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.
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.
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)
- 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
Окна результатов подробно перечисляют все результаты расчета. Кроме того, создаются и 3D-графики, в которых отдельные компоненты а также размерные линии и, например, Это позволяет вам, например, изображать или скрывать данные по сварным швам. Резюме показывает, были ли выполнены отдельные расчеты: Расчетное соотношение дополнительно визуализируется с помощью зеленой полосы данных, которая становится красным, когда расчет не выполнен. Также изображается номер узла и определяющие ЗГ/СН/РС.
При выборе расчета модуль показывает подробные промежуточные результаты, включая воздействия и дополнительные внутренние силы из геометрии соединения. Существует опция для изображения результатов по загружениям и по узлам. Соединения представлены в реалистичной 3D-рендеринге, которую можно масштабировать. В дополнение к основным видам, можно изобразить графику с любой точки зрения.
Можно добавить графику с размерами и ярлыками к распечатке RFEM/RSTAB или экспортировать их в виде DXF. Протокол результатов включает все исходные данные и результаты, подготовленные для инженеров экспертизы. Можно экспортировать все таблицы в MS Excel или в файл CSV. Все характеристики, необходимые для экспорта, можно задать в специальном меню перевода данных.
После запуска дополнительного модуля, необходимо сначала выбрать группу соединений (шарнирный узел), а затем категорию и тип соединения (накладка стенки, ребристая плита, короткая торцевая пластина или торцевая пластина с накладкой). Затем нужно в модели RFEM/RSTAB выбрать узлы для расчета. RF-/JOINTS Steel - Pinned автоматически распознает стержни соединений и определяет по их расположению, являются ли они колоннами или балками.
При необходимости, можно исключить из расчета отдельные стержни. А конструктивно подобные соединения могут быть рассчитаны для нескольких узлов одновременно. В нагрузках всегда требуется выбрать определяющие загружения, сочетания нагрузок или расчетные сочетания. Альтернативно, можно задать сечение и данные по нагрузкам также вручную. В последнем окне вводно соединение настраивается шаг за шагом.
Общие сведения
- Категория соединения балки с колонной: соединение на полке колонны и на стенке колонны
- Категория соединения балки с балкой: выборочное расположение ребер на противоположной стороне
- Размеры болтов от M12 до M36 с классами прочности 4.6, 5.6, 8.8 и 10.9
- Произвольный шаг отверстий под болты и расстояний до края
- Возможна надрезка балки
- Возможно соединение с чистой нормальной силой (растянутый узел), чистым сдвигом или сочетанием нормальной и поперечной сил
- Проверка соблюдения требований для шарнирных узлов
- Проверка минимальных и максимальных шагов отверстий под болты и расстояний до края
Соединения стенки с накладкой
- На каждом плече возможны один или два вертикальных рядов болтов и до 10 горизонтальных
- Широкий выбор равномерных и неравномерных уголков
- Можно изменить ориентацию уголков
- Критерий расч.:
- Болтов на сдвиг, смятие и растяжение
- Уголков на сдвиг, изгиб и растяжение, с учетом ослабления из-за отверстий под болты
- Стенок ригелей на сдвиг и растяжение, с учетом ослабления из-за отверстий под болты
- Переноса растяжения в колонну у модели Т-профиля
- Надрезки в критическом сечении
Соединения с ребристой плитой
- Возможны один или два вертикальных рядов болтов и до 10 горизонтальных
- Гибкий размер ребристой плиты
- Положение ребристой плиты может быть изменено
- Критерий расч.:
- Болтов на сдвиг и смятие
- Ребристых плит на сдвиг, изгиб и растяжение, с учетом ослабления из-за отверстий под болты
- Устойчивости длинных и гибких ребристых плит
- Стенок ригелей на сдвиг и растяжение, с учетом ослабления из-за отверстий под болты
- Швов как узловых швов
- Надрезки в критическом сечении
Соединение с торцевой пластиной
- Возможны два или четыре вертикальных рядов болтов и до 10 горизонтальных
- Гибкий размер торцевой пластины
- Положение ребристой плиты может быть изменено
- Критерий расч.:
- Болтов на сдвиг, смятие и растяжение
- Торцевых пластин на сдвиг и изгиб, с учетом ослабления из-за отверстий под болты
- Стенок ригелей на сдвиг и растяжение
- Переноса растяжения в колонну у модели Т-профиля
- Швов как узловых швов
- Надрезки в критическом сечении
Соединения с торцевой пластиной и накладкой
- Фиксация балки с помощью торцевой пластины с двумя болтами
- Гибкий размер накладки и торцевой пластины
- Критерий расч.:
- Распределения нагрузки в балке по EN 1993-1-5, глава 6
- Поддержки стабилизирующего момента болтами и швами в торцевой пластине
- Упор
- Швов накладки как угловых швов
- Переноса растяжения в колонну у модели Т-профиля
Все результаты можно легко оценить и визуализировать в численной и графической форме. Функции выбора облегчают более целевую оценку.
Протокол результатов соответствует высоким стандартам {%://#/ru/produkty/programma-rascheta-po-mke/rfem/naznachenije)]] и rstab/rstab-9/chto-takoe-rstab. Все изменения обновляются автоматически.
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.
Программа SHAPE-THIN определяет характеристики сечений и напряжения для любых открытых, замкнутых, составных и несоединенных сечений.
- характеристики сечения
- Площадь сечения А
- Площади сдвига Ay, Az, Au и Av
- Положение центра тяжести yS, zS
- моменты площади 2 градусы Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip, Ip,M
- Радиусы инерции iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ip,M
- Угол наклона главных осей α
- Вес сечения G
- Периметр сечения U
- константы сечения при кручении градусы IT, IT,St.Venant, IT, Bredt , IT,s
- Положение центра сдвига yM, zM
- Константы депланации Iω, S, Iω, M или Iω,D для бокового защемления
- Макс./мин. модули сечения Sy, Sz, Su, Sv, Sω,M с местами
- Линии сечения ru, rv, rM, u, rM,v
- Понижающий коэффициент λM
- Пластические характеристики сечений
- Нормальная сила Npl,d
- Поперечные силы Vpl,y,d, Vpl,z,d, Vpl,u,d, Vpl,v,d
- Изгибающие моменты Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
- Моменты сопротивления сечения Zy, Zz, Zu, Zv
- Площади сдвига Apl,y, Apl,z, Apl,u, Apl,v
- Положение биссекторных осей fu, fv,
- Изображение эллипса инерции
- Статические моменты
- Статические моменты площади Qu, Qv, Qy, Qz с положением максимума и заданным потоком сдвига
- Координаты депланации ωM
- моменты сечения (площади депланации) Sω,M
- Площади ячеек Аm у замкнутых сечений
- Напряжение
- Нормальные напряжения σx, вызванные нормальной силой, изгибающими моментами и бимоментом депланации
- Касательные напряжения τ от поперечных сил, а также первичных и вторичных крутящих моментов
- Эквивалентные напряжения σv с настраиваемым коэффициентом касательных напряжений
- Соотношения напряжений, связанных с предельными напряжениями
- Напряжения на краях элемента или осевых линиях
- Сварное напряжение в угловых швах
- Сечения диафрагм жесткости
- Характеристики несвязанных сечений (ядра высотных зданий, составные сечения)
- Поперечные силы диафрагм жесткости, вызванные изгибом и кручением
- Пластический расчёт
- Расчет пластической несущей способности с определением коэффициента увеличения αpl
- Проверка c/t соотношений по методам расчета el-el, el-pl или pl-pl согласно норме DIN 18800
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.