Экспорт жесткости пружин из RF- / FOUNDATION Pro и влияние на расчет колонн

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator Посмотреть исходный текст  

С RF-FOUNDATION Pro можно определить расчеты отдельных оснований и результирующие жёсткости пружины узловых опор. Данные жесткости пружины могут быть экспортированы в модель RFEM и использованы для дальнейшего анализа.

Данный ввод, необходимый для этой цели, описан в следующей статье. Кроме того, будут показаны эффекты этого экспорта на дальнейшие расчеты (например, анализ устойчивости железобетонных колонн).

Рассматриваемая система

В данном примере рассмотрим железобетонные колонны, показанные на рисунке 01. Это система, состоящая из четырех кронштейнов, которые установлены у их оснований в защемленном положении вокруг оси Х и оси Y. Четыре кронштейна подъема соединены друг с другом с помощью шарнирных балок (балочных элементов с шарнирами стержней). В точках соединения система опирается на точечную опору в глобальном направлении Y, потому что в этом примере анализируется только потеря устойчивости в глобальном направлении X. Отдельные сечения можно найти в файле, доступном для скачивания.

Pисунок 01 - Конструктивная железобетонная колонна с соединительными стержнями

Комбинаторизация нагрузок и загрузка

Рассматриваются четыре загружения:
Загружение 1 = собственный вес
Загружение 2 = ветер в + X
Загружение 3 = снеговой
Загружение 4 = несовершенство в + X

В RFEM, сочетания нагрузок в соответствии с EN 1990 могут быть созданы автоматически для предельного состояния пригодности к расчетным ситуациям, предельного состояния по пригодности к эксплуатации и стабильности положения. В данном примере, сочетания нагрузки необходимы, потому что расчет по второму расчету должен быть выполнен с учетом эффективных жесткостей в состоянии II железобетонных колонн. Для сочетаний нагрузок для расчета предельного состояния по пригодности к эксплуатации, эффекты анализа второго порядка и несовершенства деактивируются.

Pисунок 02 - Сгенерированные сочетания нагрузок для расчета

Нагрузка, применяемая в отдельных загружениях, может быть просмотрена в файле модели.

Расчет железобетонных колонн

На первом этапе рассчитываются внутренние силы индивидуальных сочетаний нагрузок (линейно-упругое определение внутренних сил). Они впоследствии применяются для расчета в RF-CONCRETE стержнях. В дополнительном модуле RF-CONCRETE Members создается расчетный случай, в котором размеры железобетонных колонн рассчитаны. Для расчета в предельном состоянии, здесь выбрана опция «Нелинейный расчет (состояние II)».

Pисунок 05 - Определение предоставленной базовой арматуры

В настройках нелинейного расчета выбрана опция «Общий расчетный метод для стержней со сжатием по методу второго порядка (EN 1992-1-1, 5.8.6)».

Pисунок 04 - Настройки для нелинейного расчета

С помощью упомянутых выше настроек, RF-CONCRETE Members сначала рассчитывают статически требуемую армировку из расчета на сечение с внутренними силами LC (линейно-упругая конструкция). Наконец, данное армирование создается из требуемой арматуры и пользовательских спецификаций для базовой или минимальной арматуры, которая затем применяется для нелинейного расчета.

В данном примере колонны с армированием 4 Ø 20 усилены с каждой стороны сечения.

Pисунок 05 - Определение предоставленной базовой арматуры

Полученное в результате армирование применяется для нелинейного расчета. RF-CONCRETE Members теперь рассчитывает предоставленную безопасную гамма в состоянии II и в качестве альтернативы обеспечивает эффективное соотношение 1 / гамма стержней.

Pисунок 06 - Распределение 1 / Гамма системы колонн

Пожалуйста, обратите внимание, что результаты данного нелинейного расчета были определены на основе предоставленного арматуры. Однако из отображаемого расчетного коэффициента и прилагаемой продольной арматуры нельзя сделать вывод, что расчетный коэффициент больше, и количество продольно утюжных объектов одновременно уменьшается. При изменении количества, положения или сечения продольной арматуры, необходимо пересчитать нелинейный расчет.

Расчет фундаментных пластин

Фундаментные пластины теперь рассчитаны на защемленные ограничения. Это делается в дополнительном модуле RF-FOUNDATION Pro. Уплотняющие пластины со следующими размерами:

  • Длина = 1,75 м
  • Ширина = 1,75 м
  • Высота = 0,50 м

Pисунок 07 - Предустановленные размеры фундаментных пластин

Сопротивление подшипника определяется в соответствии с DIN EN 1997-1, Приложение D. Песочная мелкозернистая смесь породы представляет собой основу для определения несущей способности, заданной по характеристикам профиля почвы в RF-FOUNDATION Pro по умолчанию.

Определение сопротивления подшипника в RF-FOUNDATION Pro описано в данной статье.

Чтобы определить жесткость пружин для фундаментных плит в RF-FOUNDATION Pro, сначала необходимо активировать расчет расчета в [Подробности]. В подробных настройках расчета расчета, можно использовать вариант расчета для гибкого основания или жесткую пластину. Чтобы определить жесткость пружины и экспортировать их в модель RFEM, выберите расчет в качестве жесткой пластины.

