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.
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.
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.
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
Geometria, materiał, przekrój, oddziaływanie i imperfekcje są wprowadzane w przejrzystych oknach:
Geometria
Szybkie i wygodne wprowadzanie danych
Definiowanie warunków podparcia w oparciu o różne typy podpór (przegubowe, ruchome przegubowe, sztywne, zdefiniowane przez użytkownika oraz boczne na górnej lub dolnej półce)
Opcjonalna specyfikacja ograniczenia deplanacji
Zmienne rozmieszczenie sztywnych i odkształcalnych usztywnień podpory
Możliwość wstawienia przegubów
CRANEWAY Przekroje
Walcowane przekroje dwuteowe (I, IPE, IPEa, IPEo, IPEv, HE-B, HE-A, HE-AA, HL, HE-M, HE, HD, HP, IPB-S, IPB-SB, W, UB, UC i inne przekroje zgodne z AISC, ARBED, British Steel, Gost, TU, JIS, YB, GB i inne) z możliwością łączenia z usztywnieniem przekroju na górnej półce (kątowniki lub ceowniki) oraz na szynie (SA, SF) lub złącze o wymiarach zdefiniowanych przez użytkownika
Niesymetryczne dwuteowniki (typ IU) z możliwością łączenia również z elementami usztywniającymi na górnej półce oraz szyną lub nakładką
Oddziaływania
Możliwe jest uwzględnienie oddziaływania do trzech jednocześnie obsługiwanych suwnic. Z biblioteki można po prostu wybrać standardową suwnicę. Dane można też wprowadzić ręcznie:
Liczba suwnic i osi suwnicy (maksymalnie 20 osi na suwnicę), odległości między środkami, położenie zderzaków suwnicy
Klasyfikacja w klasach uszkodzeń za pomocą edytowalnych współczynników dynamicznych zgodnie z EN 1993-6 oraz w klasach podnoszenia i kategoriach ekspozycji zgodnie z DIN 4132
Pionowe i poziome obciążenia kołem od ciężaru własnego, obciążenia wciągnikiem, masą od napędu oraz obciążenia od ukosowania
Obciążenie osiowe w kierunku jazdy oraz siły zderzaka z mimośrodami zdefiniowanymi przez użytkownika
Stałe i zmienne obciążenia drugorzędne z mimośrodami zdefiniowanymi przez użytkownika
Imperfekcja
Obciążenie imperfekcją jest stosowane zgodnie z pierwszą postacią drgań własnych - identycznie dla wszystkich kombinacji obciążeń lub indywidualnie dla każdej kombinacji obciążeń, ponieważ kształty drgań mogą się różnić w zależności od obciążenia.
Dostępne są wygodne narzędzia do skalowania postaci własnych (wyznaczanie przyrostu przechyłu i wygięcia wstępnego).
Przejrzyste i łatwe w użyciu opcje w poszczególnych oknach wprowadzania ułatwiają odwzorowanie układu konstrukcyjnego:
Podpory węzłowe
Typ podpory każdego węzła można edytować.
W każdym węźle można zdefiniować usztywnienie osnowy. Sprężyna deplanacyjna jest określana automatycznie na podstawie parametrów wejściowych.
Sprężyste podłoże prętowe
W przypadku sprężystego podłoża prętowego stałe sprężystości można wprowadzić ręcznie.
Alternatywnie, można użyć różnych opcji, aby zdefiniować sprężystość obrotową i translacyjną w panelu usztywniającym.
Sprężyny na końcach prętów
RF-/FE-LTB automatycznie oblicza stałe sprężystości. W oknach dialogowych i szczegółowych rysunkach można przedstawiać sprężynę translacyjną za pomocą elementu łączącego, sprężystość obrotową za pomocą pręta łączącego lub usztywnienie deplanacyjne (dostępne typy: blacha czołowa, ceownik, kątownik, słup łączący, część wspornikowa).
Przeguby prętowe
Jeżeli dla zbioru prętów w programie RFEM/RSTAB nie zostały zdefiniowane zwolnienia, można je zdefiniować bezpośrednio w module dodatkowym RF-/FE-LTB.
Strefy obciążeń
Obciążenia węzłowe i prętowe wybranych przypadków obciążeń i kombinacji są wyświetlane w osobnych oknach. Tam można je edytować, usuwać lub dodawać pojedynczo.
Imperfekcja
RF-/FE-LTB automatycznie stosuje imperfekcje poprzez skalowanie najmniejszego wektora własnego.
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