No módulo Análise geotécnica, está disponível o modelo de material de alta qualidade "Modelo de endurecimento de solo modificado". Este modelo de material é adequado para uma variedade de solos e é capaz de representar com precisão suficiente as seguintes propriedades do solo real:
Dependência da tensão da rigidez do solo
Dependência da trajetória da carga da rigidez do solo
Deformações plásticas antes de a condição limite ser atingida
Aumento da resistência ao corte com aumento da compactação
Aumento do limite de cedência com tensão crescente até à condição de cedência limite
Critério de rotura segundo Mohr-Coulomb
Pode encontrar mais informação sobre este modelo de material e a definição da entrada no RFEM no capítulo correspondente do manual online do módulo Análise geotécnica.
No módulo Análise das fases de construção (CSA), pode utilizar secções compostas designadas por secções de fase. Isto permite ativar e desativar partes do tipo de secção "Paramétricas – Maciças II" durante as fases de construção.
O modelo de material "Hoek-Brown" está disponível no módulo Análise geotécnica. O modelo apresenta um comportamento de material linear elástico ideal-plástico. O seu critério de resistência não linear é o critério de rotura mais comum para pedra e rocha.
A entrada dos parâmetros de materiais pode ser efetuada
de forma direta através dos parâmetros de massa rochosa ou de forma alternativa
através da classificação do GSI
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Pode encontrar mais informação sobre este modelo de material e a definição da entrada de dados no RFEM no capítulo correspondente do manual online do módulo Análise geotécnica:
Modelo Hoek-Brown
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Com o tipo de carga Formação de poças, pode considerar a ação da chuva em superfícies com múltiplas curvaturas tendo em consideração os deslocamentos de acordo com a análise de grandes deformações.
Este processo numérico de chuva analisa a geometria da superfície atribuída e determina quais os componentes da chuva que escoam e quais são os que se acumulam em poças (bolsas de água) na superfície. O tamanho da poça resulta numa carga vertical correspondente para a análise estrutural.
Por exemplo, esta função pode ser utilizada para a análise de geometrias de coberturas de membrana aproximadamente horizontais sujeitas a cargas de chuva.
Uma saída gráfica e tabular dos resultados de deformações, tensões e deformações ajuda a determinar os sólidos de solo. Para fazer isso, utilize os critérios de filtro especiais para a seleção específica de resultados.
O programa' não o deixa sozinho com os resultados. Se pretende avaliar graficamente os resultados nos sólidos de solo, pode utilizar os objetos de orientação. Por exemplo, pode definir planos de corte. Isto permite-lhe visualizar os resultados correspondentes em qualquer plano do sólido de solo.
E não apenas isso. A utilização de secções de resultados e de caixas de recorte facilita a análise gráfica precisa do sólido do solo.
Já sabe que é possível modelar e analisar o solo e a estrutura no modelo global. Como resultado, a interação solo-estrutura foi explicitamente considerada. Ao alterar um componente, obtém uma consideração imediata e correta na análise e nos resultados para todo o sistema de solo e estrutura.
Estão prontos para a avaliação? Para isso, estão disponíveis diagramas de cálculo, os quais mostram o decurso de um determinado resultado durante um cálculo.
A atribuição dos eixos vertical e horizontal do diagrama de cálculo pode ser definida livremente. Isso permite, por exemplo, visualizar o curso da liquidação de um determinado nó dependendo da carga.
Os seus dados são sempre documentados num relatório de impressão multilingue. Pode adaptar o conteúdo a qualquer momento e guardá-lo como modelo. Gráficos, textos, fórmulas MathML e documentos PDF necessitam apenas de alguns cliques para serem introduzidos no relatório.
No RFEM 6, é possível definir soldaduras de linha entre superfícies e calcular as tensões de soldadura com a ajuda do módulo Análise tensão-deformação.
