Ветер - это единственная климатическая нагрузка, которая действует на все типы конструкций во всех странах мира, в отличие от снеговой. Скорость ветра зависит от географического положения здания. В настоящее время это является одной из основных причин необходимости регионального деления (зоны ветровой нагрузки) и учета высоты, предусмотренной официальными нормативами; кроме того, необходимо принять во внимание изменение динамического давления в зависимости от высоты над уровнем земли для «нормальной» площадки, без эффекта маскирования.
Сейсмические нагрузки в Германии определяются по национальному приложению DIN EN 1998-1/NA нормы DIN EN 1998-1. Данный норматив применяется для строительства в сейсмических зонах.
Силосы используются в качестве больших контейнеров для хранения сыпучих материалов, таких как сельскохозяйственная продукция или исходное сырье, а также полуфабрикатов промышленного производства. Проектирование таких конструкций требует точного знания напряжений от твердых частиц в конструкции здания. Стандарт EN 1991‑4 «Воздействия на силосы и резервуары» [1] устанавливает общие принципы и требования для определения этих воздействий.
Дополнительный модуль RF-/STEEL EC3 выполняет у каждого расчета подробную классификацию сечений еще до его начала. Damit wird die Empfindlichkeit aller Teile des Querschnitts in Bezug auf lokales Beulen bewertet. Die hierbei festgestellte Querschnittsklasse wirkt sich auf die Ermittlung der Tragfähigkeit und der Rotationskapazität aus.
С помощью классификации сечений определяются предел прочности и предельный угол поворота сечения при местной потере устойчивости частей сечения. В норме EN 1999‑1‑1, п. 6.1.4.2 (1) предусмотрены четыре основных класса сечения.
Все конструкции являются по натуре трехмерными, Так как раньше было невозможно выполнить расчеты на трехмерных моделях, то конструкции были упрощены и разделены на плоскостные подсистемы. С ростом производительности компьютеров и соответствующих программ сегодня зачастую можно отказаться от подобных упрощений. Эту тенденцию усиливают цифровые направления, такие как информационное моделирование строительства (BIM) или новые возможности для создания реалистичных визуализированных моделей. Но действительно ли 3D модели дают преимущество или мы просто следуем современным тенденциям? В текущем подкасте будет приведено несколько веских аргументов как раз в пользу работы с 3D моделями.
У воздействий на дорожные мосты, необходимо кроме основных правил сочетаний согласно норме EN 1990 применить также условия сочетаний, установленные нормой EN 1991-2. Для этого программы RFEM и RSTAB содержат в себе функцию автоматического создания сочетаний, которую можно активировать в общих данных при выборе нормы EN 1990 + EN 1991-2. Частные коэффициенты надежности и коэффициенты сочетаний, зависящие от категории воздействия, затем будут заданы автоматически при выборе соответствующего Национального приложения.
Смещение этажа при сейсмических нагрузках несет в себе информацию о конструктивных свойствах здания. Оно может вызвать большие горизонтальные деформации и даже потерю устойчивости. Einige Normen fordern deshalb die Kontrolle der Geschossverschiebung in seinem Massenschwerpunkt. Daraus kann man zum Beispiel ablesen, ob eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung (P-Δ-Effekt) durchgeführt werden soll.
Учтите, пожалуйста, что все здания представляют собой объекты, окруженные ветровым потоком. Данный поток затем создает специфические нагрузки на поверхности, которые необходимо учитывать в расчете конструкций.
Потери тепла из-за внешних компонентов без температурной развязки внутренних компонентов огромны. По этой причине внешние конструктивные компоненты термически отделяются от оболочки здания с помощью специальных закладных элементов. Для соединения балконной плиты с железобетонным перекрытием можно применить, например, Schöck Isokorb® или HARFEN HIT Insposed Joint. Для расчета таких встроенных компонентов необходимо наличие соответствующего технического допуска. В следующей статье будет показан пример учета нагрузки Schöck Isokorb® в расчете по МКЭ.
При большом количестве арматуры может быть полезно выполнить классификацию продольной арматуры балки, то есть: произвести градацию. Градация при этом соответствует распределению усилий в растянутом поясе. В модулях RF-CONCRETE Members и CONCRETE можно задать градацию арматуры, которая учитывается в автоматически предлагаемом варианте продольной арматуры. Данное предложение армирования необходимо разработать так, чтобы была полностью покрыта кривая действующей растягивающей силы.
В следующем исследовании сравним давление ветра на высотное здание, полученное с помощью RWIND Simulation, с результатами, опубликованными Dagnew et al. на 11-й Американской конференции по ветровой технике в июне 2009 г. В нашей статье мы будем сравнивать результаты действия ветровой нагрузки на модель здания CAARC (Commonwealth Advisory Aeronautical Council), полученные с помощью нескольких различных численных методов, с экспериментальными данными, полученными на основе испытаний в аэродинамической трубе.
Перед расчетом стальных сечений, сечения классифицируются в соответствии с EN 1993-1-1, гл. 5.5, по отношению к их несущей способности и вращательной способности. Таким образом, отдельные части сечения анализируются и присваиваются классам 1-4. Классы сечений определяются последовательно и обычно присваиваются самому высокому классу частей сечения. Если для дальнейшего расчета сечений класса 1 и 2 нужно применить пластическое сопротивление, вы можете проанализировать упругую прочность сечений по классу 3. У сечений класса 4 местная потеря устойчивости возникает еще до достижения упругого момента. Чтобы учесть это воздействие, можно применить расчетные ширины. В этой статье более подробно описан расчет эффективных характеристик сечения.
