Помимо требований к несущей способности, должны быть соблюдены соответствующие требования к пригодности конструкции к эксплуатации. В этом контексте проверка конструкции на деформацию играет важную роль во избежание повреждений из-за чрезмерного прогиба. Соответствующие правила можно найти в различных стандартах. Предельные значения смещений ' обычно связаны с длиной конструктивных элементов, например, согласно EN 1993 [1 ] или AISC 360 [2 ] для стальных конструкций по EN 1992 [3 ] или ACI 318 [4 ] для армированных стальных конструкций, а также по EN 1995 [5 ] или NDS [6 ] для деревянных конструкций. В главе L2. ПРОГЛУШЕНИЯ AISC 360, например, мы можем найти следующее правило: «Прогибы более 1/200 пролета могут ухудшить работу подвижных компонентов, таких как двери, окна и раздвижные перегородки». Для каждого материала существуют также разные предельные значения для пролетных и консольных поверхностей балок.
Программы RFEM и RSTAB позволяют контролировать перемещения при расчетных проверках и выдавать их как расчетные.
Пример
На модели простой деревянной платформы показано, как приступить к проверке расчета прогиба. Он представляет собой ростверк из клееных брусов, на который действуют три загружения: собственный вес, временная нагрузка на платформу и временная нагрузка на консоль. Наложение загружений выполняется в соответствии с EN 1990 [7 ] с учетом особых требований к деревянным конструкциям, таких как ползучесть, проверка расчета выполняется в соответствии с EN 1995-1- 1 [5 ]. При расчете предельного состояния по несущей способности устойчивость не анализируется. Расчет прогиба в предельном состоянии по пригодности к эксплуатации выполняется для квазипостоянной расчетной ситуации.
Платформа представляет собой симметричную конструктивную систему. Однако в модели краевая балка показана как полностью сплошной стержень с узлами типа «На стержне» на одной стороне, а на другой стороне в виде отдельных стержней.
Аддон Timber Design активируется для проверки конструкции. Расчет выполнен в соответствии с EN 1995, включая рекомендации CEN.
Конфигурация пригодности к эксплуатации
Поскольку проверка расчета на прогиб выполняется для предельного состояния по пригодности к эксплуатации, необходимо отметить флажок «пригодность к эксплуатации» в конфигурациях, которые необходимо рассчитать для расчета древесины. Управление этими настройками осуществляется в диалоговом окне 'Общие настройки ', доступ к которому можно получить из контекстного меню навигатора' Проектирование деревянных конструкций '.
Огнестойкость не подлежит анализу.
Предельные значения прогибов сохраняются в конфигурации пригодности к эксплуатации, которая создается как стандарт при активации расчета древесины.
Пределы пригодности к эксплуатации установлены по умолчанию по норме, но могут быть изменены. Для балок (изгибающиеся стержни, опирающиеся с обеих сторон) и консолей (изгибающиеся стержни, опирающиеся на одну сторону) возможны отдельные спецификации, которые применяются в зависимости от расчетной ситуации. Предусмотрены два критерия для квазипостоянной расчетной ситуации. Благодаря этому положению, выполняются требования по чистому конечному прогибу wnet, ребро и конечному прогибу wfin согласно [5 ], таблица 7.2.
Расчет прогиба
Спецификации для расчета прогиба должны быть сделаны отдельно для каждого стержня. По умолчанию смещение связано с общей длиной стержня и его концов. Спецификации хранятся на вкладке « Расчетные опоры и прогиб » диалогового окна ' Изменить стержень '.
Если модель рассчитана с использованием этих стандартных параметров, расчетные соотношения, показанные на следующем рисунке, являются результатом расчета прогиба.
Например, для стержня 4 (поперечная балка между лонжеронами) правильно применены следующие настройки по умолчанию: В случае прогиба в середине стержня необходимо учитывать деформацию краевых балок. Используйте подробности проверки расчета , которые можно вызвать для соответствующей расчетной точки с помощью кнопки
(см. Изображение выше), чтобы понять, как определяется критерий расчета.
Определяющая деформация поперечной балки для квазипостоянной расчетной ситуации составляет 35,7 мм в CO 7. Если бы это значение использовалось для проверки расчета, оно было бы больше предельного значения L/250 = 7000 мм/250 = 28 мм. На концах стержней поперечной балки краевые балки имеют смещение по CO 7 каждая по 16,2 мм, что необходимо учитывать при проверке расчета: 35,7 мм - 16,2 мм = 19,5 мм (программа учитывает еще больше десятичных знаков). В качестве критерия расчета используется местная деформация, связанная с прямолинейным соединением конечных узлов. В результате получается 19,5 мм/28 мм = 0,69. Таким образом, значение местной деформации стержня ' уменьшается, если его конечные узлы смещаются. Этот подход подходит для поперечной балки, а также для большинства стержней в примере - за исключением двух краевых балок.
