В аддоне Стальные соединения можно проектировать соединения стержней со сборными сечениями. Кроме того, можно выполнять расчётные проверки соединений практически для всех тонкостенных сечений из базы данных RFEM.
Программа SHAPE-THIN рассчитывает все соответствующие характеристики сечений, включительно предельных пластических внутренних сил. Перекрываемые зоны всегда задаются близкими к реальности. Однако, в случае, когда сечения состоят из различных материалов, SHAPE-THIN определяет эффективные характеристики сечения по отношению к эталонному материалу.
Кроме расчета упругих напряжений, позволяет программа выполнять также пластический расчет, включая взаимодействие внутренних сил, для любой формы сечения. Данный расчет пластического взаимодействия выполняется симплекс-методом. Далее можно выбрать также подходящую гипотезу текучести - либо по Треске либо по фон Мизесу.
В дополнение к вышеприведенному, выполняет программа SHAPE-THIN также классификацию сечений по норме EN 1993-1-1 и EN 1999-1-1. У стальных сечений 4-ого класса она определяет расчетные ширины по норме EN 1993-1-1 и EN 1993-1-5 для усиленных и неусиленных панелей с потерей устойчивости. Для алюминиевых сечений 4-ого класса она рассчитывает эффективные толщины по норме EN 1999-1-1.
Кроме того, SHAPE-THIN проверяет также предельные значения c/t в соответствии с методами расчета el-el, el-pl или pl-pl согласно норме DIN 18800. Зоны c/t у элементов, соединенных в одном направлении, распознаются автоматически.
Как вы уже знали, результаты загружений Модального анализа отображаются в программе после успешного вычисления. Таким образом, можно сразу увидеть первую собственную форму либо графически, либо в качестве анимации. Также можно легко настроить отображение стандартизации собственных форм. Сделайте это прямо в навигаторе результатов, где у вас есть один из четырех вариантов визуализации форм колебаний, доступных для выбора:
Масштабирование значения вектора собственной формы uj до 1 (учитывает только компоненты перемещения)
Выбор максимальной поступательной составляющей собственного вектора и установка ее на 1
Учет всего собственного вектора (включая компоненты поворота), выбор максимума и установка его на 1
Настройка модальной массы mi для каждой собственной формы на 1 кг
Подробное объяснение стандартизации собственных форм можно найти здесь:
Онлайн-руководство
.
Расчет закончен? Результаты модального анализа затем доступны как в графической, так и в табличной форме. Теперь откройте таблицы результатов для загружения или загружения модального анализа. Таким образом, вы можете с первого взгляда увидеть собственные значения, угловые частоты, собственные частоты и собственные периоды конструкции. Также четко отображаются эффективные модальные массы, коэффициенты модальных масс и коэффициенты участия.
Начальная жесткость Sj,ini является решающим параметром для оценки того, можно ли охарактеризовать соединение как жесткое, нежесткое или шарнирное.
В аддоне «Стальные соединения» можно рассчитать начальные значения жёсткости Sj,ini по Еврокоду (EN 1993-1-8, раздел 5.2.2) и AISC (AISC 360-16 кл. E3.4) по отношению к внутренним силам N, My и/или Mz.
Опция автоматической передачи начальных жесткостей позволяет их передавать в RFEM напрямую в качестве жесткостей шарниров на концах стержней. Затем вся конструкция пересчитывается, а результирующие внутренние силы автоматически принимаются в качестве нагрузок при расчёте и проектировании моделей соединений.
Автоматизированный процесс итерации исключает необходимость ручного экспорта и импорта данных, уменьшая объем работы и минимизируя потенциальные источники ошибок.
Расчет холодногнутых стальных стержней по норме AISI S100-16/CSA S136-16 доступен в программе RFEM 6. Доступ к расчёту можно получить, выбрав стандарт «AISC 360» или «CSA S16» в аддоне Steel Design. Затем для холодногнутого расчета автоматически выбирается «AISI S100» или «CSA S136».
RFEM применяет метод прямой прочности (DSM) для расчета упругой нагрузки на стержень при потере устойчивости. Метод прямой прочности предлагает два типа решений: численное (метод конечных полос) и аналитическое (спецификация). Сигнатуру конечного автомата и формы потери устойчивости можно увидеть в разделе «Сечения».
Расчет на кручение с депланацией можно выполнить для всей системы. Таким образом, вы учитываете дополнительную 7-ю степенью свободы при расчёте стержня. Жёсткости соединенных элементов конструкции учитываются автоматически. Это означает, что вам не нужно задавать эквивалентные жёсткости пружины или условия опирания для отдельной системы.
Затем вы можете использовать внутренние силы из расчета с кручением с депланацией в аддонах для расчета. В зависимости от материала и выбранного норматива необходимо учитывать бимомент депланации и вторичный крутящий момент. Типичным применением является расчет на устойчивость по методу второго порядка с несовершенствами в стальных конструкциях.
