В строительстве можно встретить множество поверхностей различных размеров и форм, от простых плоскостей, таких как стены, потолки или плиты, до цилиндров с одним изгибом, таких как силосы, и до многоугольных мембранных конструкций. Жесткость поверхности зависит от ее материала и толщины.
Для расчета конструкций и создания сетки КЭ на поверхностях создаются 2D-элементы, которые применяются в расчетах по их центральной оси. Таким образом, можно определить деформации, а также внутренние силы и моменты, которые затем можно рассчитать в соответствии с материалами и стандартами.
Все вышеперечисленные конструкции можно рассматривать в RFEM 6, поскольку программа позволяет определять поверхности с различной жесткостью, геометрией, материалами и толщиной. Поверхности доступны как «Основные объекты» в навигаторе данных (Рисунок 1). Двойной щелчок по записи открывает новое окно, в котором вы можете задать интересующую поверхность.
Вкладка «Основные» окна «Новая поверхность», показанная на рисунке 1, позволяет задать основные параметры поверхности. Двумя из этих параметров являются тип поверхности и жесткость поверхности, которым мы также уделим внимание. Таким образом, вы можете определять поверхности различной геометрии:
- Плоскость
- четырехугольник
- NURBS
- Обрезанная
- Поворот
- Труба
С другой стороны, для типа жесткости можно выбрать одно из следующих значений:
- Норматив
- Без толщины
- Заделка
- Мембрана
- Без растяжения мембраны
- Передача нагрузки
Как упоминалось ранее, вы можете использовать эти параметры для описания и последующего проектирования любой плоской или изогнутой поверхности, которую вы можете найти в модели здания. Каждый из перечисленных выше типов будет объяснен в следующих статьях, а этот конкретный текст даст вам более подробное представление о типах поверхностей с поворотом, обрезкой, без толщины и передачи нагрузки в RFEM 6.
Тип поверхности «Повернутая»
Если вас интересует моделирование куполов, круглых стен или силосов, а также резервуаров для хранения, вам необходимо знать об этом типе поверхности. Как правило, поворачиваемая поверхность создается путем поворота линии вокруг фиксированной оси. При создании повернутой поверхности в RFEM 6 применяется та же логика: граничная линия, ось вращения и угол поворота должны быть определены. Следовательно, когда вы выбираете тип поверхности «Повернутая» во вкладке «Основная» окна «Новая поверхность», появится новая вкладка, где вы можете задать эти параметры (Рисунок 2).
Как показано на изображении, ось поворота может быть определена путем выбора двух точек (то есть P и R). Вы можете записать координаты этих точек прямо в диалоговом окне или выбрать их по отдельности в графике. Существует также возможность выбрать обе точки одновременно с помощью опции «Выбрать точки оси вращения в графике».
Если вы уже определили материал, толщину и жесткость поверхности во вкладке «Основные» окна «Новая поверхность», программа создаст поверхность из начального и конечного положения линии и поворота определения линии баллов. Как уже упоминалось, это позволяет очень просто и быстро создавать не только компоненты, но и целые модели.
Примером этого является моделирование купола и круглой стены, показанных на рисунке 3. Обе поверхности созданы с помощью типа геометрии «Поворот». Чтобы лучше понять параметры, используемые для создания этого типа поверхности, на изображении показана граничная линия (линия № 2) и ось вращения (представленная узлами P и R) поверхности, представляющей купол. Эта поверхность создается путем поворота граничной линии вокруг оси вращения на угол поворота α = 360 °.
Тип поверхности «Обрезанный»
Обрезанная поверхность связана с новой функцией в RFEM 6, которая позволяет пересекать изогнутые поверхности и тела. Создавая пересечение, программа формирует поверхности типа «Обрезанные». Вы можете использовать эту функцию для простого и быстрого создания очень сложной геометрии, например, пересечений труб или изогнутых отверстий.
Например, посмотрите на модель, показанную на рисунке 5. Есть три трубы, для которых необходимо создать пересечение. Для этого сначала выберите их, как показано на рисунке. Затем воспользуйтесь функцией «Разделить на пересечение», доступной в контекстном меню выбранных объектов.
С помощью этой функции исходные поверхности разделяются по линиям пересечения, а на режущих поверхностях автоматически создаются отверстия. Это создает новые поверхности, которые можно редактировать или удалять как независимые объекты. Таким образом, вы можете удалить ненужные поверхности и получить пересечение труб, как показано на рисунке 6. Как показано на изображении, теперь поверхности имеют тип «Обрезанный».
Это всего лишь пример использования функции «Разделить на пересечении» и типа поверхности «Обрезка». Как упоминалось ранее, с помощью этого простого процесса можно создать множество других сложных изогнутых поверхностей или перфорированных тел.
Тип поверхности «Без толщины»
Эти поверхности необходимы для задания тел. Поверхность не имеет жесткости и предназначена для использования в качестве граничной поверхности тела. Однако поверхности с типом жесткости «Без толщины» по-прежнему могут быть сконфигурированы с использованием различных типов геометрии (например, плоские, четырехугольные, обрезанные и т.д.). Пример таких поверхностей показан на рисунке 7.
Таблица «Поверхности» на рисунке 7 показывает, что поверхности № 59-72 относятся к типу жесткости «Без толщины». Это потому, что они являются граничными поверхностями тела № 21, как показано на рисунке 8.
Тип поверхности «Передача нагрузки»
В дополнение к мастерам нагрузок, которые облегчают ввод нагрузок, RFEM 6 предлагает новый тип поверхности «Передача нагрузки» для еще более простого приложения нагрузки. Таким образом, создавая поверхность этого типа жесткости, программа создает новую поверхность без толщины и без структурных эффектов, но с уникальной способностью передавать нагрузки.
Это полезная функция в RFEM 6, которая позволяет учитывать нагрузки от поверхностей, которые не включены в саму модель (например, фасадные конструкции, стеклянные поверхности, трапециевидные сечения кровли и т.д.).
Пример показан на рисунке 9, где поверхность № 18 создана с типом жесткости «Передача нагрузки» для учета ветровых нагрузок на немоделированную фасадную стену конструкции.
Как показано в примере, вы можете использовать поверхности для передачи нагрузки для приложения поверхностных нагрузок к областям, которые не смоделированы напрямую как поверхности. Нагрузка на эту поверхность распределяется на края или интегрированные объекты. Если нагрузки на стержень создаются, нагрузка преобразуется в общие направления на основе истинных длин стержня (направления нагрузки XL, YL, ZL ).
В отличие от мастеров нагрузок, где площадь нагрузки необходимо каждый раз переопределять, поверхность передачи нагрузки может использоваться несколько раз для различных приложений нагрузки. Точнее говоря, этот подход позволяет задавать различные нагрузки на поверхность с помощью одной поверхности для передачи нагрузки. Чтобы узнать больше об этом типе поверхности и о том, как определить ее параметры, см. Статью базы знаний «Использование Поверхность передачи нагрузки в программе RFEM 6 ”.
