В RFEM можно применить специальный линейный шарнир для моделирования особых свойств соединения железобетонной плиты перекрытия и каменной стены. Тем самым ограничиваются передаваемые силы соединения в зависимости от заданной геометрии. Вы угадали: Это означает, что материал не может быть перегружен.
Программа разрабатывает диаграммы взаимодействия, которые применяются автоматически. Они представляют различные геометрические ситуации, и вы можете использовать их для определения правильной жёсткости.
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.
По сравнению с дополнительным модулем RF-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5/RSTAB 8) в аддоне Torsional Warping (7 DOF) для RFEM 6/RSTAB 9 были добавлены следующие новые функции:
Полная интеграция в среду RFEM 6 и RSTAB 9
7-я степень свободы учитывается непосредственно при расчёте стержней в RFEM/RSTAB на всей системе
Больше нет необходимости задавать условия опирания или жесткость пружины для расчёта в упрощённой эквивалентной системе
Возможна комбинация с другими аддонами, например, для расчёта критических нагрузок потери устойчивости при кручении и потери устойчивости плоской формы изгиба с аддоном для расчетом на устойчивость
Отсутствие ограничений для тонкостенных стальных профилей (например, можно вычислить идеальный опрокидывающий момент для деревянных балок с массивными сечениями)
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
Знаете ли вы, что...? Для расчета каменных конструкций в программе RFEM была реализована нелинейная модель материала. Она была выбрана по методу Лоуренко - композитная пластичная поверхность Ранкина и Хилла. Эта модель позволяет описать и смоделировать конструктивные свойства кладки и различные механизмы выхода из работы.
Предельные параметры были выбраны таким образом, чтобы используемые расчетные кривые соответствовали нормативной расчетной кривой.
В базе данных многослойных конструкций доступны следующие производители поперечно-клеёной древесины:
Binderholz (США)
KLH (США, Канада)
Calle buck (США, Канада)
Nordic Structures (США, Канада)
Массивная древесина Mercer
SmartLam
Sterling Structural
Конструкции перечислены в Lignatec Edition 32 «Поперечно-клеёная древесина швейцарского производства».
При импорте конструкции из базы данных многослойных конструкций все соответствующие параметры переносятся автоматически. База данных постоянно расширяется.
Можно выбрать несколько методов, доступных для анализа собственных чисел:
Прямые методы
Прямые методы (Ланцоша (RFEM), корней характеристического полинома (RFEM), метод итерации подпространства (RFEM/RSTAB), обратная итерация со сдвигом (RSTAB)) подходят для моделей малого и среднего размера. Используйте эти методы быстрого решения, только если ваш компьютер имеет большой объем оперативной памяти.
Итерационный метод ICG (неполный сопряженный градиент (RFEM))
Напротив, этот метод требует лишь небольшого количества памяти. Собственные числа определяются одно за другим. Его можно использовать для расчета больших конструктивных систем с небольшим количеством собственных значений.
Используйте аддон Устойчивость конструкции для выполнения нелинейного расчёта на устойчивость инкрементным методом. Данный тип расчета дает результаты, близкие к реальности также для нелинейных конструкций. Коэффициент критической нагрузки определяется путем постепенного увеличения нагрузок выбранного загружения до достижения неустойчивости. Приращение нагрузки учитывает нелинейности, такие как выход из работы стержней, опор и фундаментов, а также нелинейности материала. После увеличения нагрузки можно дополнительно выполнить линейный расчет на устойчивость на последнем устойчивом состоянии, чтобы определить форму устойчивости.
В RFEM реализована база данных поверхностей из поперечно-клеёной древесины, из которой можно импортировать многослойные конструкции от производителей (например, Binderholz, KLH, Piveeaubois, Södra, Züblin Timber, Schilliger, Stora Enso). Кроме толщины слоёв и материалов, также передаётся информация о снижении жёсткости и склеивании узких сторон.
Расчет кладки выполняется по закону нелинейно-пластического материала. Если нагрузка в любой точке превышает возможную нагрузку, которой необходимо противостоять, в системе происходит перераспределение. Их основная цель - восстановить равновесие сил. При успешном завершении расчёета предоставляется анализ устойчивости.
