Постановка проблемы
Как правило, здания возводятся не сразу, а поэтапно. С точки зрения конструкции, отдельные конструктивные части объединяются в здание во время строительства. Конструкция, предназначенная для конечного состояния, доступна не позднее, чем по завершении строительства. Перед достижением конечного состояния конструкция проходит различные стадии строительства.
Когда конструктивные части добавляются к конструкции во время строительства, действует их собственный вес. Эффективный собственный вес должен быть получен либо от самой конструкции, либо от вспомогательных конструкций и реализован в основании здания. Это также относится к нагрузкам, ограниченным по времени, которые могут возникать из -за метода строительства или условий окружающей среды во время строительства. То, какие части конструкции являются эффективными и в какой конструктивной системе, также зависит от методов строительства и процесса строительства. В зависимости от того, используется ли конструкция или отдельные части для приложения нагрузки во время строительства, конструктивные части здания подвергаются нагрузке уже перед заключительной стадией, что приводит к деформациям.
Возможности в RFEM
В программе RFEM есть два основных варианта отображения или учета этапов строительства здания. Во-первых, для этого доступен дополнительный модуль RF-STAGES. Во -вторых, программа RFEM предоставляет возможность деактивировать отдельные элементы конструкции в загружениях и сочетаниях нагрузок.
Дополнительный модуль RF-STAGES рассчитывает конструкцию на отдельных этапах строительства с помощью нелинейного расчета по МКЭ. Данный метод позволяет учесть нелинейности и перераспределения из -за удаления элементов конструкции. Создается система уравнений, которая затем модифицируется и рассчитывается на отдельных этапах в зависимости от сделанных настроек. Это итерационный расчет. На каждой стадии должны соблюдаться условия равновесия.
[K (u)] ∙ {u} = {F}
K ... матрица жесткости
{u} ... вектор деформации
{F} ... вектор силы
В RFEM можно деактивировать отдельные элементы конструкции (стержни, поверхности, тела, узловые опоры, линейные опоры, опоры поверхностей) для загружения или сочетания нагрузок. Данная опция позволяет отображать простые этапы строительства; например, линейная строительная система. Для каждого рассматриваемого этапа строительства необходимо создать отдельное загружение с постоянными нагрузками. В RFEM можно в параметрах расчета загружения установить флажок «Деактивировать». В последней вкладке можно деактивировать отдельные части конструкции, которые не будут действовать на этапе строительства.
Результаты отдельных этапов затем могут быть наложены в результирующую комбинацию. Пожалуйста, обратите внимание, что при таком подходе это линейная суперпозиция результатов отдельных этапов, которые рассчитаны на недеформированной системе.
Сравнение обоих вариантов на примере
Теперь сравнение обоих методов будет показано на общем примере строительства. В качестве примера можно привести четырехэтажную железобетонную конструкцию, которая проектировалась в четыре этапа. Отдельные этажи возводятся один за другим, и в процессе строительства не удаляются никакие конструктивные элементы.
Результат (max uZ [мм] | Модель):
7,06 | Модель в RF-STAGES
7,06 | RFEM модель с этапами строительства
7,89 | RFEM модель без этапов строительства
Заключение
Данный пример показывает, что в программе RFEM можно отобразить простые этапы строительства здания с помощью деактивации элементов конструкции. Несмотря на различные методы расчета, в RFEM и RF-STAGES мы получим одинаковые деформации конструкции. Кроме того, пример показывает, что учет этапов строительства четырехэтажного здания оказывает очевидное влияние на деформации от постоянных и постоянных нагрузок. С учетом стадий строительства, результирующие деформации примерно на 10% ниже, чем деформации, возникающие в результате расчета по всей модели.
