Wymiarowanie elementów rozciąganych, ściskanych, zginanych, ścinanych, skręcanych i poddanych połączonemu działaniu tych sił wewnętrznych
Obliczanie rozciągania z uwzględnieniem zredukowanej powierzchni przekroju (np. osłabienie z uwagi na otwory)
Automatyczna klasyfikacja przekrojów w celu sprawdzenia wyboczenia lokalnego
Siły wewnętrzne z obliczeń ze skręcaniem skrępowanym (7 stopni swobody) są uwzględniane w kontroli naprężeń zastępczych (obecnie nie dla norm projektowych AISC 360-16 i GB 50017).
Wymiarowanie elementów rozciąganych, ściskanych, zginanych, ścinanych, skręcanych i poddanych połączonemu działaniu tych sił wewnętrznych
Obliczanie rozciągania z uwzględnieniem zredukowanej powierzchni przekroju (np. osłabienie z uwagi na otwory)
Automatyczna klasyfikacja przekrojów w celu sprawdzenia wyboczenia lokalnego
Siły wewnętrzne z obliczeń z uwzględnieniem skręcania skrępowanego (7 stopni swobody) są uwzględniane w kontroli naprężeń zastępczych (obecnie nie dla normy ADM 2020).
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.
Rozszerzenie modułu RF-/STEEL Plasticity jest w pełni zintegrowane z RF‑/STEEL EC3. Dane można wprowadzać w taki sam sposób, jak w przypadku zwykłych obliczeń w RF-/STEEL EC3. Jednak w ustawieniach szczegółowych (patrz rysunek) konieczne jest aktywowanie projektowania plastycznego przekrojów.
Pełna integracja z modułem dodatkowym RF-/STEEL EC3
Projektowanie przekrojów dla rozciągania, ściskania, zginania, skręcania, ścinania i złożonych sił wewnętrznych
Plastyczne projektowanie prętów zgodnie z analizą drugiego rzędu z uwzglednieniem 7 stopni swobody, łącznie z wyboczeniem giętno-skrętnym (konieczne rozszerzenie modułu RF-/STEEL Warping Torsion).
Obliczenia wytrzymałości zmęczeniowej opierają się na analizie współczynników równoważnych uszkodzeniom. Zakresy naprężeń równoważnych ΔσE,2 i ΔτE,2 odniesione do 2*106 cykli naprężeń należy porównać z wartościami granicznymi wytrzymałości zmęczeniowej ΔσC lub ΔτC dla 2*106 cykli naprężeń odpowiedniego szczegółu z uwzględnieniem częściowych współczynników bezpieczeństwa.
W ten sposób można określić indywidualne wymagania projektowe. Oddzielne przypadki obliczeniowe umożliwiają elastyczną analizę wybranych prętów, zbiorów prętów i oddziaływań oraz poszczególnych przekrojów. Parametry istotne dla obliczeń, takie jak B. Wybór koncepcji obliczeniowej, a także częściowe współczynniki bezpieczeństwa można definiować dowolnie.
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.
Po zakończeniu obliczeń wyniki wyświetlane są w przejrzyście ułożonych tabelach. Aby obliczenia były bardziej przejrzyste, można uwzględnić wszystkie wartości pośrednie (np. decydujące siły wewnętrzne, współczynniki korekcyjne itp.). Wyniki są posortowane według przypadków obciążenia, przekrojów, zbiorów prętów i prętów.
Jeżeli analiza nie powiedzie się, przekroje, których to dotyczy, można zmodyfikować w procesie optymalizacji. Zoptymalizowane przekroje można również przenieść do programu RFEM/RSTAB w celu przeprowadzenia nowych obliczeń.
Stopień wykorzystania jest przedstawiony na modelu w programie RFEM/RSTAB za pomocą kolorów. W ten sposób można szybko rozpoznać obszary krytyczne lub przewymiarowane. Dokładną ocenę zapewniają wykresy wyników wyświetlane na pręcie lub zbiorze prętów.
Oprócz danych wejściowych i wyników, w tym szczegółowych informacji dotyczących obliczeń, wyświetlanych w tabelach, do protokołu wydruku można dodać wszystkie grafiki. W ten sposób dokumentacja jest przejrzysta i zrozumiała. Użytkownik może dostosować zawartość protokołu i żądany zakres wyników dla poszczególnych warunków projektowych.
Po otwarciu modułu należy zdefiniować wymiarowane pręty/zbiory prętów, przypadki obciążeń, kombinacje obciążeń lub kombinacje wyników w celu obliczenia wytrzymałości zmęczeniowej.
