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.
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.
Normy określają już metody aproksymacyjne (na przykład obliczanie deformacji zgodnie z EN 1992-1-1, 7.4.3 lub ACI 318-19, 24.3.2.5), które są potrzebne do obliczania deformacji. Sztywności efektywne są obliczane w elementach skończonych zgodnie z istniejącym stanem granicznym z/bez zarysowań. Sztywności te można następnie wykorzystać do określenia odkształceń za pomocą innych obliczeń MES.
Uwzględnij przekrój żelbetowy do obliczeń sztywności efektywnych elementów skończonych. Na podstawie sił wewnętrznych określonych dla stanu granicznego użytkowalności w programie RFEM, można sklasyfikować przekrój żelbetowy jako "zarysowany" lub "niezarysowany". Czy uwzględniasz wpływ betonu między rysami? W tym przypadku jest to określane za pomocą współczynnika rozkładu (np. zgodnie z EN 1992-1-1, Równ. 7.19 lub ACI 318-19, 24.3.2.5). Można założyć, że zachowanie materiału w strefie ściskania i rozciągania betonu jest liniowo-sprężyste, aż do osiągnięcia wytrzymałości betonu na rozciąganie. Procedura ta jest wystarczająco precyzyjna dla stanu granicznego użytkowalności.
Podczas określania sztywności efektywnych można uwzględnić pełzanie i skurcz na „poziomie przekroju”. W tej metodzie aproksymacji nie trzeba uwzględniać wpływu skurczu i pełzania w układach statycznie niewyznaczalnych (np. siły rozciągające od odkształceń spowodowanych skurczem w układach stężonych ze wszystkich stron nie są określane i należy je uwzględnić osobno). Podsumowując, obliczenia deformacji przeprowadzane są w dwóch krokach:
Obliczanie sztywności efektywnych przekroju żelbetowego przy założeniu warunków liniowo-sprężystych
Obliczanie odkształcenia przy użyciu sztywności efektywnych za pomocą MES
Analiza deformacji według metody aproksymacyjnej zdefiniowanej w normach (na przykład analiza deformacji zgodnie z EN 1992-1-1, 7.4.3) jest stosowana do obliczania "sztywności efektywnych" w elementach skończonych zgodnie z istniejącym stanem granicznym betonu z rysami lub bez. Sztywności te są wykorzystywane do określania odkształcenia powierzchni poprzez wielokrotne obliczenia MES.
Obliczanie sztywności efektywnej elementów skończonych uwzględnia przekrój żelbetowy. Na podstawie sił wewnętrznych określonych dla stanu granicznego użytkowalności w programie RFEM, program klasyfikuje przekrój żelbetowy jako 'zarysowany' lub 'niezarysowany'. Jeżeli w przekroju ma być uwzględnione usztywnienie rozciągane, stosowany jest współczynnik rozkładu (np. zgodnie z EN 1992-1-1, Równ. 7.19). Zakłada się, że zachowanie materiałowe betonu w strefie ściskania i rozciągania jest liniowo-sprężyste do momentu osiągnięcia wytrzymałości betonu na rozciąganie. Jest to osiągane dokładnie w stanie granicznym użytkowalności.
Przy określaniu sztywności efektywnych uwzględniane są pełzanie i skurcz na „poziomie przekroju”. Wpływ skurczu i pełzania w układach statycznie niewyznaczalnych nie jest uwzględniany w tej metodzie aproksymacji (np. siły rozciągające od odkształceń spowodowanych skurczem w układach zablokowanych ze wszystkich stron nie są określane i muszą zostać uwzględnione osobno). Podsumowując, RF-CONCRETE Deflect oblicza odkształcenia w dwóch krokach:
Obliczanie sztywności efektywnych przekroju żelbetowego przy założeniu warunków liniowo-sprężystych
Obliczanie odkształcenia na podstawie sztywności efektywnych przy użyciu MES
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.