Знаете ли вы, что...? Область применения не ограничивается тонкостенными стальными профилями. Таким образом, вы можете, например, выполнить расчёт идеального опрокидывающего момента для балок с сечениями из массивной древесины.
В аддоне Стальные соединения вы можете проектировать соединения в соответствии с американской нормой ANSI/AISC 360‑16. Интегрированы следующие методы расчёта:
Ваша цель определить количество форм колебаний? Программа предлагает вам два метода. С одной стороны, можно вручную задать количество наименьших форм колебаний, которые необходимо рассчитать. В данном случае количество доступных собственных форм зависит от степеней свободы (то есть от количества точек свободных масс, умноженного на количество направлений, в которых действуют массы). Однако оно ограничено 9999. Кроме того, вы можете установить максимальную собственную частоту таким образом, чтобы программа автоматически определяла формы колебаний до достижения заданной собственной частоты.
Благодаря расширению RF-/STEEL Warping Torsion можно в модуле RF-/STEEL AISC проводить также расчеты в соответствии с Расчетным руководством № 9.
Сам расчет выполняется с 7 степенями свободы согласно теории кручения с депланацией, что позволяет провести реалистичный расчет на устойчивость, включая учет кручения.
Учет 7 направлений местной деформации (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) или 8 внутренних сил (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) при расчете стержневых элементов
Используется в сочетании с расчетом конструкций по линейной статике, по методу второго порядка и методу расчёта больших деформаций (несовершенства также могут быть учтены)
В сочетании с аддоном для расчёта на устойчивость, позволяет определять коэффициенты критических нагрузок и формы колебаний при таких проблемах, как потеря устойчивости при кручении и потеря устойчивости плоской формы изгиба
Учет лобовых плит и поперечных элементов жёсткости в качестве пружин депланации при расчёте двутавров с автоматическим определением и графическим отображением жёсткости пружины депланации
Графическое изображение депланации сечения стержней при деформации
В аддоне Стальные соединения можно классифицировать жёсткости соединений.
Кроме начальной жёсткости, в таблице также отображаются предельные значения шарнирных и жёстких соединений при выбранных внутренних силах N, My и/или Mz. Полученная классификация затем отображается в таблицах как «шарнир», «полужёсткая» или «жёсткая».
В аддоне «Стальные соединения» можно учесть преднапряжение болтов при расчёте всех компонентов. Вы можете легко активировать предварительное напряжение с помощью флажка в параметрах болта, и это повлияет на расчёт напряжений-деформаций, а также на расчёт жёсткости.
Предварительно напряжённые болты - это специальные болты, используемые в стальных конструкциях для создания больших зажимных сил между соединяемыми конструктивными элементами. Эта сжимающая сила вызывает трение между элементами конструкции, которое обеспечивает передачу сил.
Функциональность Предварительно напряженные болты растягиваются с определенным крутящим моментом, который растягивает их и создает растягивающую силу. Эта растягивающая сила передается к соединяемым элементам и приводит к высокому усилию смыкания. Сила смыкания предотвращает ослабление соединения и обеспечивает надежную передачу сил.
Преимущества
Высокая несущая способность: болты с предварительным натяжением могут передавать большие силы.
Простота монтажа: их относительно легко собрать и разобрать.
Расчет и проектирование Расчет преднапряженных болтов выполняется в RFEM с использованием расчетной модели КЭ, созданной с помощью аддона «Стальные соединения». Он учитывает силу смыкания, трение между конструктивными элементами, прочность болтов на сдвиг и несущую способность конструктивных элементов. Расчет выполняется по норме DIN EN 1993-1-8 (Еврокод 3) или по американской норме ANSI/AISC 360-16. Созданную расчетную модель, включая результаты, можно сохранить и использовать в качестве независимой модели RFEM.
Программа SHAPE-THIN содержит в себе обширную библиотеку сварных и параметризованных типов сечений, Их можно свободно комбинировать или дополнять новыми элементами. Можно без проблем моделировать сечения, состоящие из разных материалов.
Специальный набор графических инструментов помогает моделировать сечения сложной формы с использованием технологий автоматизированного проектирования. Графический ввод позволяет задавать точечные элементы, угловые сварные швы, дуги или параметризованные прямоугольные и круглые профили, а также эллипсы, эллиптические дуги, параболы, гиперболы, обычные кривые или кривые NURBS. Кроме того, программа поддерживает также импорт файлов DXF, которые затем можно использовать в качестве основы для дальнейшего моделирования. Однако, для моделирования можно применить также направляющие.
Более того, параметризованный ввод позволяет индивидуально задавать параметры модели и нагрузок так, чтобы те зависели только от определенных переменных.