Wstępnie ustawiane są materiały z programu RFEM/RSTAB, ale mogą one zostać zmienione w module RF-/STEEL Fatigue Members. Właściwości materiałów wymienione w odpowiedniej normie są zawarte w bibliotece materiałów.
Do projektowania konieczne jest określenie współczynnika częściowego dla wytrzymałości zmęczeniowych, jak również kategorii szczegółów w dostępnych punktach naprężeń, które mają być brane pod uwagę przy obliczeniach.
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.
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.
Po obliczeniach moduł wyświetla przejrzyście ułożone tabele z wymaganym zbrojeniem i wynikami obliczeń stanu granicznego użytkowalności. Wszystkie wartości pośrednie są uwzględnione w sposób zrozumiały.
Wyniki RF‑CONCRETE Members są wyświetlane w postaci wykresów wyników dla każdego pręta. Propozycje zbrojenia podłużnego i na ścinanie wraz ze szkicami są dokumentowane zgodnie z aktualną praktyką. Propozycję zbrojenia można edytować i dostosowywać na przykład liczbę prętów i zakotwienie. Zmiany zostaną automatycznie zaktualizowane. Przekrój betonu wraz ze zbrojeniem można wyświetlić w postaci renderu 3D. W ten sposób program zapewnia optymalną opcję tworzenia dokumentacji w celu tworzenia rysunków zbrojenia, w tym zestawień konstrukcji stalowych.
Wyniki RF-CONCRETE Surfaces mogą być wyświetlane graficznie jako izolinie, izopowierzchnie lub wartości numeryczne. Wyświetlanie zbrojenia podłużnego można sortować według wymaganego zbrojenia, wymaganego zbrojenia dodatkowego, założonego zbrojenia podstawowego lub dodatkowego oraz założonego zbrojenia całkowitego. Izolinie zbrojenia podłużnego można wyeksportować jako plik DXF w celu dalszego wykorzystania w programach CAD jako podstawy do rysowania zbrojenia.
Aby ułatwić wprowadzanie danych, w programie RFEM wstępnie ustawione są powierzchnie, pręty, zbiory prętów, materiałów, grubości powierzchni i przekrojów. Elementy można wybierać graficznie za pomocą funkcji [Wybierz]. Program zapewnia dostęp do globalnych bibliotek materiałów i przekrojów. Przypadki obciążeń, kombinacje obciążeń i kombinacje wyników można łączyć w różne przypadki obliczeniowe. W oknie segmentowym można wprowadzić wszystkie geometryczne i specyficzne dla normy ustawienia zbrojenia dla wymiarowania betonu zbrojonego. Geometria w obu modułach RF-CONCRETE różni się od siebie.
W module dodatkowym RF-CONCRETE Members znajdują się np. specyfikacje dotyczące ograniczenia prętów zbrojeniowych, liczby warstw, zdolności do cięcia prętów zbrojeniowych oraz typu zakotwienia. W celu obliczenia odporności ogniowej prętów żelbetowych należy zdefiniować klasę odporności ogniowej, właściwości materiałowe związane z pożarem oraz strony przekroju narażone na działanie ognia.
W module dodatkowym RF CONCRETE Surfaces należy określić na przykład otulinę betonową, kierunek zbrojenia, zbrojenie minimalne i maksymalne, podstawowe zbrojenie, które zostanie zastosowane, czy też obliczane zbrojenie podłużne jako średnica pręta zbrojeniowego.
Powierzchnie lub pręty można podsumować w specjalnych „grupach zbrojenia”, z których każda jest zdefiniowana za pomocą innych parametrów obliczeniowych. W ten sposób możliwe jest efektywne przeprowadzanie obliczeń alternatywnych z uwzględnieniem różnych warunków brzegowych lub zmodyfikowanych przekrojów.
Pełna integracja z RFEM/RSTAB wraz z importem wszystkich istotnych informacji i sił wewnętrznych
Określanie zakresów naprężeń dla dostępnych przypadków obciążeń oraz kombinacji obciążeń lub wyników
Dowolne przypisanie kategorii szczegółów do dostępnych punktów naprężeń danego przekroju
Definiowane przez użytkownika współczynniki równoważne uszkodzeń
Wymiarowanie prętów i zbiorów prętów zgodnie z EN 1993-1-9
Optymalizacja przekrojów z opcją transferu danych do RFEM/RSTAB
Szczegółowa dokumentacja wyników z odniesieniem do zastosowanych równań design
Różne opcje filtrowania i sortowania wyników, w tym wyświetlanie wyników według prętów, przekrojów, położenia x lub przypadków obciążenia, kombinacji obciążeń i kombinacji wyników
Wizualizacja kryterium obliczeniowego na modelu w programie RFEM/RSTAB