W rozszerzeniu Analiza geotechniczna dostępny jest model Hoek'a-Brown'a. Model wykazuje zachowanie materiału liniowo-sprężystego idealnie plastycznego. Jego nieliniowe kryterium wytrzymałości jest najczęściej stosowanym kryterium zniszczenia skał.
Parametry materiału można wprowadzić bezpośrednio za pomocą
parametrów skały lub alternatywnie poprzez
klasyfikację GSI.
Szczegółowe informacje na temat tego modelu materiałowego oraz definicji danych wejściowych w programie RFEM można znaleźć w odpowiednim rozdziale Model Hoek'a-Brown'a instrukcji online rozszerzenia Analiza geotechniczna.
Stosując modalny współczynnik istotności (MRF) można ocenić, w jakim stopniu poszczególne elementy konstrukcyjne przyczyniają się do powstania rzeczywistego kształtu wyboczenia. Obliczenia opierają się na energii względnego odkształcenia sprężystego każdego pojedynczego pręta.
Dzięki MRF można rozróżnić lokalne i globalne kształty wyboczenia. Jeżeli kilka prętów ma znaczny MRF (np. > 20%), bardzo prawdopodobna jest niestateczność całej konstrukcji lub jej części. Jeżeli jednak suma wszystkich MRF dla kształtu drgań wynosi około 100%, należy spodziewać się lokalnego problemu ze statecznością (np. wyboczenia pojedynczego pręta).
Ponadto MRF może być wykorzystany do określenia obciążeń krytycznych i równoważnych długości wyboczeniowych poszczególnych prętów (np. do analizy stateczności). Kształty wyboczenia, dla których dany pręt ma małe wartości MRF (np. <20%), mogą zostać w tym kontekście pominięte.
MRF jest wyświetlany według kształtów wyboczenia w tabeli wyników w sekcji Analiza stateczności --> Wyniki według prętów --> Długości efektywne i obciążenia krytyczne.
Typ wykresu obliczeniowego "Kondygnacja | 2D” służy do tworzenia wykresów wyników dla osi budynku. Dzięki temu można łatwo przeanalizować zachowanie całego budynku pod wpływem oddziaływań statycznych i dynamicznych.
Ten typ wykresu można wykorzystać na przykład do wizualizacji siły sejsmicznej na wysokości budynku.
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.
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.
W konfiguracji stanu granicznego użytkowalności można dostosowywać różne parametry obliczeniowe przekrojów. W tym miejscu można kontrolować warunek przekroju zastosowany do analizy odkształcenia i szerokości zarysowania.
Można aktywować następujące ustawienia:
Stan zarysowania obliczony na podstawie powiązanego obciążenia
Stan zarysowany obliczony jako obwiednia ze wszystkich sytuacji obliczeniowych SGU
Stan przekroju zarysowanego - niezależny od obciążenia
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.
Obliczenia stanu granicznego użytkowalności są w pełni zintegrowane z tabelami wyników w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji drewnianych. Aby sprawdzić wyniki obliczeń, można otworzyć program i wyświetlić wyniki ze wszystkimi szczegółami w każdym miejscu obliczanych prętów. Ponadto dostępne są grafiki z wykresami wyników i stopni wykorzystania.
Cechą szczególną jest to, że Wszystkie tabele wyników i grafiki można zintegrować z globalnym protokołem wydruku programu RFEM/RSTAB jako część wyników wymiarowania drewna. Odkształcenia całej konstrukcji można również wyświetlać i dokumentować w ramach funkcji programu RFEM/RSTAB. Ta funkcja jest niezależna od rozszerzenia.
Zasady sprawdzania stanu granicznego użytkowalności można znaleźć w tabelach wyników w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych. Wyniki obliczeń można wyświetlić ze wszystkimi szczegółami w każdym miejscu obliczanych prętów. Ponadto dostępne są grafiki z wykresami wyników i stopni wykorzystania. Zapewnia to dobry przegląd sytuacji.
Wszystkie tabele wyników i grafiki można również zintegrować z globalnym protokołem wydruku programu RFEM/RSTAB jako część wyników wymiarowania stali. Dzięki temu można wyświetlać i dokumentować odkształcenia całej konstrukcji w ramach funkcji programu RFEM/RSTAB, niezależnie od rozszerzenia.
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.
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.
