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 таблице как «шарнир», «полужёсткая» или «жёсткая».
K пояснительному видеоВ 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.
- Аддон «Стальные соединения»
- Пояснительное видео: Предварительно напряжённые болты для стальных соединений
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.
- Низкодеформационные: минимизируют деформацию соединения.
- Усталостная прочность: устойчивы к усталости.
- 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.
K пояснительному видеоВ аддоне Стальные соединения вы можете проектировать соединения в соответствии с американской нормой ANSI/AISC 360‑16. Интегрированы следующие методы расчёта:
- Расчёт коэффициента нагрузки и прочности (LRFD)
- Расчёт допустимых напряжений (ASD)
Сложное соединение горизонтальных балок с колонной и соединение диагоналей арматуры
Модель соединения была смоделирована с помощью около 50 компонентов. Модель создана по реальному примеру использования в конструкции.
Стальные болтовые соединения с косынками на конструкции козырька.
Скачайте расчетную модель конструкции и откройте ее в программе конечных элементов RFEM 6 с помощью аддона Steel Joints.
В случае прямоугольных сечений обычно можно получить прямое соединение с помощью сварных швов. Однако вы можете таким же образом соединить их с другими сечениями. Кроме того, другие компоненты, такие как торцевые пластины, помогут вам соединить прямоугольные сечения с другими конструктивными элементами.
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
Расчёт рамного соединения с вутами и усиленными стержнями. Для соединения были выполнены расчёт напряжений и расчёт на потерю устойчивости при изгибе. Для изображения результатов потери устойчивости соединение было преобразовано в отдельную модель.
- Предлагаемое соединение можно применить ко всем выбранным узлам в конструкции
- Место соединения можно задать с помощью вкладки 'Основные данные' диалогового окна Аддон
- Расчет выполняется для всех соединений в конструкции, и после расчета можно отобразить результаты для всех соединений
- В таблице показаны результаты для отдельных соединений, каждое соединение рассчитывается и может быть сохранено отдельно
- Расчет элементов соединения выполняется в соответствии с AISC 360-16 и Еврокодом EN 1993-1-8.
- После активации аддона, необходимо в диалоговом окне «Загружения и сочетания» активировать расчётные ситуации для стальных соединений.
- Для расчета устойчивости соединений (потеря устойчивости) требуется аддон «Устойчивость конструкции».
- Расчет можно запустить с помощью таблицы или значка в верхней строке.
- Модель стального соединения и результаты могут быть сохранены в виде отдельного файла модели
- Результирующие напряжения и результаты расчета на устойчивость (потеря устойчивости соединения) могут быть отображены в отдельной модели
- В сохранённой модели можно запустить анимацию деформирования соединения,
- Компоненты соединения при сохранении преобразуются в поверхности и стержни
- Результаты расчета соединения можно занести в протокол результатов
- При создании нового протокола результатов выберите элементы, добавленные из аддона Стальные соединения.
- Используйте инструмент 'Печать графики в протоколе результатов' для вставки графики с результатами соединения, включая панель управления, в протокол
- Протокол результатов содержит спецификации компонентов соединения, параметры расчёта, результаты и графику
- Для новой модели соединения необходимо выбрать узел в модели RFEM,
- После выбора узла, стержни, соединенные с этим узлом, автоматически распознаются и присваиваются.
- В окне для придания стержней выберите стержни, которые будут приданы соединению
- Отмеченные нами стержни отображаются в окне предварительного просмотра справа.
- Соединения могут быть смоделированы для нескольких узлов в конструкции.