В качестве первых результатов программа представит вам коэффициенты критических нагрузок. Затем можно выполнить оценку риска потери устойчивости. Для моделей стержней, результирующие расчётные длины и критические нагрузки стержней изображаются в таблицах.
Используйте следующее окно результатов для проверки нормированных собственных чисел, отсортированных по узлам, стрежням и поверхностям. Графический вывод собственных чисел позволяет оценить работу при потере устойчивости. Это облегчит вам принятие противодействий.
Удачной ли была ваша разработка? Затем просто сядьте поудобнее и расслабьтесь. Вы также пользуетесь многочисленными функциями RFEM. Программа дает вам максимальные напряжения каменных поверхностей, с помощью которых вы можете подробно изобразить результаты в каждой точке сетки КЭ.
Кроме того, вы можете вставлять срезы для детальной оценки отдельных областей. Используйте изображение пластичных частей для оценки трещин в кладке.
Вы можете быть уверены, что затраты являются важным фактором при планировании конструкций любого проекта. Также необходимо соблюдать положения по оценке выбросов. Аддон из двух частей Оптимизация и затраты/Оценка выбросов CO2 облегчит вам работу в дебрях нормативов и опций. Он использует технологию искусственного интеллекта (AI) оптимизации роя частиц (PSO), чтобы найти правильные параметры для параметризованных моделей и блоков, которые гарантировали бы соблюдение обычных критериев оптимизации. С другой стороны, он позволяет оценить затраты на строительство и выбросы CO2 на основании удельных затрат или удельных выбросов, указанных в спецификации материалов, которые были использованы для моделирования конструкции. С этим аддоном вы в безопасности.
Если в программе появляется загружение или сочетание нагрузок, активируется расчет на устойчивость. Чтобы учесть, например, начальное предварительное напряжение, затем можно определить другое загружение.
Для этого необходимо указать, будет ли выполняться линейный или нелинейный расчет. В зависимости от случая применения можно выбрать прямой метод расчета, например, метод Ланцоша или итерационный метод ICG. Стержни, не интегрированные в поверхности, обычно отображаются как элементы стержня с двумя узлами КЭ. С такими элементами программа не может определить местную потерю устойчивости отдельных стержней. 'Вот почему у вас есть возможность автоматически делить стержни.
Определение напряжения с помощью модели упруго-пластического материала
Расчет дисковых конструкций на сжатие и сдвиг на модели здания или отдельной модели
Автоматическое определение жёсткости соединения стена-перекрытие
Обширная база данных материалов практически для всех сочетаний кирпича и раствора, представленных на рынке Австрии (ассортимент продукции постоянно расширяется, в том числе и для других стран)
Автоматическое определение стоимости материала по Еврокоду 6 (ÖN EN 1996 ‑ X)
Возможность создать диаграммный метод анализа (pushover)
Вы задаете и моделируете конструкцию непосредственно в RFEM. Вы можете комбинировать модель материала кладки со всеми распространенными аддонами RFEM. Это позволяет рассчитать целые модели здания в сочетании с кладкой.
Программа автоматически определяет для вас все параметры, необходимые для расчёта, на основе введенных данных материала. Затем программа создаёт кривые напряжения-деформации для каждого конечного элемента.
Модальный коэффициент релевантности (MКР) может помочь вам оценить, в какой степени отдельные элементы участвуют в определённой собственной форме. Расчёт основан на относительной энергии упругой деформации каждого отдельного стержня.
МКР можно использовать для различения местных и общих форм колебаний. Если несколько отдельных стержней показывают значительный MRF (например,> 20%), то весьма вероятна потеря устойчивости всей конструкции или части конструкции. С другой стороны, если сумма всех МКР для собственной формы составляет около 100%, можно ожидать появления феномена местной устойчивости (например, потери устойчивости одного стержня).
Кроме того, МКР можно использовать для определения критических нагрузок и расчётных длин потери устойчивости определённых стержней (например, для расчёта на устойчивость). Формы колебаний, для которых конкретный стержень имеет небольшие значения МКР (например, < 20%), в этом контексте можно игнорировать.
МКР изображается по формам колебаний в таблице результатов в разделе Расчёт на устойчивость → Результаты по стержням → Расчётные длины и критические нагрузки.
