Расчётные опоры и прогиб

Вкладка Опорные элементы для расчёта и прогиб доступна в диалоговом окне редактирования стержня или набора стержней, если активированы расчетные свойства объекта (см. рисунок Активировать расчетные свойства стержня). Опорные элементы для расчёта в основном выполняют две функции:

1. определение граничных условий для проверки "Сжатие перпендикулярно волокнам"
2. сегментация стержня или набора стержней для проверки прогиба при расчете деревянных конструкций

Задания для проверки прогиба поверхностей можно задать во вкладке Прогиб диалогового окна редактирования поверхности.

Стержни

Опорные элементы для расчёта

Как уже упоминалось, опорные элементы для расчёта необходимы для проверки "Сжатие перпендикулярно волокнам" на опоре. Специальные параметры для этой проверки можно задать на вкладке Сжатие перпендикулярно волокнам. Кроме того, опорные элементы для расчёта позволяют сегментировать стержни и наборы стержней для проверки прогиба.

Опорные элементы для расчёта можно назначать не только началу и концу стержня, но и внутренним узлам. Поэтому в таблице узлы типа 'Узел на линии/стержне', а также стандартные узлы между стержнями набора стержней автоматически предустановлены.

Выберите в списке опорный элемент для расчёта или создайте новый тип с помощью кнопки (см. рисунок Новый опорный элемент для расчёта). С помощью кнопки можно изменить выбранный тип, а с помощью кнопки — выбрать уже назначенный опорный элемент для расчёта в модели.

Диалоговое окно соответствует Норме. Если стержню или набору стержней назначен деревянный материал, тип Дерево предустановлен. В противном случае выберите эту опцию в списке.

С помощью двух опций Активно можно задать, для каких направлений (ось z и/или ось y) имеется опорный элемент для расчёта. Если, например, стержень повернут на 90°, можно отключить 'опору по оси z/z' и вместо этого активировать её для оси y.

Если проверка "Сжатие перпендикулярно волокнам" не должна выполняться, но опорный элемент для расчёта должен служить для сегментации стержня или набора стержней для проверки прогиба, отключите опцию Прямое опирание: в этом случае ввод геометрии и положения опоры не требуется; опора служит только для сегментации при проверке деформаций. Альтернативно можно выбрать тип опорного элемента для расчёта 'Общий', для которого не проверяется контактное давление опоры.

Длина опирания всегда относится к реальной балке. Она отображается в графике диалога, начиная от расчетной схемы или узла, наполовину в положительном направлении x стержня и наполовину в отрицательном направлении x.

Благодаря опции Опирание от края программа автоматически распознаёт, получает ли опорный элемент для расчёта сжимающие или растягивающие усилия. Соответственно, проверка "Сжатие перпендикулярно волокнам" выполняется только в случае сжимающих усилий.

Если опорный элемент для расчёта действует на промежуточной опоре, установите флажок Внутренняя опора. В зависимости от нормы расчёта это задание учитывается при определении эффективной опорной площади.

С помощью опции Снижение поперечной силы проверка поперечной силы на опоре выполняется по определяющей поперечной силе. При этом в расчёте учитывается поперечная сила на определённом расстоянии от края опоры. Расстояние зависит от нормы расчёта. Это предполагает, что сила действует на противоположной стороне опирания, то есть, как правило, в верхней части балки.

Если напряжения поперечного сжатия слишком велики, их можно воспринимать с помощью усилений шурупами (только для EN 1995-1-1 и прямого опирания). Для этого установите флажок Усиливающие элементы. На вкладке Усиливающие элементы можно задать свойства шурупов с полной резьбой.

С помощью флажка Активно для расчёта на пожар можно задать, следует ли выполнять проверку контактного давления опоры также и для пожарного случая.

Если опорный элемент для расчёта не должен учитываться при сегментации, отключите опцию Активно для расчёта прогиба.

Проверка прогиба

Сегменты и расчётные длины

В правой части диалога вкладки Опорные элементы для расчёта и прогиб перечислены сегменты, которые получаются при назначении опорных элементов для расчёта для соответствующих направлений проверки прогиба. Для каждой проверяемой точки в сегменте отображаемая длина L_c используется как расчётная длина для определения предельного значения.

Если вы хотите изменить автоматически определённые расчётные длины (например, потому что расчетная длина изогнутого стержня отличается от длины сегмента), установите флажок 'Пользовательские длины'. После этого значения можно редактировать. Однако эти пользовательские длины не будут автоматически скорректированы, если вы впоследствии измените длину стержня в модели.

Предельные значения для балки и консольной балки

Предельные значения прогиба для балок с опиранием с двух сторон и консольных балок управляются в Конфигурациях пригодности к эксплуатации. Соответствующее предельное значение в зависимости от расположения опорных элементов для расчёта принимается при проверке для каждого сегмента: сегмент с опорными элементами для расчёта с обеих сторон или без опорных элементов для расчёта принимается как тип сегмента Балка, сегмент с опорным элементом для расчёта с одной стороны — как Консольная балка.

