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.
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.
В этой статье описывается, как смоделировать перекрытие жилого дома в программе RFEM 6 и рассчитать его по норме Еврокод 2. Плита толщиной 24 см поддерживается колоннами 45/45/300 см на расстоянии 6,75 м по оси X и по оси Y (рисунок 1). Колонны смоделированы в виде упругих узловых опор, заданных на основе жесткости пружины из граничных условий (рисунок 2). В качестве материала для расчета выбраны бетон C35/45 и арматурная сталь B 500 S (A).
Расчёт сложных конструкций методом конечных элементов обычно выполняется для всей модели. Однако возведение таких конструкций представляет собой многоэтапный процесс, 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.
Для плит, подверженных сосредоточенной нагрузке или реакции, по норме EN 1992-1-1 необходимо выполнять расчёт на продавливание. Узел, в котором выполняется расчет сопротивления сдвигу при продавливании (то есть где существует проблема продавливания), называется узлом сдвига при продавливании. Сосредоточенную нагрузку в этих узлах можно задать при помощи колонн, сосредоточенной силы или узловых опор. Конечная точка приложения линейной нагрузки к плитам также рассматривается как сосредоточенная нагрузка, и поэтому необходимо контролировать сопротивление сдвигу на концах стены, в углах стены, а также на концах или в углах линейных нагрузок и линейных опор.
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.
Согласно EN 1992-1-1 [1] балка - это стержень, пролет которого не менее чем в 3 раза превышает общую высоту сечения. В противном случае конструктивный элемент следует рассматривать как балку-стенку. Поведение глубоких балок (то есть балок с пролетом менее чем в 3 раза больше глубины сечения) отличается от поведения нормальных балок (то есть балок с пролетом, который в 3 раза превышает глубину сечения).
Однако при расчете конструктивных элементов железобетонных конструкций часто требуется расчет глубоких балок, поскольку они используются для оконных и дверных перемычек, выступов и перекрытий, соединений разноуровневых плит и каркасных систем.
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 и метода прямого расчета, который необходимо применить к модели стальной конструкции в программе RFEM 6.
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.
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.
С помощью аддона Расчёт железобетонных конструкций можно выполнить расчёт железобетонных колонн по норме ACI 318-19. В нашей статье будет показан расчёт арматуры в аддоне Расчёт железобетонных конструкций с помощью пошаговых аналитических уравнений по норме ACI 318-19, включая требуемую продольную стальную арматуру, площадь сечения брутто и размер/шаг хомутов.
Качество расчета конструкций значительно улучшается, когда учитывается максимальное количество характеристик грунта. В RFEM 6 можно создать реалистичную модель грунтового тела с помощью аддона Геотехнический расчёт. Это дополнение можно активировать в основных данных модели, как показано на рисунке 01.
Учитывая, что реалистичная оценка состояния грунта существенно влияет на качество расчёта конструкций здания, в программе RFEM 6 предлагается аддон Геотехнический расчёт для задания массива грунта, который нробходимо рассчитать.
Способ применения данных, полученных в результате полевых испытаний, в аддоне и применение характеристик образцов грунта для определения необходимых грунтовых массивов, обсуждался в статье базы знаний «Создание тела грунта из образцов грунта в программе RFEM 6». С дугой стороны, в этой статье будет обсуждаться процедура расчёта осадки и давления грунта для железобетонного здания.
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.
Институт стальных балок (SJI) ранее разработал таблицы виртуальных балок для оценки свойств сечения стальных балок с открытой стенкой. Данные сечения виртуальных балок являются эквивалентом широкополочных балок, которые весьма близки по площади пояса балки, эффективному моменту инерции и весу. Виртуальные балки (Virtual Joists) также доступны в базе данных сечений RFEM и RSTAB.