Существует два метода, которые вы можете использовать для процесса оптимизации, с помощью которых можно найти оптимальные значения параметров в соответствии с критерием веса или деформации.
Наиболее эффективным методом с наименьшим временем расчета является оптимизация, близкая к естественному рою частиц (PSO). Вы слышали или читали об этом? Эта технология искусственного интеллекта (ИИ) имеет сильное сходство с поведением стаи животных, ищущих место для отдыха. В таких роях можно найти много особей (ср. решение по оптимизации - например, вес), которые хотят оставаться в группе и следить за ее движением. Давайте' предположим, что каждому отдельному члену роя требуется оптимальное место для отдыха (сравните лучшее решение - например, наименьший вес). Эта необходимость возрастает по мере приближения к месту отдыха. Таким образом, на поведение роя также влияют свойства пространства (см. диаграмму результатов).
Почему экскурс в биологию? Все очень просто - процесс PSO в программе RFEM или RSTAB выполняется аналогичным образом. Прогон расчета начинается с результата оптимизации случайного назначения оптимизируемых параметров. Он повторно определяет новые результаты оптимизации с различными значениями параметров, основанные на опыте ранее выполненных изменений модели. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто заданное количество возможных мутаций модели.
В качестве альтернативы этому методу программа предлагает также пакетный метод обработки. В данном методе выполняется попытка проверить все возможные мутации модели путем случайного указания значений параметров оптимизации до тех пор, пока не будет достигнуто заданное количество возможных мутаций модели.
После вычисления изменения модели, оба варианта проверяют соответствующие активированные результаты расчета аддонов. Кроме того, они сохраняют вариант с соответствующим результатом оптимизации и приданием значений параметрам оптимизации, если использование < 1.
Расчетные общие затраты и выбросы можно определить из соответствующих сумм отдельных материалов. Сумма материалов состоит из частичных сумм стержней, поверхностей и тел, основанных на весе, объеме и площади.
У вас есть вопросы по программе? Оптимизация конструкции в программах RFEM и RSTAB - это завершение параметрического ввода. Это процесс, протекающий параллельно с фактическим расчетом модели со всеми его нормативными определениями. Аддон предполагает, что ваша модель или блок построена с параметрическим контекстом и полностью управляется глобальными контрольными параметрами типа «оптимизация». Поэтому у этих контрольных параметров есть нижний и верхний предел, а также размер шага для ограничения диапазона оптимизации. Если вы хотите найти оптимальные значения контрольных параметров, необходимо указать критерий оптимизации (например, минимальный вес) с выбором метода оптимизации (например, оптимизация роя частиц).
Вы уже можете найти оценку стоимости и выбросов CO2 в определениях материала. Оба варианта можно активировать по отдельности в каждом задании материала. Оценка основана на единице расчета удельных затрат или удельных выбросов для стержней, поверхностей и тел. При этом вы можете выбрать, будут ли единицы измерения отображаться по весу, объему или площади.
Крепление кирпича на камне имеет давнюю традицию в строительстве. Аддон Расчёт кладки для RFEM позволяет рассчитывать кладку по методу конечных элементов. Он был разработан в рамках исследовательского проекта DDMaS - «Разработка цифровых методов проектирования каменных конструкций». Модель материала отображает нелинейную работу сочетания кирпича и строительного раствора в форме макромоделирования. Хотите узнать больше?
У обоих методов оптимизации есть одно общее. В конце процесса они представляют вам список изменений модели из сохранённых данных. Он содержит подробную информацию о контрольном результате оптимизации и соответвтвующем придании значений параметрам оптимизации. Этот список организован в порядке убывания. Вы найдете предполагаемое лучшее решение в первой строке. В этом случае результат оптимизации с приданием ему определнного значения наиболее близок к критерию оптимизации. Все результаты аддонов имеют коэффициент использования <1. Кроме того, после завершения расчёта программа скорректирует придание значений оптимальному решению для параметров оптимизации в списке общих параметров.
В диалогах материалов вы найдете вкладки «Оценка стоимости» и «Оценка выбросов CO2». В них показаны отдельные оценочные суммы приданнвх стержней, поверхностей и тел на единицу веса, объёма и площади. Кроме того, эти вкладки показывают общую стоимость и выбросы всех приданных материалов. Это даёт вам хорошее представление о вашем проекте.