Инструменты для динамического расчёта в RFEM 6 и RSTAB 9 разделены на несколько аддонов. Аддон Модальный анализ является необходимой основой для работы с другими аддонами для динамического расчёта, поскольку он выполняет анализ собственных колебаний для моделей стержней, поверхностей и твердых тел.
Расчет сечений по Еврокоду 3 основан на классификации сечений, подлежащих расчету, по классам, определенным в стандарте. Классификация сечений важна, так как она определяет пределы сопротивления и вращательной способности из-за местной потери устойчивости частей сечения.
Вы можете моделировать и рассчитывать каменные конструкции в RFEM 6 с помощью аддона Расчёт кладки, который использует при расчёте метод конечных элементов. Поскольку необходимо смоделировать структурные характеристики кладки и различные механизмы выхода из работы, применяется нелинейная модель материала. Вы можете вводить и моделировать каменные конструкции непосредственно в RFEM 6 и комбинировать модель материала кладки со всеми распространенными аддонами RFEM. Другими словами, вы можете проектировать целые модели зданий в связи с каменными конструкциями.
Одним из нововведений в программе RFEM 6 является подход к расчёту стальных соединений. В отличие от RFEM 5, где расчёт стальных соединений основан на аналитическом решении, аддон Стальные соединения в RFEM 6 предлагает для стальных соединений решение КЭ.
Сейсмический анализ в программе RFEM 6 возможен с помощью надстроек модального анализа и анализа спектра реакций. Общая концепция сейсмического расчета в программе RFEM 6 основана на создании загружения для модального анализа и анализа спектра реакции. Стандартные группы для этих расчетов задаются на вкладке «Стандарты II» в разделе «Основные данные» модели.
RFEM 6 содержит аддон Поиск формы для определения равновесных форм поверхностных моделей, подверженных растяжению, и стержней, подверженных действию осевой силы. Этот аддон можно активировать в общих данных модели и применить для нахождения геометрического положения, в котором предварительное напряжение облегчённых конструкций находится в равновесии с существующими граничными реакциями.
Расчёт сложных конструкций методом конечных элементов обычно выполняется для всей модели. Однако возведение таких конструкций это процесс с несколькими стадиями, в котором окончательная форма здания создается путем объединения отдельных конструктивных компонентов. Во избежание ошибок при расчёте всей модели, необходимо учитывать влияние процесса строительства. В RFEM 6 это возможно с помощью аддона Расчёт стадий строительства (CSA).
Новое поколение программы RFEM позволяет выполнять расчет на устойчивость деревянных клиновых стержней по методу замены связей. Согласно данному методу, можно выполнить расчет при соблюдении требований нормы DIN 1052, раздел E8.4.2, для переменных сечений. В различной технической литературе этот метод выбран также для Еврокода 5. В нашей статье показано, как применить метод замены связей для клиновой стропильной балки, изображенной на рисунке 1.
При проверке устойчивости эквивалентной конструкции стержня в соответствии с EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 и другими международными стандартами необходимо учитывать расчетную длину (то есть эффективную длину стержней). В RFEM 6 свободную длину можно задать вручную с помощью узловых опор и коэффициентов свободной длины или импортировать из расчёта на устойчивость. Оба варианта будут показаны в нашей статье с помощью расчета свободной длины рамной опоры, изображенной на рисунке 1.
Сталь с точки зрения огнестойкости обладает плохими теплотехническими свойствами. Тепловое расширение при повышении температуры очень велико по сравнению с другими строительными материалами и может привести в результате вынужденных деформаций к эффектам, которые не присутствовали в расчете при нормальной температуре. С повышением температуры пластичность стали увеличивается, а прочность уменьшается. Поскольку при температуре 600 °C сталь теряет 50 % своей прочности, важно обеспечить защиту элементов от воздействия огня. В случае защищенных стальных элементов, продолжительность огнестойкости может быть увеличена благодаря улучшенным свойствам при нагревании.
Несовершенства в строительной промышленности связаны с производственным отклонением конструктивных элементов от их идеальной формы. Они часто используются в расчетах для определения равновесия сил конструктивных элементов в деформированной системе.
