Сингулярности в расчете железобетонных поверхностей
Pисунок 01 - Exemplary Display of Singularity and Countermeasure
Pисунок 02 - Activating Averaged Internal Forces in RF-CONCRETE Surfaces
Pисунок 03 - Design Method in RF-CONCRETE Surfaces
Pисунок 04 - Convert Nodal Load to Surface Load
Техническая статья
Сингулярности возникают в ограниченной области из-за концентрации значений, зависящих от напряжения. Они обусловлены методологией МКЭ. В теории, жесткость и/или напряжение в бесконечном размере концентрируются на бесконечно малой площади.
В действительности, сингулярности или результирующие концентрации напряжений не возникают в той степени, в которой они встречаются в модели. В принципе, нецелесообразно оценивать результаты в области расположения сингулярностей. Тем не менее, вполне разумно проанализировать и подвергнуть сомнению местоположения сингулярностей, поскольку местоположения сингулярностей могут указывать на проблемы в реальной модели. Практическим примером в расчете бетона может быть, например, постановка вопроса об опасности перфорации в области сингулярности.
В расчетах бетона в RFEM и RF-CONCRETE, сингулярности часто приводят к непредсказуемым ситуациям.
Где могут возникнуть сингулярности?
- Точечные опоры или введение нагрузки
- Входящие углы или углы отверстий
- Скачки жесткости (скачок толщины пластины, например)
- Начало и конец ребра
- Начало и конец линейных опор или стен
Обнаружение сингулярностей
В FEA, местоположения сингулярностей могут быть идентифицированы путем уточнения сетки в соответствующем месте в модели посредством уточнения сетки FE. Если зависящее от напряжения результирующее значение увеличивается в рассматриваемой области, но область, в которой оно действует, уменьшается, то, скорее всего, это место сингулярности.
Противодействие сингулярностям
В RFEM и проекте железобетонных конструкций с помощью RF-CONCRETE можно различными способами противодействовать сингулярностям и связанным с ними не проектируемым ситуациям.
Гладкая область
В программе RFEM существуют области сглаживания, которые можно использовать для сглаживания результирующих пиков или установки их на ноль. Гладкую область можно открыть в разделе «Результаты» в строке меню. В случае сглаживания, базовая область должна быть определена с точки зрения проектирования. Для опции «Установить внутренние силы на ноль» можно, например, использовать сечение соединенного столбца в качестве диапазона (см. Рисунок 01).
Интегрированная поверхность
В качестве альтернативы гладкой области с размерами сечения колонны, можно моделировать поверхности и интегрировать их в существующую поверхность. Эти поверхности затем исключаются из расчета в RF-CONCRETE Surfaces (см. Рисунок 01).
Pисунок 01 - Exemplary Display of Singularity and Countermeasure
Использование сглаженных или нулевых внутренних сил должно быть активировано в RF CONCRETE Surfaces в опциях детализации (см. Рисунок 02).
Pисунок 02 - Activating Averaged Internal Forces in RF-CONCRETE Surfaces
Оба метода (гладкая область и интегрированная поверхность) могут быть использованы как для колонн, так и для повторяющихся углов. В общем, гладких областей достаточно. Тем не менее, гладкие области не имеют желаемого эффекта для нелинейного расчета, поскольку внутренние силы могут быть перегруппированы во время расчета и могут возникнуть новые эффекты сингулярности.
Метод расчета для шайб
В конструкции плиты, сингулярности могут возникать из-за больших осевых сил, например, из-за выборочной опоры. Кроме того, метод расчета может оказывать все большее влияние на эффекты сингулярности или непредусмотренные ситуации. Поэтому для плит рекомендуется отключить оптимизацию расчетных внутренних сил в RF-CONCRETE Surfaces (см. Рисунок 03).
Pисунок 03 - Design Method in RF-CONCRETE Surfaces
Введение распределенной нагрузки
Чтобы избежать эффектов сингулярности, сосредоточенные нагрузки или линейные нагрузки можно преобразовать в поверхностные нагрузки. Например, чтобы найти функцию поиска, воспользуйтесь контекстным меню (см. Рисунок 04).
Pисунок 04 - Convert Nodal Load to Surface Load
Скругление повторяющихся углов
В случае повторяющихся углов, а также углов в отверстиях, можно закруглить угол, если необходимо, с помощью функции «Закругление угла». Доступ к функции можно получить через «Инструменты» в строке меню. В целом, однако, многим эффектам сингулярности можно в достаточной степени нейтрализовать сглаживание областей.
Опоры
Предотвращение сингулярностей на узловых и линейных опорах описано в данной технической статье.
Литература
Ключевые слова
Пик напряжений Концентрация напряжений Сингулярность
Загрузки
Ссылки
Контакты
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.
Все семейства
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
3 160,00 EUR
Дополнительный модуль
Расчет железобетонных стержней и поверхностей (плиты, стены, плоские конструкции, оболочки)
720,00 EUR
