RFEM 6 позволяет благодаря интеграции надстроек учитывать некоторые явления взаимодействия, которые часто моделируются лишь с помощью упрощающих предположений. Основой и эталоном служит небольшая стальная зала с высотой конька чуть менее 6 м и площадью 6 м x 12 м. Она нагружена собственным весом, снегом и ветром. Опора стоек считается защемленной, а соединение между прогонами и рамой — шарнирным. Таким образом, не учитываются ни взаимодействие с грунтом, ни влияние жесткости соединений. В этих условиях стойки нагружаются на 97%. Глобальная деформация фронтона составляет чуть менее 270 мм.
Взаимодействие соединений и конструкции
Для определения жесткости соединений все соединения моделируются в их точном исполнении, активируется взаимодействие соединений и конструкции, и проводится анализ жесткости для осевого смещения под нормальной силой, а также вращения вследствие изгибающего момента вокруг сильной и слабой оси. Начальные жесткости должны быть достаточными. Соединение прогонов классифицируется как шарнирное, что подтверждает упрощенное предположение эталонной модели, однако рассматриваемая жесткость на вращение составляет 0,2 МНм/рад, что не равно 0. Аналогично, жесткость опоры стойки вокруг слабой оси классифицируется как жесткая, но с 5,2 МНм/рад она не может быть приравнена к защемлению. Вращательная жесткость вокруг сильной оси, напротив, оценивается как гибкая после анализа. В модели конструкции генерируются соответствующие жесткости шарниров.
Влияние на расчетные значения значительное. Нагрузка на стойки снижается до 82%, в то время как максимальная деформация фронтона сокращается до 66 мм.
Взаимодействие грунта и конструкции
На следующем этапе моделируется грунт под залом и учитывается в статическом анализе с использованием метода модуля жесткости. Этот метод рассчитывает коэффициенты упругого основания в зависимости от структуры грунта. В качестве примера изображен профиль грунта из песка и двух слоев гравия. Толщина этих слоев варьируется в области фундамента, что приводит к различной упругой опоре нижних точек стоек.
Поскольку предполагается, что изменение опоры влияет на всю структуру, сравниваются те же параметры: получается, что глобальная загрузка стоек составляет 81,4%, а максимальная деформация фронтона — 63 мм. Здесь влияние не столь существенно, хотя оно, безусловно, зависит от конкретного грунтового профиля. Использование у оснований может быть снижено на 1,3–3% (в зависимости от рассматриваемой стойки).
Заключение
В общем, можно заключить, что учет явлений взаимодействия всегда способствует точности расчетов. В зависимости от качества других принятых предположений, решающим может быть и экономический аспект. Однако часто необходимо принимать решение на конкретном примере применения, какой объем моделирования и расчетов будет целесообразным.