Generator kombinacji umożliwia uwzględnienie więcej niż jednego stanu początkowego. Programy RFEM i RSTAB umożliwiają definiowanie różnych stanów początkowych (sprężenie, znajdowanie kształtu, odkształcenie itp.) dla kombinacji docelowych w kombinatoryce.
Dzięki temu możliwe jest na przykład generowanie stanów obciążenia ze zmiennymi imperfekcjami na podstawie analizy znajdowania kształtu.
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.
Uwzględnienie nieliniowego zachowania komponentu przy użyciu standardowych przegubów plastycznych dla stali (FEMA 356, EN 1998-3) i nieliniowego zachowania materiału (mur, stal - bilinearnie, krzywe robocze zdefiniowane przez użytkownika)
Bezpośredni import mas z przypadków obciążeń lub kombinacji w celu przyłożenia stałych obciążeń pionowych
Zdefiniowane przez użytkownika specyfikacje dotyczące uwzględniania obciążeń poziomych (ujednoliconych ze względu na postać drgań lub równomiernie rozłożonych na wysokości mas)
Wyznaczanie krzywej pushover z możliwością wyboru kryterium granicznego obliczeń (zawalenie lub odkształcenie graniczne)
Transformacja krzywej pushover w spektrum nośności (format ADRS, układ o jednym stopniu swobody)
Bilinearyzacja spektrum nośności zgodnie z EN 1998-1:2010 + A1:2013
Transformacja zastosowanego spektrum odpowiedzi w wymagane spektrum (format ADRS)
Wyznaczanie docelowego przemieszczenia zgodnie z EC 8 (metoda N2 zgodnie z Fajfar 2000)
Graficzne porównanie nośności i wymaganego spektrum
Podczas obliczeń wybrane obciążenie poziome jest zwiększane w krokach obciążenia. Statyczna analiza nieliniowa jest przeprowadzana dla każdego kroku obciążenia, aż do osiągnięcia określonego warunku granicznego.
Wyniki analizy pushover są obszerne. Z jednej strony konstrukcja jest analizowana pod kątem odkstałceń. Można to przedstawić za pomocą linii siła-odkształcenie układu (krzywa nośności). Z drugiej strony, wpływ spektrum odpowiedzi można wyświetlić w oknie ADRS (Acceleration-Displacement Response Spectrum). Docelowe przemieszczenie jest określane w programie automatycznie na podstawie tych dwóch wyników. Proces można ocenić graficznie oraz w tabelach.
Poszczególne kryteria akceptacji można następnie przeanalizować i ocenić graficznie (dla następnego kroku obciążenia docelowego przemieszczenia, ale także dla wszystkich innych kroków obciążenia). Wyniki analizy statycznej są również dostępne dla poszczególnych kroków obciążenia.
Wiesz na pewno, że podczas łączenia elementów rozciąganych za pomocą połączeń śrubowych należy wziąć pod uwagę osłabienie przekroju spowodowane otworami na śruby. Programy do analizy statyczno-wytrzymałościowej również mają na to rozwiązanie. W rozszerzeniu Aluminium Design można wprowadzić lokalną redukcję przekroju pręta. Redukcję przekroju należy wprowadzić jako wartość bezwzględną lub jako procent powierzchni całkowitej.
Program wykonuje za Ciebie dużo pracy. Na przykład kombinacje obciążeń lub wyników, które są niezbędne dla stanu granicznego użytkowalności, są generowane i obliczane w programie RFEM/RSTAB. Te sytuacje obliczeniowe można wybrać w rozszerzeniu Aluminium Design w celu przeprowadzenia analizy ugięcia. W zależności od wprowadzonej przechyłki i wybranego układu odniesienia program określa obliczone wartości deformacji w każdym punkcie pręta. Następnie są one porównywane z wartościami granicznymi.
W konfiguracji Stan graniczny użytkowalności można ustawić wartość graniczną, która ma być obserwowana dla odkształcenia dla każdego komponentu z osobna. Jako dopuszczalną wartość graniczną definiuje się maksymalne odkształcenie w zależności od długości odniesienia. Definiując podpory obliczeniowe, można segmentować komponenty. W ten sposób można automatycznie określić odpowiednią długość odniesienia dla każdego kierunku obliczeń.
