Балки, ребра, Т-образные балки: деформация и прогиб в трещинах

Техническая статья

RFEM и дополнительные модули RF-CONCRETE предоставляют различные возможности для анализа деформации T-образной балки в состоянии трещины (состояние II). Эта техническая статья описывает методы расчета (C) и варианты моделирования (M). Как методы расчета, так и параметры моделирования не ограничиваются Т-образными балками, а будут объяснены только на примере этой системы.

Методы расчета анализа деформации / прогиба

C1: аналитический расчет - член
Метод расчета в соответствии с EN 1992-1-1, раздел 7.4.3 [1] , позволяет упростить приближение деформации в трещиноватом состоянии. Используя этот метод, деформация определяется на извлеченной структуре элемента. Связанные структурные элементы, такие как поверхности, например, не учитываются при расчете.

C2: Аналитический расчет - Поверхность
Дополнительный модуль RF-CONCRETE Deflect определяет деформации в потрескавшемся состоянии, используя метод, основанный на аналитическом методе расчета в соответствии с EN 1992-1-1, раздел 7.4.3 [1] . В этом случае линейно-упругие свойства материала применяются к арматурной стали и бетону, пока не будет достигнута прочность на растяжение. Если прочность бетона на растяжение превышена, возникает повреждение. Анализируемая структура должна состоять исключительно из поверхностей. Этот метод расчета подходит для поверхностей, подвергающихся изгибу.

C3: нелинейный расчет - член
Это физически нелинейный метод, который учитывает образование трещин и сопровождающее их перераспределение внутренних сил в анализе деформации. Анализируемая структура должна быть чистой структурой члена.

C4: нелинейный расчет - поверхность
Это физически нелинейный метод, который учитывает образование трещин и сопровождающее их перераспределение внутренних сил в анализе деформации. Анализируемая структура должна состоять исключительно из поверхностей. В этом методе двумерная модель поверхности внутренне расширяется через высоту. Для этого поперечное сечение стали делится на определенное количество слоев стали и бетона. Для получения дополнительной информации см. Руководство RF-CONCRETE Surfaces, глава 2.8.2 [2] .

C5: Нелинейный расчет - комбинированная структура
Теоретически, структуры, состоящие как из поверхностей, так и из элементов, могут быть проанализированы с использованием экспорта жесткости. Элементы RF-CONCRETE и поверхности RF-CONCRETE предоставляют возможность экспортировать жесткость, определенную в состоянии с трещинами, в RFEM в случае нагрузки или комбинации нагрузок. Расчет начинается в одном из двух модулей, жесткость экспортируется в RFEM, а другой модуль выполняет нелинейный расчет еще раз, чтобы учесть экспортированную жесткость. Следует отметить, что взаимодействие между поверхностью и элементом-элементом не может рассматриваться как единое целое при определении жесткости.

Варианты моделирования

Доступные методы расчета могут сочетаться с различными подходами моделирования в моделировании или могут быть связаны с ними. Это будет объяснено ниже, используя пример просто поддерживаемого луча с Т-образным сечением.

Рисунок 01 - M1: структура элемента в визуализированном виде

M1: структура луча
Структура моделируется как структура чистого члена. Возможный вариант моделирования - это отсоединить отдельные компоненты от всей структуры и проанализировать их отдельно или создать структуру только из элементов.

M2: комбинированная структура элементов и элементов поверхности
Хорды T-луча моделируются как элемент поверхности, а полотно - как элемент-элемент. Это типичная модель при использовании элементов типа ребра. Тип элемента ребра может использоваться только для аналитического расчета (C1). Для нелинейного метода расчета (C3) ребро должно быть преобразовано в элемент эксцентриковой балки, поскольку в модели нет фактической жесткости.

Рисунок 02 - M2: комбинированная структура, выполненная из элементов поверхности и элементов

M3: структура складчатой плиты с вертикально расположенным полотном
Структура моделируется как чисто сложенная пластинчатая структура без каких-либо элементов. В случае моделирования структуры как модели поверхности, вы можете приписать поперечное сечение Т-образной балки к структурной линии, которая определяет положение и ориентацию поверхностей. Таким образом, полотно будет моделироваться как вертикальная поверхность, которая является ортогональной к поверхностям хорды.

Рисунок 03 - M3: структура сложенной плиты с вертикально расположенной сеткой

M4: структура складчатой плиты с горизонтально расположенной сеткой
Как и в случае с M3, модель полностью состоит из поверхностей. И хорды, и паутина моделируются как поверхность с эксцентриситетом, расположенным горизонтально относительно оси центроида. Поверхность, образующая полотно, имеет толщину, соответствующую общей высоте конструкции.

Рисунок 04 - M4: структура складчатой плиты с горизонтально расположенным полотном

Общая информация о моделировании в дополнительных модулях
По сути, расчет деформации в растрескавшемся состоянии требует определения существующей арматуры в конструкции, которая максимально приближена к фактически спроектированной арматуре, или в лучшем случае совпадает с ней. В элементах RF-CONCRETE можно настроить существующее армирование и сохранить его в виде шаблона (см. Элементы RF-CONCRETE, глава 3.6 [3] ). В RF-CONCRETE Surfaces вы можете определить количество существующего армирования вручную или для каждого элемента, поверхность за поверхностью (см. RF-CONCRETE Surfaces, Глава 3.4.3 [2] ).

Сочетание методов определения деформации и моделирования

В зависимости от моделирования для анализа деформации подходят только определенные методы. В следующей таблице приведены возможные комбинации.

Рисунок 05 - Комбинация параметров моделирования и методов расчета для анализа деформации

* 1) При использовании типа ребра в M2 можно выполнить аналитический расчет C1. В случае эксцентричных элементов, часть поверхности будет игнорироваться при использовании C1.

* 2) Следует отметить, что метод С2 предназначен для конструктивных элементов, которые преимущественно подвергаются изгибу.

Ссылка

[1] Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий ; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] Ручные RF- / БЕТОННЫЕ Поверхности . (2017). Тифенбах: Dlubal Software. Скачать .
[3] Ручные RF- / БЕТОННЫЕ Члены . (2011). Тифенбах: Dlubal Software. Скачать .

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или найдите различные предлагаемые решения и полезные советы на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-CONCRETE 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет железобетонных стержней и поверхностей (плиты, стены, плоские конструкции, оболочки)

Цена первой лицензии
810,00 USD