Istniejące naprężenia i odkształcenia przekroju betonowego i zbrojenia można wyświetlić w postaci obrazu naprężeń 3D lub grafiki 2D. W zależności od tego, które wyniki zostaną wybrane w drzewie wyników, naprężenia lub odkształcenia są wyświetlane w zdefiniowanym zbrojeniu podłużnym pod oddziaływaniami obciążeń lub granicznymi siłami wewnętrznymi.
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.
Budowanie kamień na kamieniu ma długą tradycję w budownictwie. Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji murowych dla RFEM umożliwia wymiarowanie konstrukcji murowych przy użyciu metody elementów skończonych. Rozszerzenie powstało w ramach projektu badawczego DDMaS - Digitalizacja wymiarowania konstrukcji murowych. Model materiałowy przedstawia nieliniowe zachowanie połączenia cegła-zaprawa w postaci modelowania w skali makro. Chcesz dowiedzieć się więcej?
Masz ogromny szacunek dla czasu? W końcu to w końcu męczy Twoje projekty budowlane. Dzięki rozszerzeniu Analiza historii czasowej (TDA) można uwzględnić zmienne w czasie zachowanie materiału w przypadku prętów. Długotrwałe efekty, takie jak pełzanie, skurcz i starzenie, mogą wpływać na rozkład sił wewnętrznych, w zależności od konstrukcji. Przygotuj się na to optymalnie dzięki temu rozszerzeniu.
Organizacja imperfekcji jest efektywnie rozwiązywana przez przypadki imperfekcji. Przypadki umożliwiają opisanie imperfekcji na podstawie lokalnych imperfekcji, obciążeń równoważnych, początkowego przechyłku za pomocą tabeli (nowość), odkształcenia statycznego, postaci wyboczenia, dynamicznej postaci wyboczeniowej lub kombinacji wszystkich tych typów (nowość).
Dla każdego przypadku obciążenia można wyświetlić odkształcenia w czasie końcowym.
Wyniki te są również dokumentowane w protokole wydruku programów RFEM i RSTAB. Zawartość protokołu i jego zakres można wybrać specjalnie dla poszczególnych warunków projektowych.
Miej oko na wszystkie powierzchnie. Powierzchnia o sztywności typu "Przenoszenie obciążenia" nie ma wpływu na zachowanie konstrukcji i wyniki. Można go wykorzystać do uwzględnienia obciążeń od powierzchni, które nie zostały zamodelowane, na przykład konstrukcji elewacji, powierzchni szklanych, trapezowych przekrojów dachowych itp.
Również w tym przypadku program RSTAB z pewnością Cię przekona. Dzięki wydajnemu jądru obliczeniowemu, zoptymalizowanym połączeniom sieciowym i obsłudze technologii procesorów wielordzeniowych, program do analizy statyczno-wytrzymałościowej firmy Dlubal jest daleko do przodu. Umożliwia to obliczanie bardziej liniowych przypadków obciążeń i kombinacji obciążeń przy użyciu kilku procesorów równolegle, bez konieczności używania dodatkowej pamięci. Macierz sztywności tworzona jest tylko raz. Dzięki temu możliwe jest obliczanie nawet dużych układów za pomocą szybkiego i bezpośredniego solwera.
Musisz obliczyć kilka kombinacji obciążeń w swoich modelach? Program uruchamia równolegle kilka solwerów (po jednym na rdzeń). Następnie każdy solwer oblicza kombinację obciążeń. Prowadzi to do lepszego wykorzystania dostępnych rdzeni.
Podczas obliczeń można dokładnie śledzić rozwój odkształcenia na wykresie, a tym samym dokładnie ocenić zachowanie zbieżności.
Po aktywowaniu rozszerzenia Form-Finding w Danych ogólnych, efekt znajdowania kształtu jest przypisywany do przypadków obciążeń z kategorią przypadków obciążenia "Sprężenie" w połączeniu z obciążeniami od znajdowania kształtu od pręta, powierzchni i bryły wczytaj katalog. Jest to przypadek obciążenia wstępnego naprężenia. Przekształca się on zatem w analizę znajdowania kształtu dla całego modelu ze zdefiniowanymi w nim wszystkimi elementami prętowymi, powierzchniowymi i bryłowymi. Do znajdowania kształtu odpowiednich elementów prętowych i membranowych dochodzi się w całym modelu za pomocą specjalnych obciążeń w zakresie znajdowania kształtu i regularnych definicji obciążeń. Te obciążenia znajdowania kształtu opisują oczekiwany stan odkształcenia lub siły po wyszukaniu kształtu w elementach. Obciążenia regularne opisują zewnętrzne obciążenie całego układu.
