SHAPE-THIN - Тонкостенные и холодногнутые сечения

Характеристики

• 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
• Эффективные 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 согласно раз. 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

Характеристики и напряжения сечений

Программа SHAPE-THIN определяет характеристики сечений и напряжения для любых открытых, замкнутых, составных и несоединенных сечений.

• Площадь сечения А
• Площади сдвига A_y, A_z, A_u и A_v
• Положение центра тяжести y_S, z_S
• Моменты области 2. Степень I_y , I_z , I_yz , I_u , I_v , I_p , I_{p, M}
• Радиусы инерции i_y, i_z, i_yz, i_u, i_v, i_p, i_p,M
• Наклон главной оси α
• Вес сечения G
• Периметр сечения U
• Моменты сечения 2. Сорта I_T , I_{T, St.Venant} , I_T, Bredt, I_{T, s}
• Положение центра сдвига y_M, z_M
• Сопротивление короблению I_{ω, S} , I_{ω, M} или I_{ω, D} для связанной оси кручения
• Макс./Мин. Модули сечения W_y , W_z , W_u , W_v , W_{ω, M} с указанием положения
• Линии сечения r_u, r_v, r_{M, u}, r_M,v
• Коэффициент затухания λ_M

• Нормальная сила N_pl,d
• Поперечные силы V_pl,y,d, V_pl,z,d, V_pl,u,d, V_pl,v,d
• Изгибающие моменты M_pl,y,d, M_pl,z,d, M_pl,u,d, M_pl,v,d
• Моменты сопротивления сечения Z_y, Z_z, Z_u, Z_v
• Площади сдвига A_pl,y, A_pl,z, A_pl,u, A_pl,v
• Положение биссекторных осей f_u, f_v
• Изображение эллипса инерции

• Статические моменты площади Q_u, Q_v, Q_y, Q_z с положением максимума и заданным потоком сдвига
• Координаты депланации ω_M
• Моменты площади (поверхности депланации) S_{ω, M}
• Площади ячеек А_m у замкнутых сечений

• Нормальные напряжения σ_x от осевой силы, изгибающих моментов и бимомента депланации
• Касательные напряжения τ от поперечных сил, а также первичных и вторичных крутящих моментов
• Эквивалентные напряжения σ_v с регулируемым коэффициентом касательных напряжений
• Соотношения напряжений, связанных с предельными напряжениями
• Напряжения на краях элемента или осевых линиях
• Сварное напряжение в угловых швах

• Характеристики несвязанных сечений (ядра высотных зданий, составные сечения)
• Поперечные силы диафрагм жесткости, вызванные изгибом и кручением

• Пластический расчет с определением коэффициента увеличения α_пл
• Проверка c/t соотношений по методам расчета el-el, el-pl или pl-pl согласно норме DIN 18800

Холодногнутые профили

У холодногнутых профилей определяет программа SHAPE-THIN эффективные сечения по норме EN 1993-1-3 и EN 1993-1-5. Дополнительно можно проверить также геометрические условия применимости нормы, указанные в EN 1993-1-3, раздел 5.2.

Эффекты местного коробления пластин учитываются в соответствии с методом уменьшенной ширины, а возможная потеря устойчивости ребер жесткости (неустойчивость) учитывается для усиленных секций в соответствии с EN 1993‑1‑3, раздел 5.5.

Далее можно выполнить также итеративный расчет для оптимизации эффективного сечения.

Все эффективные сечения подлежат графическому отображению.

Подробнее о расчете холодногнутых профилей с помощью профилей SHAPE ‑ THIN и RF‑/STEEL читайте в технической статье «Расчет тонкостенных холодногнутых профилей в соответствии с EN 1993‑1‑3»:

Ввод данных

Программа SHAPE-THIN содержит в себе обширную библиотеку сварных и параметризованных типов сечений, которые можно свободно комбинировать или даже дополнять новыми элементами. К тому же, программа позволяет также моделировать сечения, состоящие из разных материалов.

Благодаря ее графическим средствам и функциям затем можно моделировать сечения сложной формы способом, типичным для работы с программами CAD. 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. Тем не менее, 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. Причем, в случае применения нулевых элементов, можно для контроля за передачей сдвига задать также конкретную толщину.

Расчет

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.

Результаты

Все результаты можно легко оценить в численном и графическом виде, или даже отобразить в визуализации. Более целенаправленную оценку затем можно выполнить с помощью функций фильтра.

Сам протокол результатов соответствует высоким стандартам программного обеспечения для расчета по МКЭ - RFEM и программного обеспечения для расчета каркасов - RSTAB. Все изменения обновляются автоматически.