Das Zusatzmodul RF-STABIL ermittelt die Verzweigungslastfaktoren, Knicklängen und Eigenformen von RFEM-Modellen. Die Stabilitätsuntersuchungen können dabei nach verschiedenen Eigenwertmethoden erfolgen, die je nach System und Rechnerkonfiguration ihre Vorteile haben.
Die Materialzuteilung für hybride DUENQ-Querschnitte lässt sich in RFEM und RSTAB bequem wählen. Voraussetzung dafür ist, dass den Querschnittselementen in DUENQ unterschiedliches Material zugewiesen wurde.
Nicht alle Strukturelemente des realen Bauwerks werden im statischen Modell herangezogen. Als Beispiel hierfür soll eine Rohrleitung dienen, die auf einem Stahlträgergerüst verläuft.
Bei der Glasbemessung im Zusatzmodul RF-GLAS stehen grundsätzlich zwei verschiedene Berechnungsoptionen zur Verfügung: eine 2D- und eine 3D-Berechnung. Grundsätzlicher Unterschied dieser beiden Bemessungsvarianten ist die vom Programm automatisierte Modellierung der Scheiben im temporären Modell. Bei einer 2D-Bemessung werden für die einzelnen Scheiben gängige Flächenelemente (Plattentheorie) generiert, während bei der 3D-Bemessung die einzelnen Scheiben als Volumen abgebildet werden. Je nach gewähltem Schichtaufbau steht die Option zur Wahl oder wird vom Programm bereits automatisch vorgegeben.
DXF-Folien von Grundrissen können in FEM-Programmen nicht direkt verwendet werden, da in der Zeichnung die Außenkonturen der Elemente (Wände, Decken...) vorhanden sind. Das Statikprogramm benötigt aber die Systemachsen.
Die Transparenz-Intensität verschiedener Grafikelemente im Modus Darstellungsart gefüllt transparent kann zur Verbesserung der Übersicht im Dialog Programmoptionen, unter dem Register Grafik individuell bearbeitet werden.
Die Klassifizierung der Querschnitte nach EN 1993-1-1 anhand der Tabelle 5.2 stellt eine einfache Methode zum Nachweis des lokalen Beulens von Querschnittsteilen dar. Für Querschnitte der Querschnittsklasse 4 ist anschließend die Ermittlung von effektivem Querschnittswerten nach EN 1993-1-5 notwendig, um den Einfluss des lokalen Beulens mit bei den Tragfähigkeitsnachweisen zu berücksichtigen.
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.
Программа SHAPE-THIN позволяет рассчитать характеристики и напряжения любых сечений. Если полка или стенка ослаблены отверстиями для болтов, это можно смоделировать с помощью нулевых элементов. Die Spannungen werden im Anschluss mit den abgeminderten Querschnittswerten neu berechnet. Ein besonderes Augenmerk ist hierfür auf die Schubspannungen zu legen. Diese werden standardmäßig im Bereich der Nullelemente zu Null gesetzt. При пересчете сдвигающих напряжений с уменьшенными значениями сечений без дальнейшей корректировки, окажется, что интеграл сдвигающих напряжений больше не равен прилагаемой поперечной силе. Поэтому в следующем примере подробно показано, как рассчитать сдвигающее напряжение.
В случае комбинированных конструкций МКЭ (поверхностные и стержневые элементы), а также складчатых конструкций, можно для расчета на стержне определить балочную конструкцию с фиктивным тавровым сечением, геометрия которого зависит от эффективного по ширине. In RFEM wird bei Verwendung des Stabtyps "Rippe" die Steifigkeit durch einen Plattenanteil (Flächenelement) und einen Steganteil (Stabelement) abgebildet. Diese Vorgehensweise bringt für die Bemessung Besonderheiten mit sich, auf die im Folgenden eingegangen werden soll.
In the AISC 360 – 14th Ed. C2.2, the direct analysis method requires initial imperfections to be taken into consideration. The important imperfection of recognition is column out-of-plumbness. According to C2.2a, the direct modeling of imperfections is one method to account for the effect of initial imperfections. However, in many situations, the expected displacements may not be known or easily predicted.
Requirements for the design of structural stability are given in the AISC 360 – 14th Ed. Chapter C. In particular, the direct analysis method provisions, previously located in Appendix 7 of the AISC 360 – 13th Ed., are described in detail. This method is considered an alternative to the effective length method, which in turn eliminates the need for effective length (K) factors other than 1.0.
С помощью программы для расчета сечений SHAPE-THIN можно подробно смоделировать угловые области сечений: функция «Сгладить угол» заполняет угол элементом и автоматически соединяет его с нулевым элементом. Hierzu ist lediglich der Eckbereich anzuklicken.Mit der Funktion "Ecke abrunden oder abwinkeln" kann die Ecke abgerundet oder abgewinkelt werden. Hierzu sind der Abrundungsradius anzugeben und die beiden Elemente anzuklicken.
Интерфейс DXF в RFEM теперь экспортирует элемент 3DFACE в файл DXF для каждой ячейки сетки КЭ экспортированной конструкции. Das 3DFACE-Element wird zum Beispiel von AutoCAD beim Einlesen erkannt und kann als Fläche in der Grafik dargestellt werden. Verschiedene visuelle Stile helfen hier, die 3DFACE-Flächen in der gewünschten Ansicht darzustellen.
In Teil 2.1 der Beiträge dieser Serie wurde am Beispiel eines Stabes das Anlegen und Verändern von Elementen gezeigt. Im dritten Teil werden diese Kernelemente wiederverwendet und damit Kontenlager, Lasten, Lastfälle, Lastkombinationen und Ergebniskombinationen angelegt. Das im zweiten Beitrag erstellte Modell wird dabei erweitert. Die Elemente aus Teil 1 und 2.1 werden daher nicht erneut angesprochen.