To nie wszystko. W oparciu o położenie przypisanych podpór obliczeniowych program automatycznie umożliwia rozróżnienie belek i belek wspornikowych. W ten sposób określana jest odpowiednio wartość graniczna.
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.
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 zakładce 'Podpory obliczeniowe i ugięcia' w pozycji 'Edytować pręt', pręty można podzielić na segmenty za pomocą zoptymalizowanych okien wprowadzania danych. W zależności od warunków podparcia, wartości graniczne odkształceń dla belek wspornikowych lub belek jednoprzęsłowych są dostosowywane automatycznie.
Po zdefiniowaniu podpory obliczeniowej w odpowiednim kierunku na początku pręta, końcu pręta i w węzłach pośrednich, program automatycznie rozpoznaje segmenty i długości segmentów, do których odnosi się dopuszczalne odkształcenie. Na podstawie zdefiniowanych podpór obliczeniowych moduł wykrywa również automatycznie, czy jest to belka czy wspornik. Ręczne przydzielanie, podobnie jak w poprzednich wersjach (RFEM 5), nie jest już konieczne.
Opcja 'Długości zdefiniowane przez użytkownika' umożliwia modyfikowanie długości odniesienia w tabeli. Domyślnie stosowana jest zawsze odpowiednia długość segmentu. Jeżeli długość odniesienia różni się od długości segmentu (na przykład w przypadku prętów zakrzywionych), można ją dostosować.
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.
Obliczanie ugięć i porównanie z normatywnymi lub ręcznie dostosowanymi wartościami granicznymi
Uwzględnienie wygięcia wstępnego w analizie ugięcia
W zależności od typu sytuacji obliczeniowej możliwe są różne wartości graniczne
Ręczne dostosowywanie długości odniesienia i segmentacji według kierunku
Obliczanie ugięć w odniesieniu do konstrukcji początkowej lub do konstrukcji odkształconej
Automatyczne uwzględnienie odkształceń zależnych od czasu poprzez zwiększenie obciążenia o współczynnik pełzania (może być również zdefiniowany przez użytkownika po stronie sztywności)
Uproszczone obliczenia drgań
Graficzne wyświetlanie wyników zintegrowane z RFEM/RSTAB; na przykład stopień wykorzystania wartości granicznej, odkształcenie lub ugięcie
Pełna integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM/RSTAB
Za wygenerowanie i obliczenie kombinacji obciążeń i wyników wymaganych dla stanu granicznego użytkowalności odpowiada program RFEM/RSTAB. W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji drewnianych można wybrać sytuacje obliczeniowe do analizy ugięć. Obliczone wartości odkształceń są następnie określane w każdym miejscu pręta, w zależności od określonego wygięcia wstępnego i układu odniesienia, a następnie porównywane z wartościami granicznymi.
Wartość graniczną deformacji można określić indywidualnie dla każdego elementu konstrukcyjnego w Konfiguracja stanu granicznego użytkowalności. W takim przypadku maksymalne odkształcenie nie powinno przekraczać dopuszczalnej wartości granicznej, zależnej od długości odniesienia. Podczas definiowania podpór obliczeniowych można podzielić komponenty na segmenty. Umożliwia to automatyczne określenie odpowiedniej długości odniesienia dla każdego kierunku obliczeń.
Na podstawie położenia przypisanych podpór obliczeniowych program automatycznie określa różnicę między belkami a wspornikami. W ten sposób można mieć pewność, że wartość graniczna zostanie odpowiednio określona.
W programie RFEM/RSTAB istnieje możliwość wygenerowania, a następnie obliczenia kombinacji obciążeń lub wyników wymaganych dla stanu granicznego użytkowalności. Sytuacje obliczeniowe można wybrać do analizy ugięć w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych. Obliczone wartości odkształceń są odpowiednio określane w każdym miejscu pręta, w zależności od określonego wygięcia wstępnego i układu odniesienia. Na koniec można porównać te wartości odkształceń z wartościami granicznymi.