Analiza odkształceń za pomocą modułu RF-CONCRETE Deflect może być aktywowana w ustawieniach obliczeń w stanie granicznym użytkowalności w module RF-CONCRETE Deflect. W powyższym oknie dialogowym można zarządzać także uwzględnianiem efektów długotrwałych (pełzanie i skurcz) oraz usztywnieniem przy rozciąganiu między rysami. Współczynnik pełzania i odkształcenie skurczowe są obliczane przy użyciu określonych parametrów wejściowych lub definiowane indywidualnie.
Wartość graniczną deformacji można określić osobno dla każdej powierzchni lub dla całej grupy powierzchni. Maksymalna odkształcenie jest definiowane jako dopuszczalna wartość graniczna. Dodatkowo należy określić, czy do sprawdzenia obliczeń ma zostać użyty układ nieodkształcony czy odkształcony.
Analiza deformacji powierzchni żelbetowych niezarysowanych lub z rysami (stan II) z zastosowaniem metody aproksymacyjnej (np. analiza deformacji wg EN 1992-1-1, kl. 7.4.3 )
Usztywnienie przy rozciąganiu betonu między rysami
Opcjonalne uwzględnienie pełzania i skurczu
Graficzne przedstawienie wyników zintegrowane z RFEM; na przykład odkształcenie lub ugięcie płaskiej płyty
Przejrzyste zestawienie wyników w formie numerycznej w stosownych oknach oraz możliwość ich graficznego przedstawienia na konstrukcji
Pełna integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM
Iteracyjne nieliniowe obliczanie deformacji dla konstrukcji belkowych i płytowych wykonanych z betonu zbrojonego poprzez określenie sztywności odpowiedniego elementu poddanego zdefiniowanym obciążeniom
Analiza deformacji zarysowanych powierzchni żelbetowych (stan II)
Ogólna nieliniowa analiza stateczności prętów ściskanych wykonanych z betonu zbrojonego; na przykład zgodnie z EN 1992-1-1, 5.8.6
Usztywnienie przy rozciąganiu betonu między rysami
Dostępne są liczne załączniki krajowe do obliczeń zgodnie z Eurokodem 2 (EN 1992-1-1:2004 + A1:2014, patrz EC2 dla RFEM)
Opcjonalne uwzględnienie wpływów długotrwałych, takich jak pełzanie lub skurcz
Nieliniowe obliczanie naprężeń w stali zbrojeniowej i betonie
Nieliniowe obliczanie szerokości rys
Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
Graficzne przedstawienie wyników zintegrowane z RFEM; na przykład odkształcenie lub ugięcie płaskiej płyty wykonanej z betonu zbrojonego
Przejrzyste zestawienie wyników w formie numerycznej w stosownych oknach oraz możliwość ich graficznego przedstawienia na konstrukcji
Pełna integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM
Po zakończeniu obliczeń, moduł wyświetla przejrzyście ułożone tabele zawierające wyniki obliczeń nieliniowych. Wszystkie wartości pośrednie są uwzględnione w sposób zrozumiały. Graficzne przedstawienie stopni wykorzystania, odkształceń, naprężeń w betonie i stali zbrojeniowej, szerokości i głębokości rys oraz odległości między rysami w programie RFEM ułatwia szybki przegląd obszarów krytycznych lub zarysowanych.
Komunikaty o błędach lub uwagi dotyczące obliczeń ułatwiają znajdowanie problemów obliczeniowych. Ponieważ wyniki obliczeń są wyświetlane według powierzchni lub punktów wraz ze wszystkimi wynikami pośrednimi, można odtworzyć wszystkie szczegóły obliczeń.
Dzięki opcjonalnemu eksportowi tabel danych wejściowych lub wyników do MS Excel, dane pozostają dostępne do wykorzystania w innych programach. Pełne zintegrowanie wyników z protokołem wydruku programu RFEM gwarantuje weryfikowalność wymiarowania konstrukcji.