Все элементы можно графически разделить или даже прикрепить к другим объектам. Программа SHAPE-THIN разделяет элементы автоматически и путем ввода нулевых элементов обеспечивает непрерывный поток сдвига. Кроме того, в случае применения нулевых элементов, можно для контроля за передачей сдвига задать также конкретную толщину.
Результаты расчета деформаций при кручении отображаются в модулях RF-/STEEL AISC и RF-/STEEL EC3 обычным образом. Кроме прочих результатов, соответствующие окна результатов включают в себя также предельные значения искривления и кручения, внутренние силы и сводки расчета.
Графическое отображение формы колебаний (вкл. депланации) позволяет реально оценить поведение конструкции при потере устойчивости.
В аддоне Стальные соединения можно соединять круглые пустотелые профили с помощью сварных швов.
Круглые профили можно соединить друг с другом или с плоскими конструктивными элементами. Закругления стандартных и тонкостенных профилей также могут быть соединены сварным швом.
Определение критического момента потери устойчивости выполняется в RF-/STEEL AISC с использованием решателя собственных чисел, который позволяет точно определить критическую нагрузку потери устойчивости.
Решатель собственных чисел отображает окно с графикой собственных чисел, которое позволяет проверить граничные условия.
Модуль STEEL AISC позволяет учитывать боковые промежуточные опоры в любом месте конструкции. Благодаря тому, можно стабилизировать, например, только верхнюю полку.
Кроме того, пользовательские боковые ограничения, такие как отдельные вращательные и поступательные пружины, могут быть назначены в любом месте сечения.
После расчета выводятся собственные числа, собственные частоты и собственные периоды. Эти окна результатов интегрированы в основную программу RFEM/RSTAB. Собственные формы конструкции задаются в таблицы и могут отображаться графически или в виде анимации.
Все таблицы результатов и графика являются частью протокола результатов RFEM/RSTAB. Таким образом обеспечивается четко организованная документация. Кроме того, можно экспортировать таблицы в MS Excel.
В окнах ввода требуются все данные, необходимые для определения собственных частот, такие как формы масс и решатели собственных чисел.
Дополнительный модуль RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations автоматически определяет наименьшие собственные значения конструкции. Количество собственных чисел можно регулировать. Массы импортируются напрямую из загружений или сочетаний нагрузок (с дополнительным учетом общих масс или компонента нагрузки в направлении силы тяжести).
Дополнительные массы могут быть заданы вручную в узлах, линиях, стержнях или поверхностях. Кроме того, можно управлять матрицей жесткости путем импорта нормальных сил или модификаций жесткости загружения или сочетания нагрузок.
Сочетание заданных пользователем временных диаграмм с загружениями или сочетаниями нагрузок (нагрузки в узлах, стержнях и поверхностях, а также произвольные и созданные нагрузки могут сочетаться с функциями переменной во времени)
Возможно сочетание нескольких функций независимых возбуждений
Расширяемая библиотека записей землетрясений (сейсмограммы ускорений)
Линейный неявный анализ Ньюмарка или модальный анализ изменения во времени
Конструкционное затухания возможно с помощью коэффициентов затухания Релея или затухания Лера
Возможен прямой импорт начальных деформаций от загружений или сочетаний нагрузок
Графические результаты отображаются на диаграмме изменений во времени
Экспорт результатов по временным шагам, определяемым пользователем, или в виде пакета
Знаете ли вы, что...? Эквивалентные статические нагрузки создаются отдельно для каждого соответствующего собственного числа и направления возбуждения. Эти нагрузки сохраняются в загружении типа «Анализ спектра реакций», а программа RFEM/RSTAB выполняет линейный статический расчет.
Расчёты в программе RFEM Нелинейный анализ истории изменений во времени выполняется с помощью неявного анализа Ньюмарка или явного анализа. Оба метода - прямого интегрирования времени. При неявном анализе для обеспечения точных результатов требуются небольшие шаги времени. Явный анализ автоматически определяет необходимый шаг времени для обеспечения стабильности решения. Явный анализ подходит для анализа коротких возбуждений, таких как импульсное возбуждение или взрыв.
Расчёт в программе RSTAB Нелинейный анализ истории изменений во времени выполняется с помощью явного анализа. Этот метод прямого интегрирования времени автоматически определяет требуемый шаг времени для обеспечения стабильности решения.
Вы уже открыли для себя табличный и графический вывод масс в точках сетки? Да, это один из результатов модального анализа в RFEM 6. Таким образом, можно проверить импортированные массы, которые зависят от различных настроек модального анализа. Их можно отобразить во вкладке Массы в точках сетки в таблице Результаты. В таблице представлен обзор следующих результатов: Масса - поступательное направление (mX, mY, mZ ), Масса - направление вращения (mφX, mφY, mφZ ) и Сумма масс. Хотите ли вы провести графическую оценку как можно быстрее? Затем можно графически изобразить массы в точках сетки.