В RFEM 6 сейсмический расчёт можно выполнить с помощью аддонов Модальный анализ и Анализ спектра реакций. После выполнения спектрального анализа можно использовать аддон «Модель здания» для изображения воздействий на перекрытия, междуэтажных сдвигов и сил в диафрагмах жёсткости.
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.
Модель здания - это один из аддонов для специальных решений в RFEM 6. Речь идет об удобном инструменте моделирования, с помощью которого можно легко задавать и изменять этажи зданий. Модель здания можно активировать в начале процесса моделирования и после него.
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.
В нашей статье представлены основы применения аддона Депланация при кручении (7СтСв). Это дополнение интегрировано в основную программу и позволяет учитывать депланацию сечения при расчёте стержневых элементов. В сочетании с аддонами Устойчивость конструкции и Стальные конструкции можно выполнить расчет потери устойчивости плоской формы изгиба с внутренними силами по методу второго порядка с учетом несовершенств.
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.
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.
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).
В этой статье показано, как использовать аддон Депланация при кручении (7 СтСв) в сочетании с аддоном Устойчивость конструкции, чтобы учесть депланацию сечения как дополнительную степень свободы при выполнении расчёта на устойчивость.
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.
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.