В предельном состоянии по пригодности к эксплуатации в первую очередь исследуются деформации и сравниваются с допустимыми предельными деформациями. Чтобы соблюсти допустимые предельные деформации, сечения стержней должны быть соответствующим образом подобраны. Для этого RFEM 6 и RSTAB 9 предлагают автоматизированную функцию оптимизации сечения, которая объясняется в данной статье.
Области применения
Оптимизация сечения в предельном состоянии по пригодности к эксплуатации доступна как функция для следующих аддонов:
- Расчёт стальных конструкций
- Расчёт деревянных конструкций
- Расчет алюминиевых конструкций
При этом поддерживаются все доступные в программе нормы проектирования.
Ввод в программе
Перейдите в таблице на вкладку Входные данные → Сечения соответствующего аддона расчета. В столбце «Использовать другое сечение для оптимизации» выберите опцию «Оптимизировать» для всех сечений, которые вы хотите оптимизировать.
Теперь вы можете запустить расчет. Автоматически будет определено наиболее экономичное сечение. После завершения расчета вы можете проверить оптимизированные сечения и, при необходимости, непосредственно применить их в модели.
Принцип работы
Оптимизация сечения в ПНС, как и для ПСНС, выполняется итеративно. С имеющимися внутренними силами и деформациями из статического анализа выполняются проверки расчета. Если проверки не выполняются, сечение увеличивается. Если же все проверки выполнены с запасом, сечение уменьшается. При этом внутренние силы и деформации не пересчитываются, так что этот метод, особенно для нелинейных систем, является приближенным решением, но в большинстве случаев достаточен для предварительного подбора. В ПНС есть особенность: значения сечения не входят в формулы проверки, так как сравниваются только существующие деформации с допустимыми. Чтобы решить эту проблему, в формулы проверки вводится коэффициент альфа, который отражает отношение момента инерции оптимизированного сечения к моменту инерции исходного сечения. На этот коэффициент в конечном итоге умножается степень использования по проверке.
Коэффициент альфа рассчитывается для общего случая (анализ деформации в результирующей оси) следующим образом.
Для анализа деформации в локальном направлении оси выражение упрощается до:
Особенности
Оптимизация сечения в ПНС связана с двумя условиями. Если одно из этих условий не выполняется, оптимизация для соответствующих стержней или проверок не производится. Условия следующие:
- Выбрана ссылка на деформацию «Деформированные концы сегмента»
Ссылка на деформацию «Недеформированная система» не принимается для оптимизации сечения. Причина в том, что, например, в многоэтажных зданиях общая деформация стержня в первую очередь определяется глобальным креном здания. Увеличение отдельного сечения оказывает на эту деформацию незначительное влияние, поэтому оптимизация в этом случае часто приводила бы к бессмысленным результатам.
- Отсутствие строительного подъема сечения
Стержни с заданным строительным подъемом исключаются из оптимизации сечения.
