Основное

Вкладка Общие данные управляет основными параметрами стержней. При установке флажка в разделе диалога 'Опции', обычно добавляется еще одна вкладка диалога. Там можно указать требуемые подробности.

Тип стержня

Тип стержня определяется способ поглощения внутренних сил или назначение стержню определенных характеристик. Для выбора в списке доступны различные типы стержней.

Балка

Балка - это устойчивый к изгибу стержень, который может передавать все внутренние силы и моменты. Стержень балки не имеет шарниров на концах. На этот тип стержня может действовать любой тип нарузки.

Заделка

Жёсткий стержень связывает перемещения двух узлов с помощью жёсткого соединения. Таким образом, данный стержень в принципе соответствует {%ref#couplingСоединению]]. Это позволяет определять стержни с очень высокой жесткостью, учитывая при этом шарниры, которые также могут иметь константы жесткости пружины и нелинейности. При назначении жесткости системе возможно появление числовых проблем.

Внутренние силы для жестких стержней отображаются, если вы активируете результаты для соединений в Навигаторе - Результаты в категории 'Стержни'.

стержень типа «Ребро»

Ребра могут быть использованы для моделирования тавровых балок (балок перекрытия). Для данного типа стержня уже учитываются эксцентриситеты и эффективная ширина балки в модели МКЭ.

Ребра в первую очередь подходят для железобетонных стержней, поскольку внутренние силы и моменты ребра, а также их сечения учитываются в расчете бетона. Стальная пластина с приваренным «ребром» должна быть смоделирована как поверхность с внецентренно соединенным стержнем.

Список «Выравнивание ребра» предлагает несколько вариантов.

Как правило, ребро является стержнем, который расположен внецентренно. Эксцентриситет определяется автоматически из половины толщины поверхности и половины высоты стержня. Однако его можно задать также вручную. Жесткость модели увеличивается из-за эксцентриситета ребра. При центральном расположении ось центра тяжести ребра лежит в центре поверхности.

Эффективные ширины ребра должны быть заданы в разделе диалога «Размеры полки» для левой и правой стороны. В большинстве случаев можно сохранить настройку «Автоматическое распознавание», которую программа использует для определения обеих поверхностей. Если более двух поверхностей примыкают друг к другу вдоль линии стержня ребра, то определяющие поверхности должны быть заданы вручную.

Существуют различные варианты ввода ширины интегрирования b_-y,int и b_+y,int (см. рисунок Новое ребро): Ширину можно ввести напрямую или определить автоматически по длине стержня с помощью опций L_ref / 6 and L_ref / 8. Они также могут быть определены в соответствии с положениями нормы, например, по 'EC2', пункт 5.3.2.1.

Значения_by,int задают ширину поверхности или ширину области приложения, от которой должны быть интегрированы внутренние силы. Значения b_y,eff представляют собой ширину сечения полки ребра от центра стенки до соответствующего края. По умолчанию b_y,int и b_y,eff заданы равными. Однако, ее можно активировать после нажатия на кнопку аддон, например

Если были заданы узлы типа «Узел на стержне», то ребро можно задать в сечениях для отдельных сегментов. При задании нескольких сегментов, области ширины перемещения могут быть соединены линейно с помощью столбца таблицы 'Линейное распределение', для того, чтобы предотвратить большие изменения жёсткости в стержне ребра.

В случае 3D моделей, эффективные ширины не влияют на жесткость, потому что повышенная жесткость учитывается внецентренным стержнем. Однако полезные ширины влияют на распределение внутренних сил и моментов стержней и поверхностей.

элемент фермы

Элемент фермы соответствует стержню балки с моментными шарнирами на обоих концах. Кроме того, поворот вокруг продольной оси в начале стержня высвобождается с помощью шарнира φ_x. Для данного типа стержня отображаются изгибающие и крутящие моменты от нагрузки на стержень.

Элемент фермы (только N)

Данный тип фермы с жесткостью E ⋅ A способен поглощать нормальные силы в виде растяжения и сжатия. RFEM показывает только узловые внутренние силы и моменты. Стержень имеет линейное распределение внутренних сил при условии, что на стержень не действует сосредоточенная нагрузка. RFEM не показывает распределение момента, который может возникать из-за собственного веса или линейной нагрузки. Узловые силы, однако, рассчитываются исходя из нагрузок стержня, что гарантирует правильную передачу.

растяжение

Растянутый стержень может воспринимать только растягивающие силы. Тип стержня соответствует стержню «Элемент фермы (только N)», который выходит из работы в случае сжимающей силы.

Каркасная конструкция, включающая растянутые стержни, рассчитывается итеративно: На первом этапе определяются внутренние силы и моменты всех стержней. Если растянутые стержни получают отрицательную нормальную силу (сжатие), начинается следующий шаг итерации. Компоненты жёсткости этих стержней больше не учитываются – они вышли из работы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не выйдет из работы ни один другой растянутый стержрнь. Система может стать нестабильной из-за выхода из работы растянутых стержней.

