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».
В конфигурации предельного состояния по пригодности к эксплуатации можно регулировать различные расчётные параметры сечений. Можно контролировать применяемое условие сечения для анализа деформации и ширины раскрытия трещин.
Могут быть активированы следующие настройки:
Состояние с трещинами, рассчитанное от соответствующей нагрузки
Состояние с трещинами, определённое как пакет из всех расчётных ситуаций ПСПЭ
Состояние сечения с трещинами - независимо от нагрузки
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
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.
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.
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.
Поскольку модуль RF-/STEEL Warping Torsion полностью интегрирован в модуль RF-/STEEL AISC и RF-/STEEL EC3, вводятся все данные так же, как и для обычного расчета в этих модулях. Нужно только выбрать опцию «Выполнить анализ депланации» в диалоговом окне «Подробности» во вкладке Кручение с депланацией (см. рисунок справа). В данном диалоговом окне можно также задать максимальное количество итераций.
Расчет на кручение с депланацией выполняется для блоков стержней в RF-/STEEL AISC и RF-/STEEL EC3. Вы можете задать для них граничные условия, такие как узловые опоры или высвобождения на концах стержней. Кроме того, можно указать несовершенства для нелинейного расчета.
Нелинейный расчет активируется после выбора метода вычисления для расчета по предельным состояниям по пригодности к эксплуатации. Можно индивидуально выбрать различные варианты расчетов, а также эпюры напряжения-деформации для бетона и стальной арматуры. На процесс итерации могут влиять следующие параметры управления: точность сходимости, максимальное количество итераций, расположение слоев по глубине сечения и коэффициент затухания.
Предельные величины в предельном состоянии по пригодности к эксплуатации могут быть заданы для каждой поверхности или группы поверхностей индивидуально. В качестве предельных величин задаются максимальная деформация, максимальные напряжения или максимальная ширина раскрытия трещин. При определении максимальной деформации необходимо применить в расчете деформированную или недеформированную систему.
RF-CONCRETE Members (английская версия)
Нелинейный расчет может быть применен для расчета предельных состояний по несущей способности и пригодности к эксплуатации. Кроме того, можно задать прочность бетона на растяжение или жесткость бетона при растяжении между трещинами. На процесс итерации могут влиять следующие параметры управления: точность сходимости, максимальное количество итераций и коэффициент затухания.
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.
Нелинейный расчет деформаций выполняется с помощью итерационного процесса, при котором учитывается жесткость в зоне с трещинами и зоне без трещин. При нелинейном моделировании железобетона, необходимо определить характеристики материалов, которые различаются в зависимости от толщины поверхности. Поэтому для определения высоты сечения, разделяет конечный элемент на определенное количество стальных и бетонных слоев.
Средняя прочность стали, используемая в расчете, основана на 'Технических условиях вероятностного моделирования', опубликованных техническим комитетом JCSS. Пользователь решает, будет ли прочность стали применяться до предела прочности на растяжение (возрастающая ветвь в пластической области). В отношении характеристик материала, можно контролировать диаграмму деформации-напряжения для прочности на сжатие и растяжение. При определении прочности бетона на сжатие, вы можете выбрать параболическую или параболическо-прямоугольную диаграмму деформации-напряжения. На растянутой стороне бетона возможно деактивировать прочность на растяжение или применить линейно-упругую диаграмму, диаграмму по условиям моделирования CEB-FIB 90:1993 или задать, чтобы остаточное напряжение при растяжении бетона учитывало усиление от растяжения между трещинами.
Кроме того, вы можете указать, какие значения результатов должны отображаться после завершения нелинейного расчета предельного состояния по пригодности к эксплуатации:
Деформации (общие, местные, основанные на недеформированной/деформированной системе)
Ширина раскрытия трещин, глубина трещины и расстояние между трещинами для верхней и нижней сторон, в главных направлениях I и II соответственно
Напряжения бетона (напряжение и деформация в главном направлении I и II) и арматуры (деформация, площадь, профиль, защитный слой и направление в каждом направлении армирования)
RF-CONCRETE Members:
Нелинейный расчет деформаций каркасов выполняется в процессе итерации, при котором учитывается жесткость в зонах с трещинами и без трещин. Характеристики материала для бетона и арматурной стали, применяемые при нелинейном расчете, могут быть выбраны в зависимости от предельного состояния. Доля прочности бетона на растяжение между трещинами (растяжение-жесткость) может быть учтена либо посредством модифицированной диаграммы напряжения-деформации арматурной стали, либо путем учета остаточной прочности бетона на растяжение.
Итерационный нелинейный расчет деформаций для стержневых и плитных конструкций из железобетона путем определения жесткости соответствующего элемента при заданных нагрузках
Расчет деформаций железобетонных поверхностей с трещинами (состояние II)
Общий нелинейный расчет на устойчивость сжатых стержней из железобетона; например, по норме EN 1992-1-1, 5.8.6
Жесткость бетона при растяжении, применяемая между трещинами
Большое количество национальных приложений для расчета по норме Еврокод 2 (EN 1992-1-1:2004 + A1:2014, смотри EC2 для RFEM)
Дополнительный учет долговременных воздействий, таких как ползучесть или усадка
Нелинейный расчёт напряжений в арматурной стали и бетоне
Нелинейный расчет ширины раскрытия трещин
Широкие возможности настройки данных для расчёта
Графическое представление результатов, интегрированное в RFEM; например, деформация или провисание плоской железобетонной плиты
Численные результаты наглядным образом организованные в таблицах и графическое изображение результатов на модели
Полная интеграция результатов в протокол результатов RFEM
После завершения расчета, в модуле отобразятся наглядные таблицы результатов нелинейного расчета. Хорошо понятным способом отобразятся и все промежуточные значения. Графическое отображение расчетных коэффициентов, деформаций, напряжений в бетоне и арматурной стали, ширины раскрытия трещин, глубины раскрытия трещин и расстояния между трещинами в RFEM позволяет быстро найти критические области или области с образованием трещин.
Сообщения об ошибках или примечания, касающиеся расчета, помогут вам найти проблемы в расчете. Поскольку результаты расчета отображаются в виде поверхностей или точек, включая все промежуточные результаты, можно просмотреть все подробности расчета.
Благодаря возможности экспорта таблиц ввода и результатов в MS Excel, данные остаются доступными для дальнейшего использования в других программах. Полная интеграция результатов в протокол результатов RFEM гарантирует надежное проектирование конструкций.