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.
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)
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
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.
После завершения расчета, все результаты отображаются в виде наглядных таблиц результатов; например, по загружениям или по узлам. Определяющие внутренние силы сравниваются с предельными величинами, указанными в руководстве DSTV.
Можно визуализировать узлы графически в дополнительном модуле или в RFEM/RSTAB. В дополнение к изображенным в таблицах исходным данным и результатам, включая подробности расчета, вы можете добавить в протокол результатов всю графику. Таким образом, гарантируется четкая и наглядная документация.
Многочисленные варианты направляющих DSTV включены в базу данных дополнительного модуля RF-/JOINTS Steel - DSTV. Каждый узел характеризуется уникальным буквенно-цифровым кодом.
Возможные соединения DSTV можно отфильтровать по соответствующим спецификациям типа соединения DSTV (IH, IW, IS, IG и IK) и используемому сечению. Таким образом, можно определить несущую способность выбранного узла.
После запуска дополнительного модуля, необходимо выбрать тип соединения (устойчивый к моменту или шарнирное соединение двутавровой балки). Можно графически выбрать отдельные узлы в модели RFEM/RSTAB.
Дополнительный модуль RF-/JOINTS Steel - DSTV автоматически распознает сечение, включая соответствующие материалы и проверяет, возможен ли расчет узла по руководству DSTV. Кроме того, можно моделировать и рассчитывать конструктивно подобные соединения на нескольких местах в конструкции балке.
- Расчет простых и устойчивых к моменту узлов у двутавровых прокатных профилей по норме Еврокод 3:
- Устойчивые к моменту соединения с лобовой плитой (тип IH/IM)
- Устойчивые к моменту стыки прогонов (тип PM)
- Простые узлы с уголками-накладками и длинными уголками (типы IW и IG)
- Простые узлы с лобовыми плитами, прикрепленные либо только к стенке, либо к стенке и полке (тип IS)
- Проверка пазовых соединений (IK) в сочетании с шарнирными лобовыми плитами (IS) и соединениями с уголками (IW)
- Автоматический расчет необходимых узловых соединений с размерами болтов (все типы)
- Проверка требуемой толщины несущих стержней в соединениях, воспринимающих сдвиг
- Результаты всех необходимых конструктивных подробностей, таких как дополнительные элементы, расположение отверстий, необходимые расширения, количество болтов, размеры лобовой плиты и сварные швы
- Результаты жесткости Sj,ini для устойчивых к изгибу соединений
- Документация полученных нагрузок и их сравнение с несущей способностью
- Результаты расчетных соотношений для каждого отдельного узла
- Автоматическое вычисление определяющих внутренних сил для нескольких загружений и соединительных узлов