Pode selecionar um dos seguintes tipos de ligação:
Ligação de topo
Ligação de canto
Ligação com sobreposição
Ligação em T
Dependendo do tipo de ligação selecionado, podem ser selecionados os seguintes tipos de soldadura:
Introduz e modela um sólido de solo diretamente no RFEM. Os modelos de material de solo podem ser combinados com todos os módulos comuns do RFEM.
Isto permite-lhe analisar facilmente todos os modelos completos com uma representação completa da interação solo-estrutura.
Todos os parâmetros necessários para o cálculo são determinados automaticamente a partir dos dados do material introduzidos. O programa gera depois as curvas de tensão-deformação para cada elemento de EF.
A propósito: As estratificações do solo obtidas nos relatórios de subsolo das localizações dos afloramentos podem ser introduzidas directamente no programa como amostras de solos. Atribuir às camadas os materiais de solo explorados, incluindo as suas propriedades dos materiais.
Pode utilizar a entrada tabular e o diálogo de edição para definir a amostra. Também pode especificar o nível de água subterrânea nas amostras de solo.
Os sólidos de solo que pretende analisar estão resumidos em maciços de solo.
Utilize as amostras de solo como base para a definição do respectivo maciço de solo. Desta forma, o programa permite a geração fácil do maciço do maciço, incluindo a determinação automática das interfaces das camadas a partir dos dados da amostra, bem como do nível de água subterrânea e dos apoios de superfície de contorno.
Os maciços de solos oferecem a opção de especificar um tamanho de malha de EF alvo independentemente da configuração global para o resto da estrutura. Assim sendo, é possível considerar os diferentes requisitos do edifício e de solo no modelo completo.
Deseja modelar e analisar o comportamento de um sólido de solo? Para garantir isso, foram implementados modelos de material especiais adequados no RFEM. Pode utilizar o modelo de Mohr-Coulomb modificado com um modelo linear-elástico-plástico ideal ou um modelo não linear elástico com uma relação edométrica tensão-deformação. O critério limite, que descreve a transição da zona elástica para a do fluxo plástico, é definido de acordo com Mohr-Coulomb.
Pode ter a certeza de que os custos são um fator importante no planeamento estrutural de qualquer projeto. E também é essencial cumprir as disposições em matéria de estimativa de emissões. O módulo de duas partes Otimização e custos/estimativa das emissões de CO2 torna mais fácil encontrar o caminho através da floresta de normas e opções. Utiliza a tecnologia de inteligência artificial (IA) de otimização por enxame de partículas (PSO) para encontrar os parâmetros adequados para modelos e blocos parametrizados que garantem a conformidade com os critérios de otimização habituais. Por outro lado, este módulo estima os custos do modelo ou as emissões de CO2 especificando os custos unitários ou as emissões por definição de material para o modelo estrutural. Este módulo é a opção mais segura.
Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Form-finding para o RFEM 6:
Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
Form-finding paralelos num modelo
Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)
Em comparação com o módulo adicional RF-/STEEL (RFEM 5/RSTAB 8), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Análise tensão-deformação para o RFEM 6/RSTAB 9:
Tratamento de barras, superfícies, sólidos, cordões de soldadura (ligações soldadas em linha entre duas ou três superfícies com posterior dimensionamento de tensões)
Saída de tensões, relações de tensões, intervalos de tensões e deformações
Tensão limite dependente do material atribuído ou de uma entrada definida pelo utilizador
Especificação individual dos resultados a serem calculados através de tipos de configuração livremente atribuíveis
Detalhes de resultados não modais com representação da fórmula preparada e apresentação adicional de resultados ao nível da secção das barras
Em comparação com o módulo adicional RF-/STAGES (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Análise das fases de construção (CSA) para o RFEM 6:
Consideração das fases de construção ao nível do RFEM
Integração da análise das fases de construção na combinação no RFEM
Elementos estruturais adicionais, tais como articulações de linha, são suportados
Análise de processos de construção alternativos num modelo
Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.