Растущее использование метода BIM при проектировании зданий открывает новые возможности для инженеров-строителей. После создания комплексной 3D модели здания требуется продолжить использовать ее для расчета конструкций и получить от этого максимальную выгоду. Однако здесь есть также некоторые новые проблемы, с которыми сталкивается инженер-проектировщик и используемое программное обеспечение, которые описаны в нашей статье.
В зависимости от своей жесткости, массы и демпфирования конструкции реагируют на действие ветра по-разному. В основном их можно разделить на два типа - здания, восприимчивыми к колебаниям, и здания, не восприимчивыми к колебаниям.
Функция автоматического создания сочетаний в программе RFEM и RSTAB по норме «EN 1990 + EN 1991‑3; Краны» позволяет легко рассчитывать как подкрановые балки, так и опорные нагрузки на всю остальную конструкцию.
В моей предыдущей статье Расчетные сочетания 1 были на простых примерах пояснены основные принципы создания расчетных сочетаний. In diesem Beitrag wird ein weiterer Anwendungsfall erläutert, in dem die Definitionsweisen aus Beispiel 1 und 2 kombiniert werden. Ebenso soll der Aufwand vergleichsweise einer Kombination mittels Lastkombinationen gegenüber gestellt werden.
При расчете сечений стальных профилей по Еврокоду 3, необходимо данное сечение отнести к одному из четырех классов сечения. Die Klassen 1 und 2 ermöglichen eine plastische Bemessung, für die Klassen 3 und 4 sind nur elastische Nachweise zulässig. Кроме несущей способности сечения, необходимо рассчитать также достаточную устойчивость конструктивного элемента.
Расчет конструкций на основе цифровых двойников становится повседневной задачей в проектных фирмах. Если цифровая модель здания уже существует, имеет смысл и дальше использовать содержащуюся в ней информацию, насколько это возможно. Это устанавливает обширные требования к моделированию и интерфейсам для BIM-совместимого программного обеспечения для расчёта конструкций.
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.
Das Querschnittsprogramm DUENQ ermittelt die wirksamen Querschnittswerte dünnwandiger Profile gemäß Eurocode 3 und Eurocode 9. В качестве альтернативы, программа позволяет выполнять пластический расчет основных сечений по симплекс-методу. Bei diesem Verfahren werden die plastischen Querschnittsreserven für elastisch ermittelte Schnittgrößen iterativ bestimmt.Folgendes Beispiel beschreibt die wirksamen Querschnittswerte im Bereich einer Ausklinkung eines I-förmigen Walzprofils. Anschließend werden die Ergebnisse mit einer plastischen Analyse verglichen.
Номинальные значения предела текучести и предела прочности болтов определяются по таблице 3.1 нормы EN 1993‑1‑8:2010‑12. На ее основе затем различаются следующие классы болтов: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9. Тем не менее в примечании к данной таблице указано, что соответствующее Национальное приложение может исключать некоторые классы болтов. Например, в НП Германии это касается классов 4.8, 5.8 и 6.8.
Здания должны быть спроектированы и рассчитаны таким образом, чтобы как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки действовали безопасно и без больших деформаций здания. Beispiele für Horizontallasten sind Wind, ungewollte Schiefstellung, Erdbeben sowie Anprall.
Если ветровую нагрузку на здание или конструкцию нужно определить с одновременным допущением коэффициентов аэродинамического давления и тяги на наветренной и подветренной сторонах здания, можно принять во внимание корреляцию давления ветра в области D и E поверхностей стен.
Расчет решетчатой опорной конструкции обычно несложный при использовании компьютерных вычислений. Существуют различные варианты моделирования и расчета подобной конструкции. Классическая статика конструктивных элементов так же важна, как и моделирование всей конструктивной системы.
По умолчанию в расчетных модулях автоматически определяется у каждого стержня класс сечения и соответствующее загружение. Тем не менее в окне для ввода сечений может пользователь задать требуемый класс сечения также вручную, например, когда местная потеря устойчивости исключается расчетом.
На практике перед инженером часто стоит задача смоделировать условия опирания как можно ближе к реальности, для того, чтобы иметь возможность проанализировать их влияние на деформации и внутренние силы, и по возможности спроектировать максимально эффективные конструкции. Программы RFEM и RSTAB содержат множество опций для ввода нелинейностей узловых опор. В первом разделе статьи на простом примере показаны варианты создания нелинейной смещаемой опоры. Для лучшего понимания, одновременно показан результат у линейно заданной опоры.
RFEM und RSTAB bieten im Zeigen-Navigator viele Darstellungsmöglichkeiten an. которые могут в зависимости от своей функции диаметрально отличаться друг от друга. Для достижения определенных изменений так часто требуется и нескольких щелчков. Чтобы еще более оптимизировать свою работу, можно создать также пользовательские виды, в которых потом можно сохранить все требуемые настройки. Способ создания пользовательских видимостей хорошо показан на следующем примере:
Упруго-пластическая модель материала в программе RFEM 5 позволяет рассчитывать поверхности и тела с пластическими свойствами, а также выполнять оценку напряжений. Эта модель материала основана на классической пластичности фон Мизеса.