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.
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 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.
В аддоне Стальные соединения вы можете проектировать соединения в соответствии с американской нормой ANSI/AISC 360‑16. Интегрированы следующие методы расчёта:
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
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.
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.
Во-первых, изображаются определяющие расчетные проверки соединения для соответствующего загружения и сочетания нагрузок или расчетного сочетания. Кроме того, можно изобразить результаты отдельно по блокам стержней, поверхностям, сечениям, стержням, узлам и узловым опорам.
Вы можете применить фильтр для еще большего уменьшения отображаемых результатов и их более наглядного представления.
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.
Моделирование сечений с помощью поверхностей, отверстий и точечных областей (арматурных зон), ограниченных многоугольниками
Автоматическое или индивидуальное расположение точек напряжений
Расширяемая база данных материалов из бетона, стали и арматурной стали
Характеристики сечений железобетонных и составных сечений
Расчет напряжений с гипотезой текучести по фон Мизесу и Треске
Расчет железобетонных конструкций по:
DIN 1045-1:2008-08
DIN 1045:1988-07
ÖNORM B 4700: 2001-06-01
EN 1992-1-1:2004
Для расчета по норме EN 1992-1-1:2004 затем доступны следующие национальные приложения:
DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04 (Германия)
NEN-EN 1992-1-1/NA:2011-11 (Нидерланды)
CSN EN 1992-1-1/NA:2006-11 (Чехия)
ÖNORM B 1992-1-1:2011-12 (Австрия)
UNE EN 1992-1-1/NA:2010-11 (Испания)
EN 1992-1-1 DK NA:2007-11 (Дания)
SIST EN 1992-1-1:2005/A101:2006 (Словения)
NF EN 1992-1-1/NA:2007-03 (Франция)
STN EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Словакия)
SFS EN 1992-1-1/NA:2007-10 (Финляндия)
BS EN 1992-1-1:2004 (Великобритания)
SS EN 1992-1-1/NA:2008-06 (Сингапур)
NP EN 1992-1-1/NA:2010-02 (Португалия)
UNI EN 1992-1-1/NA:2007-07 (Италия)
SS EN 1992-1-1/NA:2008 (Швеция)
PN EN 1992-1-1/NA:2008-04 (Польша)
NBN EN 1992-1-1 ANB:2010 (Бельгия)
НП к CYS EN 1992-1-1:2004/NA:2009 (Кипр)
BDS EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Болгария)
LST EN 1992-1-1:2005/NA:2011 (Литва)
SR EN 1992-1-1:2004/NA:2008 (Румыния)
В дополнение к выше перечисленным Национальным приложениям, можно задать также пользовательские Национальные приложения, в которых будут использоваться ваши собственные предельные значения и параметры.
Расчёт железобетонных конструкций для распределения напряжения-деформации, надёжности или прямого расчёта
Результаты списка арматуры и общей площади арматуры
Протокол результатов с возможностью распечатки краткой формы
После выбора нагрузок, необходимых для расчета, и, при необходимости, требуемых нормативов для расчета, можно в окне 1.2 Предельные параметры задать предельные нагрузки. Кроме того, база данных пределов может быть дополнена другими производителями и пользовательскими параметрами.
После выбора всех необходимых для расчета предельных элементов, можно дополнительно задать класс длительности нагрузки (LDC). Однако, это окно модуля доступно только для расчета деревянных соединительных элементов по EN 1995-1-1 или DIN 1052.
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.
Все результаты можно легко оценить и визуализировать в численной и графической форме. Функции выбора облегчают более целевую оценку.
Протокол результатов соответствует высоким стандартам RFEM 6 и RSTAB 9. Все изменения обновляются автоматически. Кроме того, может быть создана краткая лаконичная форма распечатки протокола, которая включает все соответствующие данные и выбранную пользователем графику сечений.
Сечение может быть смоделировано произвольно, при помощи поверхностей, ограниченных полигональными линиями, включая отверстия и точечные области (арматурные стержни). В качестве альтернативы вы можете использовать интерфейс DXF для импорта геометрии. Обширная библиотека материалов облегчает моделирование комбинированных сечений.
При задании предельных диаметров и приоритетов может быть учтена обрезка армирования. Кроме того, могут учитываться защитные слои бетона и предварительные напряжения.
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.
Расчёт концов стержней, стержней, узловых опор, узлов и поверхностей
Учёт заданных расчётных областей
Проверка размеров сечения
Расчет по EN 1995-1-1 (европейская норма для деревянных конструкций) с соответствующими национальными приложениями + DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015 (американская норма)
Расчёт различных материалов, таких как сталь, бетон и другие
Нет необходимости привязки к конкретным нормам
Расширяемая база данных деревянных крепежных элементов (SIHGA, Sherpa, WÜRTH, Simpson StrongTie, KNAPP, PITZL) и стальных крепежных элементов (стандартные соединения в расчете стальных зданий по норме EC 3, M-connect, PFEIFER, SG-Technik)
Предельная несущая способность деревянных балок от компаний STEICO и Metsä Wood, доступная в базе данных
Соединение с MS Excel
Оптимизация соединительных элементов (рассчитывается наиболее загруженный элемент)