Czy wiecie, że...? Wartość graniczną deformacji można określić indywidualnie dla każdego elementu konstrukcyjnego w Konfiguracja stanu granicznego użytkowalności. Jako dopuszczalną wartość graniczną należy zdefiniować maksymalne odkształcenie w zależności od długości odniesienia. Poprzez zdefiniowanie podpór obliczeniowych można podzielić komponenty na segmenty w celu automatycznego określenia odpowiedniej długości odniesienia dla każdego kierunku obliczeń.
W zależności od położenia przydzielonych podpór obliczeniowych, rozróżnienie między belkami i wspornikami jest dokonywane automatycznie, dzięki czemu można odpowiednio określić wartość graniczną.
Należy pamiętać, że w przypadku łączenia elementów obciążonych rozciąganiem za pomocą połączeń śrubowych, w obliczeniach w stanie granicznym nośności należy uwzględnić redukcję przekroju ze względu na otwory na śruby. Ale bez obaw, można to łatwo zrobić w programie. W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych można wprowadzić lokalną redukcję przekroju pręta - i to wszystko. Redukcję przekroju można wprowadzić jako wartość bezwzględną lub jako procent całkowitej powierzchni we wszystkich istotnych miejscach.
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.
Odkształcenie prętów i powierzchni jest określane z uwzględnieniem zarysowanego (stan II) lub niezarysowanego (stan I) przekroju żelbetowego. Podczas określania sztywności można uwzględnić usztywnienie przy rozciąganiu między rysami, zwane 'usztywnieniem przy rozciąganiu', zgodnie z zastosowaną normą obliczeniową.
Również na wyrenderowanym modelu wyniki są widoczne na wyraźnym, kolorowym wyświetlaczu. W ten sposób można dokładnie rozpoznać na przykład odkształcenie lub siły wewnętrzne pręta. Aby ustawić kolory i zakresy wartości, można to zrobić w panelu sterowania.
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.
Konstrukcję wprowadza się i modeluje się bezpośrednio w programie RFEM. Model materiałowy muru można połączyć ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Umożliwia to projektowanie całych modeli budynków w połączeniu z murem.
Program automatycznie określa wszystkie parametry wymagane do obliczeń na podstawie wprowadzonych danych materiału. Następnie generowane są krzywe naprężenie-odkształcenie dla każdego elementu skończonego.
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 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.
Analiza deformacji powierzchni żelbetowych bez zarysowań lub z rysami (stan II) z zastosowaniem metody aproksymacyjnej (np. analiza deformacji według ACI 318-19, 24.3.2.5 lub EN 1992-1-1, kl. 7.4.3)
Usztywnienie przy rozciąganiu betonu między rysami
Opcjonalne uwzględnienie pełzania i skurczu
Zintegrowane z programem RFEM graficzne przedstawienie wyników, takich jak np. odkształcenie lub ugięcie płyty płaskiej
Przejrzyste wyświetlanie wyników numerycznych w oknie dialogowym szczegółu
Pełna integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM
Szukasz obliczeń odkształceń? Należy sprawdzić konfigurację stanu granicznego użytkowalności, w której można ją aktywować. W powyższym oknie dialogowym można również kontrolować uwzględnienie efektów długotrwałych (pełzanie i skurcz) oraz usztywnienie przy rozciąganiu między rysami. Współczynnik pełzania i odkształcenie skurczowe są obliczane przy użyciu określonych parametrów wejściowych lub można je zdefiniować indywidualnie.
Ponadto można określić wartość graniczną deformacji osobno dla każdego elementu konstrukcyjnego. Maksymalna odkształcenie jest definiowane jako dopuszczalna wartość graniczna. Dodatkowo należy określić, czy do kontroli obliczeń ma zostać użyty układ nieodkształcony czy odkształcony.
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
Rozszerzone odkształcenia prętów, powierzchni i brył można wyświetlić (np. istotne odkształcenia główne, równoważne odkształcenia całkowite itd.) w Nawigatorze projektu - Wyniki w programie RFEM oraz w Tabeli 4.0.
Można na przykład wyświetlić główne odkształcenia plastyczne podczas wymiarowania plastycznego połączeń z elementami powierzchniowymi.