Дополнительный модуль RF-FORM-FINDING позволяет определить равновесные формы мембранных и вантовых элементов в программе RFEM. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.
Im ersten Teil der Serie ging es um das Öffnen und Erstellen eines Modells in RFEM. Im zweiten Teil soll es am Beispiel eines Stabes um das Anlegen und Verändern von Elementen gehen. Die Elemente aus Teil 1 werden daher nicht erneut angesprochen.
Расчет на потерю устойчивости пластин с элементами жесткости - это особая задача для инженеров. DIN EN 1993-1-5 stellt für diese Herausforderung drei Berechnungsverfahren zur Verfügung:Methode der wirksamen Querschnitte, [1], Kap. 4-7Methode der reduzierten Spannungen, [1], Kap. 10Berechnungen mit der Finite-Element-Methode (FEM), [1], Anhang C
В диалоговом окне «Изменить поверхность» появилась новая вкладка «Изменить жесткость» для типов поверхности «Стандартная» и «Без растяжения». Dort können wie bei orthotropen Flächen die Elemente der Steifigkeitsmatrix mit einem Faktor modifiziert werden.
В процессе поиска формы в модуле RF-FORM-FINDING угловые узлы конечных элементов мембранной поверхности перемещаются в пространстве до тех пор, пока заданное поверхностное напряжение не будет в равновесии с граничными условиями. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Возможно, вы уже знакомы с функцией «Центр тяжести и информация», к которой можно получить доступ с помощью контекстного меню любого элемента. Möchte man diese Information von mehreren Elementen hintereinander aufrufen, so muss jedes Mal der Dialog geschlossen werden und das Kontextmenü des nächsten Elementes geöffnet werden.
В программе RFEM можно открывать и редактировать конструкции вместе с нагрузками и загружениями, смоделированные в программе RSTAB. Dies kann zum Beispiel dann erforderlich werden, wenn während der Modelleingabe festgestellt wird, dass es sinnvoll ist, Flächenelemente wie Wandscheiben etc. in das bestehende RSTAB-Modell aufzunehmen.
Программа для расчета характеристик сечений SHAPE-THIN предоставляет пользователю удобные функции для графического ввода параметров арматуры. Bei der Modellierung von Flachstahl-Ergänzungen ist nur eine Regel zu beachten: Die Länge des Element muss größer sein als die Breite.
Расчет на потерю устойчивости при кручении поперечных и продольных элементов жесткости с открытыми сечениями описан в норме DIN EN 1993-1-5, глава 9. Dabei wird zwischen einer vereinfachten und einer genauen Methode unterschieden, welche die Wölbsteifigkeit des Beulfeldes berücksichtigt. Vereinfachend gilt die Gleichung 9.3 der DIN EN 1993-1-5. Wird die Wölbsteifigkeit der Steife mit berücksichtigt, sollte entweder Gl. 9.3 oder Gl. 9.4 erfüllt werden. Beide Nachweise sind in FE-BEUL implementiert.
Дополнительный модуль RF‑FORM‑FINDING можно активировать в окне «Изменить модель - основные данные», во вкладке «Опции». Diese Aktivierung bewirkt, dass im Hauptprogramm die Membran- und Seilelemente ein zusätzliches Menü zur Beschreibung des Vorspannungszustandes erhalten und ein Lastfall RF-FORMFINDUNG angelegt wird.
Для повторяющихся элементов, таких как конструктивные элементы или стандартные детали, можно использовать параметризацию базовой модели. Da die Hauptelemente im Programm keine Bauteile, sondern die zugehörigen Knoten sind, müssen diese parametrisiert werden. Ein Stab ist beispielsweise nicht über seine Länge, sondern über seinen Anfangs- und Endknoten definiert. Durch diese Art der Modellierung können gerade bei dreidimensionalen Strukturen komplexe Formeln entstehen.
Таблицы нагрузок предоставляют простую возможность для проверки приложенных нагрузок. Eine Aufteilung der Lasten in einzelne Zeilen ist hierbei zweckmäßig. Die Lastdaten werden nach der Lastaufteilung in der Lasttabelle sortiert nach Strukturelement (Knoten, Stäbe, Linien, Flächen beziehungsweise Volumina) dargestellt. Eine Auswertung der Lastdaten des jeweiligen Strukturelements ist damit leicht möglich. Die Lastfalldaten können später wieder komprimiert werden.
Для расчёта продольной арматуры для предельного состояния по пригодности к эксплуатации необходимо активировать данную функцию. Dies geschieht im Fenster "1.1 Basisangaben" unter dem Reiter "Gebrauchstauglichkeit". Nach Auswahl der Nachweismethode "Analytisch..." kann im Fenster "Einstellungen für analytische Methode der Gebrauchstauglichkeitsnachweise" die entsprechende Zusatzoption unter dem Abschnitt zur Bestimmung der Längsbewehrung aktivert werden.
Так же как и в навигаторе RFEM, в модуле RF-STEEL Surfaces можно задать распределение внутренних сил на поверхности. Da das Ergebnis einer FEM-Berechnung immer Verformungen sind, werden entsprechende Schnittgrößen darüber rückgerechnet. Das bedeutet, dass an einem FE-Element je nach Beschaffenheit (Dreieck oder Viereck) an drei oder vier Stellen Schnittgrößen berechnet werden. Um durchlaufende Schnittgrößen und damit einen weichen Verlauf erhalten zu können, müssen diese interpoliert werden. Diese Interpolation kann dann über die Einstellung "Verlauf der Schnittgrößen" innerhalb Flächen gesteuert werden.