Оценка работы конструкций из кладки в RFEM

Техническая статья

Для реалистической фиксации работы конструкции кладки в RFEM, необходимо сначала выбрать материал и модель материала. Поскольку кладка реагирует на растяжение образованием трещин, необходимо задать нелинейную модель материала. Это можно сделать при наличии дополнительного модуля RF‑MAT NL.

Материал и модель материала

В отличие от таких материалов, как железобетон или сталь, для каменной кладки нет никаких предварительно заданных материалов, так как существует множество вариаций кирпича и раствора. Поэтому пользователю необходимо создать новый материал для каждого сочетания составляющих его материалов. Когда этот материал будет создан, он может быть сохранен в RFEM для повторного применения. Также возможно изменить сочетания созданных материалов позже, если это необходимо.

Рисунок 01 – Материал

Кроме задания материала и его характеристик, также необходимо присвоить соответствующую модель этому материалу. Например, модель материала, включенная в RF‑MAT NL, задана как «Изотропная кладка 2D», что позволяет адекватно учесть выход из работы при растяжении и соответствующее образование трещин.

Вы можете задать предельные растягивающие напряжения для выхода из работы при растяжении отдельно как параллельные или перпендикулярные шву, в соответствии с нормативами. Если вы зададите предельное растягивающее напряжение равным нулю, то по соображениям устойчивости, в расчете будет принято значение 1 ∙ 10-11 Н/мм². Поэтому минимальные растягивающие напряжения могут возникать независимо от того, задано ли предельное растягивающее напряжение равным нулю.

Рисунок 02 - Модель материала

Моделирование и оценка

В качестве примера, компактная армированная поверхность стены моделируется и оценивается по [1]:

Вертикальная нагрузка распределяется по всей длине стены. Та же процедура применяется к горизонтальной нагрузке. В противном случае в точке приложения нагрузки возникает сингулярность из-за сосредоточенного характера нагрузки. Это может привести к выходу модели из работы, поскольку допустимые растягивающие напряжения будут на этом узле превышены и конструкция полностью треснет.

Рисунок 03 - Нагрузки и деформации

Анализ деформации может уже указывать на распределение внутренних сил и напряжений.

Анализ напряжений стены после нелинейного расчета показывает, что допустимые напряжения и сжимающие напряжения не превышены.

Рисунок 04 - Максимальные напряжения в направлении x и y

Рисунок 05 - Минимальные напряжения в направлении x и y

В случае превышения предельных напряжений в стене или выхода кладки стены из работы сходимость не достигается. Поэтому необходимо откоррекрировать материал или размеры. Например, если вы увеличите толщину стены, результирующее растягивающее напряжение может быть распределено по большей площади. Следовательно, несущая способность по нагрузке будет увеличена.

Моделирование кладки, описанное в этой статье, и анализ напряжений в поверхностях не могут быть применены в расчете кладки стены. Однако, можно определить, какие материалы и размеры необходимы для дальнейшего расчета.

Литература

[1]  Graubner, C. -A. & Rast, R. (2015). Mauerwerksbau Aktuell 2016. Berlin: Beuth Verlag, p. C.45.

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com