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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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)