Норма AISC 360-16 по стальным конструкциям требует учета устойчивости конструкции в целом и каждого ее элемента. Для этого можно применить различные методы, включая прямой учет в расчете, метод свободной длины и прямой метод расчета. В нашей статье будут рассмотрены важные требования главы C [1] и метода прямого расчета, который необходимо применить к модели стальной конструкции в программе RFEM 6.
Данный пример описан в технической литературе - пример 9.5 в [1] и пример 8.5 в [2]. Для главной балки необходимо выполнить расчет на продольный изгиб с кручением. Балка представляет собой однородный конструктивный элемент. Таким образом, расчет на устойчивость можно выполнить по разделу 6.3.2 нормы DIN EN 1993-1-1. Также, благодаря одноосному изгибу можно выполнить расчет по общему методу согласно разделу 6.3.4. Кроме того, определение значения коэффициента критической нагрузки должно быть проверено на идеализированной модели стержня согласно вышеупомянутому методу с применением модели МКЭ.
Аддон Расчёт стадий строительства (CSA) позволяет рассчитывать конструкции, состоящие из стержней, поверхностей и тел в программе RFEM 6 с учётом конкретных стадий строительства, связанных с процессом строительства. Это важно, поскольку здания возводятся не сразу, а путем постепенного объединения отдельных конструктивных компонентов. Отдельные этапы, на которых к зданию добавляются конструктивные элементы и нагрузки, называются стадией строительства, а сам процесс называется процессом строительства.
Таким образом, окончательное состояние конструкции доступно после завершения процесса строительства, то есть когда пройдены все стадии строительства. Для некоторых конструкций влияние процесса строительства (то есть, всех отдельных стадий строительства) может быть значительным, и его следует учитывать во избежание ошибок в расчёте. Общее описание аддона CSA можно найти в статье Базы знаний «Учет стадий строительства в RFEM 6» .
Модальный анализ является отправной точкой для динамического анализа конструктивных систем. Его можно применить для нахождения значений собственных колебаний, таких как собственные частоты, формы колебаний, модальные массы и эффективные коэффициенты модальных масс. Этот результат можно использовать для расчета вибрации, а также для дальнейшего динамического анализа (например, нагрузки по спектру реакций).
Типичный случай для деревянных стержневых конструкций - это соединение меньших стержней с крупным балочным элементом с помощью опирания. Кроме того, условия на концах стержня могут быть аналогичными, при которых балка опирается на опору. В любом случае балка должна быть рассчитана с учетом несущей способности поперёк волокон по норме NDS 2018 п. 3.10.2 и CSA O86:19, статьи 6.5.6 и 7.5.9. В программах для расчета конструкций обычно невозможно выполнить подобный полный расчет конструкции, поскольку площадь несущей поверхности неизвестна. Однако в новом поколении RFEM 6 и аддоне Расчет деревянных конструкций содержится функция «расчетных опор», которая теперь позволяет пользователям рассчитать несущую способность при опирании перпендикулярно волокнам по нормам NDS 2018 и CSA O86:19.
Аддон Расчёт стальных конструкций в RFEM 6 теперь содержит функцию выполнения сейсмического расчёта по нормам AISC 341-16 и AISC 341-22. В настоящее время в нем содержится пять типов сейсмоустойчивых систем (SFRS).
В аддоне Расчёт стальных конструкций для RFEM 6 доступны три типа рам (обычные, промежуточные и специальные). Результат сейсмического расчета по AISC 341-16 подразделяется на две части: требования к стержням и требования к соединениям.
Расчёт рам, устойчивых к моменту, в соответствии с AISC 341-16 теперь возможен в аддоне Расчёт стальных конструкций для RFEM 6. Результаты сейсмического расчета можно разделить на две части: требования к стержням и требования к соединениям. В нашей статье рассмотрена требуемая прочность соединения. Ниже представлен пример сравнения результатов, полученных в программе RFEM и в руководстве по сейсмическому расчету AISC [2].
Расчёт обыкновенной рамы с концентрическими связями (OCBF) и рамы специальной конструкции с концентрическими связями (SCBF) можно выполнить в аддоне Расчёт стальных конструкций для RFEM 6. Результат сейсмического расчета по AISC 341-16 и 341-22 разделен на две части: Требования к стержням и требованиям к соединениям.