Расчётная опора
Как показано на изображении Результат, определенный стандартными настройками , критерий расчета для непрерывно смоделированной краевой балки (стержень 1) неправильный: Он представляет собой непрерывную деформацию, не учитывающую ни промежуточную опору, ни консоль. Здесь необходима ручная настройка.
Поскольку краевая балка моделируется узлами типа ' На стержне ', граничные условия извлеченной системы могут быть представлены с помощью так называемых расчетных опор. На них можно расположить внутренние опоры и смоделировать свободные концы. Узел на поддерживаемом конце стержня представляет собой начало стержня, узел на консоли - конец стержня.
Идентифицируются 'внутренние узлы' непрерывного стержня. Предполагается, что это один ' Сегмент '. Поскольку он не соответствует модели, необходимо назначить какие-то опоры. На вкладке 'Расчетные опоры и прогиб' нажмите кнопку
, чтобы задать ' расчетную опору в начале стержня '.
Появится диалоговое окно ' Поддержка нового дизайна '.
Теперь, когда тип 'Древесина' уже задан, можно вводить спецификации для расчета деревянных конструкций. На узловых опорах имеется ' прямая опора '. Предполагается, что длина опоры составляет 300 мм; ширина опоры должна соответствовать ширине балки. Для того, чтобы опора была учтена при проверке расчета, необходимо отметить галочку Активно для расчета прогиба. Опору 'по оси y' можно отключить, поскольку опора под прямым углом к стержню не имеет отношения к модели.
Нажмите OK и затем назначьте расчетную опору началу стержня и второму внутреннему узлу (первый внутренний узел является точкой соединения поперечной балки).
Теперь в модели стержня доступны два сегмента: один длиной 8,00 м, а другой - 1,50 м.
Расчетная проверка с применением измененных граничных условий дает следующий результат:
Контрольные длины и предельные значения для пролета и площади консоли теперь заданы правильно в соответствии со стандартом. Вы можете проверить это еще раз в подробностях проверки конструкции.
Справочник по длинам и смещениям, заданным пользователем
Вторая краевая балка моделируется тремя смежными отдельными стержнями. Здесь, опять же, необходима ручная регулировка, чтобы расчетные проверки не выполнялись на основе отдельных стержней (см. Изображение Результат, определенный стандартными настройками ).
Стержень 7 и стержень 8 представляют собой «площадь пролета» балки, имеющей опоры с обеих сторон. Длина сегмента предварительно задана длиной стержня. Однако, поскольку сегмент соответствует общей длине двух стержней, длину необходимо указать здесь вручную: Установите флажок «Длина , определяемая пользователем » ❶, а затем установите для каждого сегмента 'длину' 8,00 м ❷. Это значение соответствует длине опоры между точками опоры (см. Изображение Модель деревянной платформы ).
При этом прогиб не должен быть связан с концами деформированного сегмента, в противном случае программа будет использовать в качестве ориентира линию соединения между узлом опоры и смещенным узлом соединения поперечной балки. Поэтому выберите параметр 'Недеформированная система' в списке ссылок смещения ❸.
Расчетные опоры не требуются, поскольку автоматически предполагается двусторонняя опора. Расчетная проверка с применением измененных спецификаций дает следующий результат:
консоль
Наконец, требуется регулировка в области консоли второй краевой балки (стержень 9). Поскольку программа автоматически предполагает двустороннюю опору, как уже упоминалось, конструктивная опора в этом случае должна быть определена вручную. Присвойте расчетную опору стержню в начале стержня, выбрав в списке ранее определенный тип ' Древесина '.
Свободный конец стержня должен оставаться без расчетной опоры. Теперь заключительная проверка расчета обеспечивает идентичные критерии расчета для обеих краевых балок.
Заключение
В этом примере представлены различные варианты действий при расчете деформаций в RFEM или RSTAB. Изгиб балок с опорами с обеих сторон не требует особого внимания, так как программа автоматически определяет граничные условия. По умолчанию для привязки перемещений к концам деформированного сегмента, при проверке расчета правильно учитываются перемещения всей системы. Однако в случае разделенных стержней может потребоваться отрегулировать длину опоры вручную и связать смещение с недеформированной системой. В случае неразрезных стержней и консолей необходимо назначить расчетные опоры, чтобы правильно представить условия опор извлеченной модели.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