Sabe exatamente como é que o form-finding é realizado? Em primeiro lugar, o processo de determinação da forma dos casos de carga com a categoria de casos de carga "Pré-esforço" desloca a geometria da malha inicial para uma posição de equilíbrio ideal através de ciclos de cálculo iterativos. Para esta tarefa, o programa utiliza o método da Updated Reference Strategy (URS) do Prof. Bletzinger e do Prof. Ramm. Esta tecnologia é caracterizada por formas de equilíbrio que, após o cálculo, cumprem quase exatamente as condições de fronteira de determinação da forma inicialmente especificadas (flecha, força e pré-esforço).
Além da descrição pura das forças ou flechas esperadas nos elementos a serem formados, a abordagem integral do URS também permite uma consideração de forças regulares. No processo global, isso permite, por exemplo, uma descrição do peso próprio ou uma pressão pneumática por meio de cargas de elemento correspondentes.
Todas estas opções dão ao núcleo de cálculo o potencial para calcular formas anticlásticas e sinclásticas que estejam em equilíbrio de forças para geometrias planas ou de rotação simétrica. Para poder implementar individualmente ou conjuntamente os dois tipos de forma realista num ambiente, o cálculo oferece duas opções para descrever os vetores de força de determinação da forma:
Método de tração – descrição dos vetores de força de determinação da forma no espaço para geometrias planas
Método de projeção – descrição dos vetores de força de determinação da forma num plano de projeção com fixação da posição horizontal para geometrias cónicas
O processo de determinação da forma gera um modelo estrutural com forças ativas no "caso de carga de pré-esforço". Este caso de carga mostra o deslocamento a partir da posição de entrada inicial para a geometria determinada nos resultados da deformação. Nos resultados baseados na força ou tensão (esforços internos da barra e da superfície, tensões de volume, pressões do gás etc.), é definido o estado para a manutenção da forma encontrada. Para a análise da geometria da forma, o programa oferece um gráfico de linhas de contorno bidimensional com saída da altura absoluta e um gráfico de inclinação para a visualização da situação de declive.
Agora, vamos ao cálculo e à análise estática do modelo global. Para isso, o programa transfere a geometria encontrada, incluindo as expansões elemento a elemento, para um estado inicial universalmente aplicável. Agora, pode utilizá-la nos casos de carga e nas combinações de carga.
Já lhe aconteceu? A otimização estrutural nos programas RFEM e RSTAB é uma conclusão da entrada paramétrica. É um processo paralelo ao cálculo efetivo do modelo com todas as suas definições regulares de cálculo e dimensionamento. O módulo parte do princípio de que o seu modelo ou bloco é criado parametricamente e é controlado na sua totalidade por parâmetros de controlo globais do tipo "otimização". Portanto, esses parâmetros de controlo têm um limite inferior e superior e um incremento para delimitar a faixa de otimização. Se pretende encontrar os valores ideais para os parâmetros de controlo, tem de especificar um critério de otimização (por exemplo, peso mínimo) com a seleção de um método de otimização (por exemplo, otimização por enxame de partículas).
A estimativa de custos e emissões de CO2 já pode ser encontrada nas definições de materiais. Pode ativar as duas opções individualmente em cada definição de material. A estimativa é baseada numa unidade de custo unitário ou emissão unitária para barras, superfícies e sólidos. Neste caso, pode selecionar se pretende especificar as unidades por peso, volume ou área.
Existem dois métodos que pode utilizar para o processo de otimização através dos quais pode encontrar os valores de parâmetros ideais de acordo com um critério de peso ou deformação.
O método mais eficiente e com o menor tempo de cálculo é a otimização quase natural por enxame de partículas (PSO). Já ouviu falar ou li sobre isso? Esta tecnologia de inteligência artificial (IA) tem uma forte analogia com o comportamento de bandos de animais em busca de um local de repouso. Em tais enxames, é possível encontrar muitas pessoas (solução de otimização, por exemplo, peso) que gostam de permanecer em um grupo e seguir o movimento do grupo. Vamos 'assumir que cada elemento individual do enxame necessita de parar num local de repouso ideal (cf. a melhor solução, por exemplo, o peso mais baixo). Esta necessidade aumenta à medida que se aproxima do local de repouso. Assim, o comportamento do enxame também é influenciado pelas propriedades do espaço (cf. diagrama de resultados).