Направление проверки

С помощью 'Направления проверки' задайте, какие расчетные значения прогиба должны проверяться. В списке доступны локальные оси y и z, результирующий прогиб, а также локальные вспомогательные оси y' и z'. Соответствующим образом адаптируются сегменты ниже.

Ссылка на перемещение

С помощью опций списка 'Ссылка на перемещение' можно влиять на значения прогиба, подлежащие проверке:

• Недеформированная система: локальные значения деформации u_y и u_z принимаются непосредственно из результатов.
• Деформированные концы сегмента: значения прогиба для проверки уменьшаются на значения деформации начального и/или конечного узла, так что проверяются только локальные прогибы.

Подъём

При проверке для каждого сегмента можно учесть подъём и тем самым уменьшить значение прогиба. Подъём для балочных сегментов принимается в виде однополупериодной формы, для сегментов консольных балок — как линейное изменение. Указывайте подъём w_c,z или w_c,y положительным значением, если он направлен против локальной оси стержня z или y. При проверке в результирующем направлении составляющие подъёма пересчитываются в результирующее направление.

Пример: На следующем рисунке для промежуточного узла № 50 не был задан опорный элемент для расчёта. Следовательно, программа распознаёт только один сегмент, и расчётная длина соответствует длине стержня.

Если в промежуточном узле задан опорный элемент для расчёта, распознаются два сегмента. Расчётная длина соответственно адаптируется.

Если сегмент не следует проверять на деформацию, его можно отключить с помощью флажка:

Усиливающие элементы

Эта вкладка доступна при расчёте по EN 1995-1-1, если на вкладке 'Основные данные' установлен флажок Усиливающие элементы. Здесь можно задать шурупы с полной резьбой, которые учитываются при проверке "Сжатие перпендикулярно волокнам" как элементы усиления поперечного сжатия.

В настоящее время возможны только усиливающие элементы типа 'Шурупы'. Задайте прочностные характеристики и длины шурупов согласно спецификации производителя. Можно также использовать свойства усиливающих элементов, которые вы определили как Деревянные шурупы. Для этого используйте соответствующую опцию в списке.

Выберите уже определённый деревянный шуруп или создайте новый тип с помощью кнопки .

В разделе 'Геометрия в направлении оси z/y' задайте количество шурупов и их расположение.

Для шурупов выполняется проверка на продавливание и изгиб. Дополнительно выполняется проверка несущей способности на поперечное сжатие в плоскости острия шурупа. Угол распространения нагрузки 'Распределение нагрузки' может учитываться линейно под 45° или — как описано в [1] — нелинейно (см. также графику диалога).

Поверхности

При расчёте поверхностей в предельном состоянии по несущей способности исследуются компоненты напряжений. Проверки основаны на свойствах материала и толщине поверхности. Для проверки по пригодности к эксплуатации, напротив, требуются специфические для поверхности данные. Их можно задать на вкладке Прогиб диалога 'Редактировать поверхность'.

Тип поверхности

С помощью типа поверхности задайте, какие предельные значения прогиба принимаются при проверке. В списке доступны два варианта выбора:

• Двухсторонне опёртая
• Консольная балка

Предельные значения заданы в диалоге 'Конфигурации пригодности к эксплуатации' для различных расчетных ситуаций поверхностей с одно- или двухсторонним опиранием.

Ссылка на перемещение

Ссылка на перемещение определяет, какая базовая модель используется для проверки деформаций. В списке доступно три варианта выбора:

• Деформированная пользовательская опорная плоскость: если опоры имеют очень разные перемещения, следует задать наклонную опорную плоскость для проверяемого перемещения u_z. Задайте плоскость в разделе 'Пользовательская опорная плоскость' по трём точкам недеформированной системы. RFEM определяет деформацию трёх заданных точек, проводит опорную плоскость через эти смещённые точки и использует приведённое максимальное перемещение u_z для проверки.

• Параллельная поверхность в точке наименее деформированного узла: эта опция рекомендуется при податливом опирании поверхности. Максимальное перемещение u_z относится к опорной плоскости, смещённой параллельно недеформированной системе, которую RFEM проводит через узел с наименьшим значением перемещения u_z,min.

• Недеформированная система: локальные деформации u_z принимаются непосредственно из результатов и используются для проверки.

Расчётная длина и тип задания

Предельное значение прогиба зависит от расчётной длины L_z. При опциях типа задания 'По линии максимального ограничения' и 'По линии минимального ограничения' (по умолчанию) RFEM определяет длину наибольшей или наименьшей грани по геометрии поверхности и автоматически устанавливает расчётную длину. Если вы хотите задать расчётную длину, выберите в списке тип задания 'Вручную' и затем введите значение.

Сжатие перпендикулярно волокнам

Вкладка Параметры для 'Сжатие перпендикулярно волокнам' доступна в диалоговом окне редактирования стержня или набора стержней, если для опорного элемента для расчёта задано Прямое опирание. Здесь можно описать ситуацию опирания пространственной системы для узлов стержня или набора стержней, реализованных без узловых опор — например, стержни, опирающиеся на другой стержень.

Сжимающая сила, необходимая для проверки "Сжатие перпендикулярно волокнам", определяется по внутренним усилиям стержней, присоединённых к узлам.

Описание находится в разработке.