Proces znajdowania kształtu tworzy model konstrukcyjny z aktywnymi siłami w "przypadku obciążenia sprężonego" Ten przypadek obciążenia pokazuje przemieszczenie od początkowego położenia wejściowego do ustalonej geometrii w wynikach deformacji. W wynikach opartych na sile lub naprężeniach (siły wewnętrzne prętów i powierzchni, naprężenia w bryłach, ciśnienia gazu itp.) określany jest stan w celu zachowania znalezionej formy. Do analizy kształtu geometrycznego program oferuje dwuwymiarowy wykres konturowy z przedstawieniem wysokości bezwzględnej i wykresem nachylenia do wizualizacji sytuacji na zboczu.
Teraz przeprowadzane są dalsze obliczenia i analiza statyczno-wytrzymałościowa całego modelu. W tym celu program przenosi geometrię zorientowaną na kształt wraz z odkształceniami zależnymi od elementów do uniwersalnego stanu początkowego. Można go teraz używać w przypadkach obciążeń i kombinacjach obciążeń.
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.
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
Proste definiowanie etapów budowy konstrukcji w RFEM wraz z wizualizacją
Dodawanie, usuwanie, modyfikowanie i reaktywacja elementów prętowych, powierzchniowych i bryłowych oraz ich właściwości (np. przeguby prętowe i liniowe, stopnie swobody dla podpór itp.)
Ręczna oraz automatyczna kombinatoryka obciążeń na poszczególnych etapach budowy konstrukcji (np. w celu uwzględnienia obciążeń montażowych, tymczasowych urządzeń dźwigowych itp.)
Uwzględnienie wpływów nieliniowych, takich jak uszkodzenie prętów rozciąganych lub nieliniowe zachowanie podpór
Jeżeli między idealnym układem a układem, który uległ deformacji z poprzedniego etapu budowy, pojawią się różnice w geometrii, są one porównywane w programie. Następujące po sobie kolejne etapy budowy obliczane są na bazie układu konstrukcyjnego z odkształceniami i obciążeniami wynikającymi z poprzednich etapu budowy. Obliczenia te są nieliniowe.
Wprowadzanie warstw gruntu dla potrzeb zadawania próbek gruntu odbywa się w przejrzystym oknie dialogowym. Odpowiadająca temu prezentacja graficzna zapewnia przejrzystość i ułatwia kontrolę wprowadzanych danych.
Rozszerzalna baza danych ułatwia wybór właściwości materiałowych dla gruntu. Dla realistycznego odwzorowania zachowania się materiału gruntowego można użyć modelu Mohra-Coulomba oraz model gruntu ze wzmocnieniem.
Można zdefiniować dowolną liczbę próbek i warstw gruntu. Grunt jest odwzorowany na podstawie wszystkich wprowadzonych próbek za pomocą brył 3D. Przypisanie do konstrukcji odbywa się za pomocą współrzędnych.
Zachowanie bryły gruntu jest obliczane za pomocą nieliniowej metody iteracyjnej. Obliczone naprężenia i osiadania są wyświetlane graficznie oraz w tabelach.
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)
Uwzględnienie 7 lokalnych kierunków deformacji (ux , uy, uz, φx, φy, φz, ω ) lub 8 sił wewnętrznych (N , Vu, Vv, Mt, pri, Mt, s, Mu, Mv, Mω ) przy obliczaniu elementów prętowych
Możliwość stosowania w połączeniu z analizą statyczno-wytrzymałościową według teorii II rzędu, i analiza dużych deformacji (można również uwzględnić imperfekcje)
W połączeniu z rozszerzeniem Analiza stateczności umożliwia definiowanie współczynników obciążenia krytycznego i kształtów drgań dla problemów stateczności, takich jak wyboczenie skrętne i zwichrzenie
Uwzględnianie blach czołowych i usztywnień poprzecznych jako sprężystości skrępowanej podczas obliczania przekrojów dwuteowych z automatycznym określaniem i wyświetlaniem graficznym sztywności sprężystości deplanacyjnej
Graficzne przedstawienie deplanacji przekroju prętów w stanie odkształcenia