- Для параметров стержня выберите те, которые будут поддерживаться
- Многочисленные предустановленные компоненты: Ermöglicht die einfache Eingabe typischer Verbindungssituationen, wie z. B. Endplatten, Winkel, Stegplatten, Grundplatten, eingesetzte Elemente und Versteifungen
- Universell einsetzbare Basiskomponenten (Platten, Schweißnähte, Bolzen, Hilfsebenen) zur Eingabe komplexer Verbindungssituationen
- Grafische Darstellung der Verbindungsgeometrie, die parallel zur Eingabe aktualisiert wird
- Die im Add-on enthaltene Stahlverbindungsvorlage ermöglicht die Auswahl verschiedener Verbindungstypen und deren Anwendung auf Ihr Modell
- Große Auswahl an Querschnittsformen: Umfasst I-Profile, Kanalprofile, Winkel, T-Profile, zusammengesetzte Querschnitte, RHS (rechteckige Hohlprofile) und dünnwandige Profile
- In der Vorlage stehen Verbindungen aus drei Kategorien zur Verfügung: Starr, Gelenkig, Fachwerk
- Automatische Anpassung der Verbindungsgeometrie, auch bei nachträglicher Bearbeitung der Bauteile, aufgrund der relativen Anordnung der Komponenten zueinander
- Параллельно с вводом данных, программа выполняет проверку достоверности для быстрого обнаружения отсутствующих данных или коллизий.
- Bei einem Fehler erscheint eine Fehlermeldung, die das Problem beschreibt.
Для компонентов соединений можно проверить, возможно ли нарушение устойчивости стальных соединений. Для этого требуется аддон Устойчивость конструкции для RFEM 6.
В этом случае вы рассчитываете коэффициент критической нагрузки для всех проанализированных сочетаний нагрузок и выбранного количества форм колебаний для модели соединения. Сравните наименьший коэффициент критической нагрузки с предельным значением 15 в норме EN 1993-1-1, раздел 5. Кроме того, можно выполнить пользовательскую настройку предельного значения. По результатам расчета на устойчивость программа отображает соответствующие формы колебаний в графическом виде.
Для расчета устойчивости программа RFEM использует адаптированную модель поверхности, специально предназначенную для распознавания местных форм потери устойчивости. Также можно сохранить и использовать модель расчета на устойчивость, включая результаты, в виде отдельного файла модели.
- Автоматическое создание расчетных моделей КЭ: аддон автоматически создает в фоновом режиме конечно-элементную модель (КЭ) стального соединения.
- Учет всех внутренних сил: расчетные проверки включают все внутренние силы (N, Vy,Vz,My,Mz, MT </ sub>) и не ограничиваются плоскими нагрузками. * '''Автоматическая передача нагрузки:''' все сочетания нагрузок автоматически передаются в расчетную модель соединения. Нагрузки передаются непосредственно из RFEM, таким образом, ручной ввод данных не требуется. * '''Эффективное моделирование:''' аддон экономит время при моделировании сложных случаев соединений. Созданную расчетную модель КЭ можно сохранить для дальнейшего использования для собственных расчётов. * '''Расширяемая база данных:''' имеется обширная и расширяемая база данных с предопределенными шаблонами стальных соединений. * '''Широкая применимость:''' аддон подходит для соединений любого типа и формы и совместим практически со всеми прокатными, сварными, сборными и тонкостенными сечениями.
- Выбор узлов в модели RFEM, автоматическое распознавание и придание стержней, соединенных в узле
- Множество предварительно заданных компонентов для простого ввода типовых соединений (например, торцевые пластины, планки, ребристые пластины)
- Универсальное применение основных компонентов (пластины, сварные швы, вспомогательные плоскости) для проектирования сложных соединений
- Не требуется ручного редактирования модели КЭ, основные параметры расчета могут быть изменены в настройках конфигурации
- Автоматическая коррекция геометрии соединения, благодаря относительному отношению компонентов друг к другу, даже при последующем редактировании стержней
- Параллельно с вводом данных, программа выполняет проверку достоверности, чтобы быстро обнаружить, например, отсутствующие данные или коллизии
- Графическое отображение геометрии соединения, которое обновляется параллельно с вводом
Программа поддержит вас: Он определяет силы болтов на основе расчетной модели КЭ и автоматически их оценивает. Аддон выполняет расчёт прочности болтов для случаев выхода из работы, таких как растяжение, сдвиг, смятие отверстия и продавливание, по нормативу и чётко отображает все требуемые коэффициенты.
