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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
Расчет холодногнутых стальных стержней по норме AISI S100-16 теперь доступен в программе RFEM 6. Доступ к расчету можно получить, выбрав стандартную настройку «AISC 360» в дополнительном модуле «Проектирование стальных конструкций». Затем для холодногнутого расчета автоматически выбирается «AISI S100» (Рисунок 01).
При расчете холодногнутой стали часто требуются нестандартные профили. В RFEM 6 пользовательское сечение можно создать с помощью одного из «тонкостенных» сечений, доступных в библиотеке. Для других сечений, которые не соответствуют ни одной из 14 доступных холодногнутых форм, сечения можно создавать и импортировать из автономной программы RSECTION. Для получения общей информации о расчете стали AISI в программе RFEM 6, обратитесь к статье базы знаний в конце страницы.
С помощью аддона Steel Design вы можете рассчитывать стальные компоненты в случае пожара, используя простые методы расчета из Еврокода 3. Температура компонента на момент обнаружения может быть определена автоматически в соответствии с температурными кривыми, указанными в стандарте. Помимо огнестойкой облицовки, можно учесть также полезные свойства горячего цинкования.
Когда железобетонная плита устанавливается на верхнюю полку, она действует как боковая опора (композитная конструкция), предотвращая проблемы с потере устойчивости при кручении. При отрицательном распределении изгибающего момента нижняя полка подвергается сжатию, а верхняя полка - растяжению. Если боковой опоры недостаточно из-за жесткости стенки, в этом случае угол между нижней полкой и линией среза стенки является переменным, так что существует возможность нестабильности размеров нижней полки.