Если вы хотите использовать чистую модель поверхности, например, при определении внутренних сил и моментов, но конструктивный элемент по-прежнему рассчитан на основе модели стержня, вы можете воспользоваться результирующей балкой.
Поверхности в моделях зданий могут быть разных размеров и форм. Все поверхности могут быть учтены в RFEM 6, поскольку программа позволяет задать различные материалы и толщины, а также поверхности с различными типами жёсткости и геометрии. В данной статье речь идет о четырех из этих типов поверхностей: повернутые, обрезанные, без толщины и передачи нагрузки.
В вычислительной гидродинамике (CFD) можно смоделировать сложные поверхности, которые не являются полностью твердыми, с использованием пористой или проницаемой среды. Практическими примерами таких конструкций являются ветрозащитные матерчатые конструкции, проволочные сетки, перфорированные фасады и облицовки, ставни, блоки труб (блоки горизонтальных цилиндров) и т.д.
Линейные высвобождения - это специальные объекты в RFEM 6, которые позволяют конструктивно разъединять объекты, соединенные с линией. Они в основном используются для разделения двух поверхностей, которые не связаны жестко или передают только сжимающие силы на общей граничной линии. Путем определения высвобождения линии в том же месте создается новая линия, которая передает только заблокированные степени свободы. В данной статье будет показано определение линейных высвобождений на практическом примере.
В RFEM 6 можно задать многослойные поверхностные конструкции с помощью аддона «Многослойные поверхности». Следовательно, если вы активировали аддон в основных данных модели, можно задать конструкции слоёв любой модели материала. Кроме того, можно комбинировать модели материалов, например, изотропные и ортотропные материалы.
В нашей статье вы ознакомитесь с «корректировкой результатов по поверхностям» в программе RFEM 6, которая соответствует функции «средняя область», применяемой в программе RFEM 5.
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.
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» .
В соответствии с разд. 6.6.3.1.1 и раздел 10.14.1.2 норм ACI 318-19 и CSA A23.3-19 соответственно, RFEM учитывает уменьшение жёсткости железобетонных стержней и поверхностей для элементов различных типов. Элементы на выбор включают в себя стены с трещинами и без трещин, плоские пластины и плиты, балки и колонны. Коэффициенты умножения, имеющиеся в программе, взяты непосредственно из таблицы 6.6.3.1.1 (a) и таблицы 10.14.1.2.
В программе RFEM можно легко отобразить результирующие как для сечений, так для высвобождений. Данная статья затем объясняет, какая часть площади сечения будет затронута. Проще всего отнести результирующую к одной стороне среза поверхности. Однако, поскольку сечение может проходить через несколько поверхностей с различными местными системами координат, определение с помощью стороны разреза невозможно.
При расчете железобетонных поверхностей составляющей внутренних сил ребер можно пренебречь в расчете по ПС 1г и в аналитическом методе расчета ПС 2г, поскольку эта составляющая уже учтена в расчете стержней. Для этого установите флажок в диалоговом окне «Подробности». Если ребро не было задано, то эта функция недоступна.
При импорте файлов DXF в программу RFEM или добавлении мембраны к существующей стержневой конструкции можно для быстрого создания плоских поверхностей использовать функцию «Поверхности из ячеек», которая находится в меню «Инструменты» → «Создать модель - поверхности».
Программа RFEM обычно автоматически соединяет все поверхности с общими граничными линиями. Но когда определяющая линия поверхности лежит на другой поверхности, то она автоматически интегрируется в нее только при условии, что данная поверхность является плоской. К сожалению, в случае четырехугольных поверхностей, является автоматическое определение объекта чуть сложнее. Поэтому эта функция в программе сама деактивируется и все интегрированные объекты затем нужно указать вручную.
У относительно больших или относительно малых поверхностей может случиться то, что автоматически созданные значения результатов не соответствуют модели. Die Ergebnisse werden bei großen Flächen entweder zu häufig erzeugt oder bei kleinen Flächen zu wenig.
Bei Brettsperrholzkonstruktionen werden bei größeren Spannweiten häufig Unterzüge oder Hybrid-Konstruktionen verwendet. Diese lassen sich in RFEM 5 über Flächen und Stabquerschnitte modellieren. Bei beiden Systemen sind gekrümmte Unterzüge ebenfalls problemlos möglich. Только в случае криволинейной поверхности, стержень всегда создается на основе автоматического определения эксцентриситета стержня в соответствии с расстоянием толщины стержней и поверхностей. Балку перекрытия можно к конструкции также легко присоединить с помощью линейного шарнира.
Дополнительный модуль RF -CONCRETE Surfaces для программы RFEM 5 позволяет использовать в расчетах железобетонных поверхностей усредненные внутренние силы.
Когда требуется разделить поверхность, ограниченную четырьмя сторонами, на несколько отдельных поверхностей, является самым простым способом применение функции «Разделить поверхность».
В случае, когда ребро является частью нелинейного расчета или жестко соединено с последующими стенами, вместо стержня в моделировании необходимо применить поверхность. Однако для того, чтобы ребро можно было и далее рассчитывать как стержень, нам потребуется результирующий стержень с правильным эксцентриситетом, который преобразует внутренние силы поверхности во внутренние силы стержня.
В дополнительном модуле RF-CONCRETE Surfaces возможно выполнять также расчет железобетонных поверхностей для плит перекрытий и стен по норме ACI 318-19 или CSA A23.3-19. Общим методом в расчете пластин обычно является применение расчетных полос для определения значений средних одноосных внутренних сил по ширине полосы. Но в случае плит применит метод расчетных полос к двухосному элементу плиты более простой одноосный подход и на его основе затем определит требуемый объем арматуры по длине полосы.
При работе со смешанными системами необходимо обратить особое внимание на точки соединения стержней и поверхностей, поскольку не все внутренние силы можно легко передавать в месте соединения.
Bei der Modellierung mit finiten Elementen stößt man früher oder später auf die Frage, wie zwei aufeinanderliegende Flächen (2D-Elemente) modelliert werden können. Nicht selten wird der Gedanke umgesetzt, beide Flächen in der gleichen Ebene zu modellieren. Welche Folgen dies haben kann und ob es eventuell bessere Lösungsansätze gibt, soll im Folgenden betrachtet werden.
В соответствии с разд. 6.6.3.1.1 и разд. 10.14.1.2 нормативов ACI 318-14 и CSA A23.3-14 соответственно, RFEM учитывает уменьшение жёсткости железобетонных стержней и поверхностей для элементов различных типов. Элементы на выбор включают в себя стены с трещинами и без трещин, плоские пластины и плиты, балки и колонны. Коэффициенты умножения, имеющиеся в программе, взяты непосредственно из таблицы 6.6.3.1.1 (a) и таблицы 10.14.1.2.
Первым результатом расчета по МКЭ всегда являются деформации узлов сетки конечных элементов. На основе этих деформаций и жесткости элементов можно рассчитать деформации, внутренние силы и напряжения.
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.
Сингулярности возникают в ограниченной области из-за концентрации значений, зависящих от напряжения. Они обусловлены методологией МКЭ. Theoretisch betrachtet konzentrieren sich dabei die Steifigkeit und/oder die Beanspruchung in unendlicher Größe auf einen infinitesimal kleinen Bereich.
При создании моделей из поверхностей, таких как рамочное соединение или аналогичные конструкции, всегда возникает вопрос о том, как смоделировать предварительно напряженное соединение с помощью болтов. В этом случае необходимо найти компромисс между практичным и детальным решением. В данной статье описывается процесс моделирования такого соединения на основе расчетного метода диаграммы соединения.