Хотите выполнить расчёт сварных швов? Сварные швы моделируются как упруго-пластические элементы поверхности, а их напряжения считываются из расчетной модели КЭ. Критерии пластичности должны представлять собой разрушение по AISC J2-4, J2-5 (прочность сварных швов) и J2-2 (прочность основного металла). Расчет можно выполнить с использованием частных коэффициентов надежности из выбранного национального приложения EN 1993-1-8.
Пластины в соединении рассчитываются пластически, путем сравнения полученной пластической деформации с допустимой пластической деформацией. Настройкой по умолчанию является 5% по EN 1993-1-5, приложение C, но она может быть скорректирована пользовательскими спецификациями, а также 5% для AISC 360.
Вы можете изобразить все основные результаты на модели КЭ. В этом случае вы можете фильтровать результаты отдельно по соответствующим компонентам.
Кроме того, RFEM представляет все расчётные проверки в табличной форме, включая изображение используемых формул. При желании, вы можете перенести таблицы результатов в протокол результатов RFEM.
Интегрированы параметры национальных приложений (NA) к Еврокоду 3 следующих стран:
-
DIN EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Германия)
-
ÖNORM EN 1993-1-1/NA:2015-12 (Австрия)
-
SN EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Швейцария)
-
BDS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Болгария)
-
BS EN 1993-1-1/NA:2016-07 (Великобритания)
-
CEN EN 1993-1-1/2015-06 (Европейский Союз)
-
CYS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Кипр)
-
CSN EN 1993-1-1/NA:2016-06 (Чехия)
-
DS EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Дания)
-
ELOT EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Греция)
-
EVS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Эстония)
-
HRN EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Хорватия)
-
I S. EN 1993-1-1/NA:2016-03 (Ирландия)
-
ILNAS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Люксембург)
-
IST EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Исландия)
-
LST EN 1993-1-1/NA:2017-01 (Литва)
-
LVS EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Латвия)
-
MS EN 1993-1-1/NA:2010-01 (Малайзия)
-
MSZ EN 1993-1-1/NA:2015-11 (Венгрия)
-
NBN EN 1993-1-1/NA:2015-07 (Бельгия)
-
NEN EN 1993-1-1/NA:2016-12 (Нидерланды)
-
NF EN 1993-1-1/NA:2016-02 (Франция)
-
NP EN 1993-1-1/NA:2009-03 (Португалия)
-
NS EN 1993-1-1/NA:2015-09 (Норвегия)
-
PN EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Польша)
-
SFS EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Финляндия)
-
SIST EN 1993-1-1/NA:2016-09 (Словения)
-
SR EN 1993-1-1/NA:2016-04 (Руныния)
-
SS EN 1993-1-1/NA:2019-05 (Сингапур)
-
SS EN 1993-1-1/NA:2015-06 (Швеция)
-
STN EN 1993-1-1/NA:2015-10 (Словакия)
-
TKP EN 1993-1-1/NA:2015-04 ( Беларусь )
-
UNE EN 1993-1-1/NA:2016-02 (Испания)
-
UNI EN 1993-1-1/NA:2015-08 (Италия)
- 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
- Полная интеграция с RFEM и RSTAB
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.
- Вы можете активировать или деактивировать использование депланации при кручении во вкладке «Аддоны» в основных данных модели.
- После активации аддона, пользовательский интерфейс в RFEM будет расширен новыми записями в навигаторе, таблицах и диалоговых окнах.
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.
- Моделирование сечений с помощью элементов, профилей, дуг и точечных элементов
- Расширяемая база данных характеристик материалов, пределов текучести и предельных напряжений
- Характеристики сечений для открытых, замкнутых и несмежных тонкостенных профилей
- Идеальные характеристики сечений, состоящих из различных материалов
- Определение сварных напряжений в угловых швах
- Анализ напряжений, включая расчет первичного и вторичного кручения
- Проверка соотношений c/t
- Эффективные сечения по норме
- EN 1993-1-5 (включая усиленные панели с потерей устойчивости по разделу 4.5)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- Классификация по норме
-
EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- Интерфейс с программой MS Excel для импорта и экспорта таблиц
- Протокол результатов