźć w artykule technicznym Właściwości materiałowe betonu zbrojonego włóknami stalowymi.
W tym modelu materiału sztywność izotropowa jest redukowana za pomocą skalarnego parametru uszkodzenia. Ten parametr uszkodzenia wyznaczany jest z krzywej naprężeń określonej na wykresie. Nie uwzględnia się kierunku naprężeń głównych. Zamiast tego uszkodzenie występuje w kierunku odkształcenia zastępczego, które obejmuje również trzeci kierunek prostopadły do płaszczyzny. Obszary rozciągania i ściskania tensora naprężeń są traktowane oddzielnie. W takim przypadku obowiązują inne parametry uszkodzenia.
"Wielkość elementu odniesienia" określa, w jaki sposób odkształcenie w obszarze rys jest skalowane do długości elementu. Przy domyślnej wartości zero skalowanie nie jest wykonywane. Pozwala to na realistyczne modelowanie zachowania materiałowego betonu zbrojonego włóknami stalowymi.
Czy znasz już model materiałowy Tsai-Wu? Łączy w sobie właściwości plastyczne i ortotropowe, co pozwala na specjalne modelowanie materiałów o charakterystyce anizotropowej, takich jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami czy drewno.
Podczas uplastycznienia materiału naprężenia pozostają stałe. Zachodzi redystrybucja w zależności od sztywności występującej w poszczególnych kierunkach. Obszar sprężysty odpowiada powierzchni ortotropowej | Liniowy sprężysty model materiałowy (bryły). Dla strefy plastycznej ma zastosowanie następujące kryterium plastyczności według Tsai-Wu:
Wszystkie wytrzymałości są zdefiniowane jako dodatnie. Kryterium naprężeń można sobie wyobrazić jako powierzchnię eliptyczną w sześciowymiarowej przestrzeni naprężeń. Jeżeli jedna z trzech składowych naprężenia zostanie przyłożona jako stała wartość, powierzchnię tę można rzutować na trójwymiarową przestrzeń naprężeń.
Jeżeli wartość fy (σ), zgodnie z równaniem Tsai-Wu, płaski warunek naprężenia, jest mniejsza niż 1, naprężenia znajdują się w strefie sprężystej. Powierzchnia plastyczna zostaje osiągnięta, gdy fy (σ) = 1; wartości większe niż 1 nie są dozwolone. Zachowanie modelu jest idealnie plastyczne, co oznacza, że nie występuje usztywnienie.
Nieliniowa analiza deformacji jest przeprowadzana metodą iteracyjną, z uwzględnieniem sztywności w przekrojach zarysowanych i niezarysowanych. Nieliniowe modelowanie betonu zbrojonego wymaga zdefiniowania właściwości materiału, które różnią się w zależności od grubości powierzchni. Dlatego element skończony jest dzielony na określoną liczbę warstw stali i betonu w celu określenia wysokości przekroju.
Średnie wytrzymałości stali zastosowane w obliczeniach oparte są na 'Normie modelu probabilistycznego', opublikowanym przez komitet techniczny JCSS. To od użytkownika zależy, czy wytrzymałość stali zostanie przyłożona do granicy wytrzymałości na rozciąganie (wzrost rozgałęzienia w obszarze plastycznym). W odniesieniu do właściwości materiałowych można kontrolować wykres naprężenie-odkształcenie dla wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie. Jako wytrzymałość betonu na ściskanie można wybrać paraboliczny lub paraboliczno-prostokątny wykres naprężenie-odkształcenie. Po stronie rozciągania betonu istnieje możliwość dezaktywacji wytrzymałości na rozciąganie, a także zastosowania wykresu liniowo-sprężystego, wykresu zgodnie z normą modelu CEB-FIB 90:1993 oraz rezydualnej wytrzymałości betonu na rozciąganie z uwzględnieniem usztywnienia rozciąganego między rysami.
Ponadto można określić, które wartości wyników mają być wyświetlane po obliczeniach nieliniowych w stanie granicznym użytkowalności:
Odkształcenia (globalne, lokalne dla układu niezdeformowanego/nieodkształconego)
Szerokości, wysokości rys oraz rozstaw górnej i dolnej powierzchni w głównych kierunkach I oraz II
Naprężenia w betonie (naprężenie i odkształcenie w głównym kierunku I i II) oraz w zbrojeniu (odkształcenie, pole przekroju, profil, otulina i kierunek w każdym kierunku zbrojenia)
RF-CONCRETE Members:
Nieliniowa analiza deformacji konstrukcji szkieletowych jest przeprowadzana metodą iteracyjną, uwzględniającą sztywność w przekrojach zarysowanych i niezarysowanych. Właściwości materiałowe betonu i stali zbrojeniowej wykorzystywane w obliczeniach nieliniowych są wybierane zgodnie ze stanem granicznym. Udział wytrzymałości betonu na rozciąganie pomiędzy rysami (wzmocnienie przy rozciąganiu) można określić za pomocą zmodyfikowanego wykresu naprężenie-odkształcenie stali zbrojeniowej lub poprzez zastosowanie rezydualnej wytrzymałości betonu na rozciąganie.
Pliki STEP można importować do programu RFEM 6. Dane są bezpośrednio konwertowane na natywne dane modelu RFEM.
STEP to standard interfejsu zainicjowany przez ISO (ISO 10303). W opisie geometrii wszystkie kształty istotne dla programu RFEM (modele liniowe, powierzchniowe i bryłowe) istotne dla programu RFEM mogą być zintegrowane za pomocą modeli danych CAD.
Uwaga: Tego formatu nie należy mylić z interfejsami DSTV, które również używają rozszerzenia *.stp.
Obliczenia nieliniowe rozpoczyna się poprzez wybranie tej metody dla obliczeń w stanie granicznym użytkowalności. Różne typy analizy, a także wykresy odkształceń i naprężeń dla betonu oraz stali zbrojeniowej można wybrać indywidualnie. Na proces iteracji mogą mieć wpływ następujące parametry kontrolne: dokładność zbieżności, maksymalna liczba iteracji, rozmieszczenie warstw na wysokości przekroju oraz współczynnik tłumienia.
Wartości graniczne w stanie granicznym użytkowalności można ustawić indywidualnie dla każdej powierzchni lub grupy powierzchni. Jako dozwolone wartości graniczne można zdefiniować deformację maksymalną, naprężenia maksymalne oraz maksymalne szerokości rys. Podczas definiowania deformacji maksymalnej należy dodatkowo określić, czy do obliczeń ma zostać użyty układ odkształcony czy nieodkształcony.
RF-CONCRETE Members (en)
Obliczenia nieliniowe można zastosować do obliczeń stanu granicznego nośności i użytkowalności. Użytkownik może indywidualnie ustalać, w jaki sposób stosowane są wytrzymałość betonu na rozciąganie lub usztywnienie przy rozciąganiu. Na proces iteracji mogą wpływać następujące parametry kontrolne: dokładność zbieżności, maksymalna liczba iteracji i współczynnik tłumienia.