Porquê esta incursão pela biologia? A razão é muito simples, o processo PSO prossegue de forma semelhante no RFEM ou no RSTAB. A execução do cálculo inicia com um resultado de otimização a partir de uma atribuição aleatória dos parâmetros a serem otimizados. Determina repetidamente novos resultados de otimização com valores de parâmetros variados, os quais são baseados na experiência das mutações do modelo realizadas anteriormente. O processo continua até que o número especificado de possíveis mutações do modelo seja alcançado.
Como alternativa a este método, o programa também oferece um método de processamento em lote. Este método tenta verificar todas as possíveis mutações do modelo especificando aleatoriamente os valores para os parâmetros de otimização até ser alcançado um número pré-determinado de possíveis mutações do modelo.
Após calcular uma mutação do modelo, ambas as variantes verificam também os respetivos resultados de dimensionamento ativados dos módulos. Além disso, guardam a variante com o correspondente resultado de otimização e atribuição de valores dos parâmetros de otimização se a utilização for < 1.
Os custos totais e as emissões estimados podem ser determinados a partir das respetivas somas dos materiais individuais. As somas dos materiais são compostas pelas somas parciais baseadas no peso, no volume e na área dos elementos de barra, superfície e sólido.
Ambos os métodos de otimização têm algo em comum. No final do processo, apresentam uma lista de mutações de modelo a partir dos dados armazenados. Esta contém os detalhes do resultado da otimização de controlo e a correspondente atribuição de valores dos parâmetros de otimização. Esta lista está organizada por ordem decrescente. Encontrará a melhor solução assumida no topo. Neste caso, o resultado da otimização com a atribuição de valor determinada é o mais próximo do critério de otimização. Todos os resultados do módulo têm uma utilização <1. Além disso, assim que a análise estiver concluída, o programa ajustará automaticamente a atribuição de valor à solução ideal para os parâmetros de otimização na lista de parâmetros global.
Nos diálogos de materiais encontrará os separadores "Cálculo de custos" e "Estimativa de emissões de CO2". Estes apresentam as somas individuais estimadas de barras, superfícies e sólidos atribuídas individualmente por unidade de peso, volume e área. Além disso, estes separadores mostram os custos e as emissões totais de todos os materiais atribuídos. Isto proporciona-lhe uma boa vista geral do seu projeto.
Definição simples das fases de construção no modelo RFEM, inclusive visualização
Adicionar, remover, modificar e reativar elementos de barra, superfície e sólidos e respetivas propriedades (por exemplo, articulações de barra e de linha, graus de liberdade para apoios etc.)
Combinações automáticas e manuais com combinações de cargas nas fases de construção individuais (por exemplo, para considerar cargas de montagem, gruas de montagem etc.)
Consideração de efeitos não lineares, tais como rotura de tirante ou apoios não lineares
Criou a estrutura completa no RFEM? Muito bem, agora pode atribuir os componentes individuais e os casos de carga às correspondentes fases de construção. Para cada fase, pode modificar as definições de articulações de barras e condições de apoio em nós, por exemplo.
Desta maneira, pode modelar alterações do sistema, como ocorrem, por exemplo, em sucessivos rejuntamentos de vigas de pontes ou assentamento de pilares. Em seguida, atribua os casos de carga criados no RFEM às fases de construção como cargas permanentes ou não permanentes.
Sabia que? A combinação permite sobrepor cargas permanentes e não permanentes em combinações de cargas. Desta maneira, pode determinar os esforços internos máximos de diferentes posições da grua ou de cargas de montagem temporárias disponíveis apenas numa fase de construção.
Quando existem diferenças geométricas que se geram entre o sistema ideal e o sistema deformado devido à fase de construção anterior, estas são compensadas internamente. A seguinte fase de construção tem como base o sistema tensionado da fase de construção anterior. Este cálculo é realizado de forma não linear.