Pисунок 08 - Настройки расчета

При активизации расчета расчета, доступна вкладка «Установить» диалогового окна ввода «1.4 Загружения». В дополнение к сгенерированному СО для предельных состояний STR, GEO и EQU, вы должны определить нагрузку, для которой опускание должно быть определено в диалоговом окне «1.4 Загрузка» на вкладке «Установить». В этом случае, CO берутся из характерной расчетной ситуации. Соответственно, программа также требует горизонтальной силы или опорного момента для определения вращения основания или жесткости при кручении. Это необходимо учитывать при выборе соответствующих аккредитивов.

Pисунок 09 - Используемые для расчета расчетные сочетания

Результаты расчета можно найти в диалоговом окне результатов «2.2 Авторитарные расчетные критерии» в дополнение ко всем другим расчетам (устойчивость по положению, сбой основания, вращение основания, расчет изгибов фундаментной плиты и т.д.) . В таблицах подробностей теперь можно посмотреть на жесткость пружины в z-направлении и коэффициенты сжатия C φ, x и C φ, y для каждого узла и для каждого расчетного сочетания нагрузок.

Pисунок 10 - Данные о результатах для расчета

На рисунке 10 показано, что постоянная пружины C φ, x не может быть определена. Это связано с тем, что в рассмотренном здесь примере нет никакого вращения вокруг оси X (система 2D-рамок, моменты только по оси Y).

Теперь доступные постоянные пружины из расчета расчета могут быть экспортированы в RF-FOUNDATION Pro с помощью меню «Файл».

Pисунок 11 - Меню для экспорта постоянных пружин из RF-FOUNDATION Pro

После экспорта жесткости пружины в RFEM имеются новые узловые опоры, которые содержат эти жесткости пружины. С помощью новых узловых опор удаляются результаты RFEM и дополнительных модулей RF-CONCRETE Members и RF-FOUNDATION Pro.

Пересчет железобетонных конструкций с пружинными постоянными от RF-FOUNDATION Pro

Так как результаты были удалены с помощью экспорта упругости пружины, то расчет результатов в RF-CONCRETE стержнях должен быть перезапущен. Записи в дополнительном модуле (характеристики арматуры и т.д.) пока остаются без изменений, как описано выше.

Новый нелинейный расчет колонн приводит к соотношению> с ранее установленным предусмотренным армированием (4 Ø 20 с каждой стороны) 1,00. Разница в расчетном расчетном соотношении железобетонных колонн обусловлена экспортируемой жесткостью пружин из RF-FOUNDATION Pro в модели RFEM и эффектом перераспределения от нелинейного расчета.

Pисунок 12 - Коэффициент изменения железобетонных колонн из-за экспортной жесткости пружины

На следующем этапе для стержней RF-CONCRETE, которые имеют расчетный коэффициент>, можно выбрать новую группу армирования> 1.00, и число или диаметр продольной арматуры, например, увеличивается в данной группе армирования.

В качестве альтернативы, можно также увеличить количество продольных стержней для всех столбцов на n = 1. В данном примере это будет приводить следующее соотношение.

Pисунок 13 - Коэффициент изменения железобетонных колонн за счет увеличения продольной арматуры

Жесткость колонн, экспортируемых в состояние II

Кроме того, можно экспортировать жесткость в состоянии II из расчета колонок в RF-CONCRETE стержнях на модель RFEM в RFEM. Таким образом, можно также использовать жесткость из состояния II железобетонных конструкций и жесткость пружины от конструкции фундамента для дальнейшего определения внутренних сил и результатов расчета.

Экспорт жесткости в трещинных сечениях (состояние II) в данном примере не приводится. Дополнительную информацию можно найти здесь, в Базе знаний.

Резюме

Как можно видеть в этом примере, экспорт жесткости пружин из расчета расчета в RF-FOUNDATION Pro может существенно повлиять на более подробные расчеты. Таким образом, применение реалистичной жесткости узловых опор следует рассматривать в сравнении с жесткой опорой в конструкции.

RFEM предлагает инженер-строитель удобный вариант для проверки влияния и анализа их в файле модели.

Примечание: Данная статья была написана для расчета в RFEM 5. Возможность экспорта постоянных пружин из FOUNDATION Pro также доступна в RSTAB 8. Данный подход, описанный в RFEM 8, может быть выполнен в той же форме.

Ключевые слова

Экспорт Жесткость Основание Государство II

Загрузки

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
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 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
RSTAB Железобетонные конструкции
CONCRETE 8.xx

Дополнительный модуль

Линейный и нелинейный расчет железобетонных стержней с концепцией армирования

Цена первой лицензии
810,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-FOUNDATION Pro 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет отдельных, сборных и блочных фундаментов

Цена первой лицензии
760,00 USD
RSTAB Железобетонные конструкции
FOUNDATION Pro 8.xx

Дополнительный модуль

Расчет отдельных, сборных и блочных фундаментов

Цена первой лицензии
760,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
EC2 for RFEM 5.xx

Расширение модуля к RFEM

Расширение модулей для проектирования железобетонных конструкций расчетом по норме Еврокод 2

Цена первой лицензии
360,00 USD
RSTAB Железобетонные конструкции
EC2 for RSTAB 8.xx

Расширение модуля к RSTAB

Расширение модулей для проектирования железобетонных конструкций расчетом по норме Еврокод 2

Цена первой лицензии
360,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-CONCRETE NL 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет физической и геометрической нелинейности балочных и плитных железобетонных конструкций

Цена первой лицензии
1 300,00 USD