Сжатие

Сжатый стержень может воспринимать только сжимающие силы. Тип стержня соответствует стержню «элемент фермы (только N)», который выходит из работы в случае действия растягивающей силы. Выход из работы сжатых стержней может привести к нестабильности системы.

Потеря устойчивости

Стержень потери устойчивости соответствует стержню «элемент фермы (только N)», который воспринимает растягивающие силы без ограничений, а сжимающие силы только до тех пор, пока не будет достигнута критическая сила. Эта сила определяется следующим образом для формы потери устойчивости 2 по Эйлеру:

С данным типом стержня можно избежать нестабильностей, возникающих в нелинейных расчетах, выполненных по теории второго порядка или при анализе больших деформаций из-за потери устойчивости элементов фермы. Если вы замените их (реально) теряющими устойчивость стержнями, во многих случаях критическая нагрузка возрастёт.

канат

И поскольку канаты поглощают только растягивающие силы, Таким образом, любая цепочка канатов может быть определена путем итеративного вычисления в соответствии с анализом больших деформаций с учётом продольных и поперечных сил.

Канаты подходят для моделей, в которых могут возникать большие деформации с соответствующими изменениями внутренних сил и моментов. Для простой растяжки, например навеса крыши, вполне достаточно растянутых стержней.

Результирующая балка

Результирующие стержни подходят для интеграции результатов поверхностей, тел или стержней в фиктивный стержень. Это позволяет вам считывать, например, результирующие силы сдвига поверхности для расчёта кладки.

Линию результирующей балки можно разместить в любом месте модели. Это не требует ни опоры, ни связи с моделью. Однако необходимо придать сечение, чтобы можно было рассчитать. К результирующей балке нельзя прикладывать нагрузки.

В разделе диалога «Интегрировать напряжения и силы» выберите тип результирующей балки, чтобы задать геометрическую форму области интегрирования. Затем в разделе диалога «Параметры» вы задаёте размеры. Они связаны с линией стержня в его центре тяжести.

В разделе диалога 'Включить объекты' укажите поверхности, ячейки поверхностей, тела и стержни, результаты которых вы хотите учитывать при интеграции. В качестве альтернативы, можно в разделе диалога 'Исключить из включаемых объектов' выбрать 'Все' объекты и заключить определенные элементы в скобки.

Позиция

Этот тип стержня позволяет применить свойства сечений для открытых стальных балок, которые Steel Joist Institute хранит в таблицах Virtual Joist. Эти сечения виртуальных балок представляют собой эквивалентные широкополочные балки, которые весьма близки по площади пояса балки, эффективному моменту инерции и весу. Таким образом, балка заменяется стержнем с виртуальным сечением. Таким образом, можно моделировать сложные несущие элементы, такие как ферма, в рамках всей конструктивной системы.

Выберите из списка «Серию» виртуальной перекладины.

Затем можно задать точный тип балки в расположенном ниже списке «Балка».

The Кнопка в разделе 'Сечение и материал' позволяет импортировать виртуальную перекладину из базы данных сечений.

Модель поверхности

Этот тип стержня в первую очередь подходит для моделирования перфорированных балок или редукций сечения, таких как отверстия для линий электропередач, в модели стержня. Соответствующий стержень преобразуется в модель поверхности, в которой {%

• Сечение представляет собой стандартное или параметризованное тонкостенное сечение со стенкой.
• Материал сечения основан на изотропной линейно-упругой модели материала.

Стержень типа «Модель поверхности» доступен как в качестве стержня, так и в качестве объекта поверхности. Геометрические свойства идентичны; обе модели имеют одинаковый центр тяжести. Отображением можно управлять в навигаторе «Изобразить», выбрав Модель → Основные объекты → Стержни → Модель поверхности или с помощью на панели инструментов.

Сетка КЭ плоскостной модели создается автоматически; в настоящее время на него нельзя повлиять. При выполнении расчетов конструкций используется плоскостная модель. Затем как результаты стержня (как у результирующей балки , где напряжения в субповерхностях стержня ' интегрированы в внутренние силы стержня), так и результаты поверхностей доступны для оценки. Здесь снова можно управлять данными с помощью Навигатора — Изобразить или аддон, например

В аддонах расчет стержня типа поверхностная модель выполняется с внутренними силами стержня и сечением стержня.

Как видно на рисунке выше, в стержне модели поверхности создается на концах стержней несколько жестких стержней. Они соединяют плоскостную модель с конечными узлами соседних стержней. Таким образом обеспечивается правильная передача внутренних сил и моментов на одномерные объекты. Если несколько стержней плоскостной модели соединены друг с другом, эти соединительные стержни создаются для каждого стержня.

В данном случае задайте Эксцентриситет силы в сечении для нагрузки на стержень. Таким образом, нагрузка реалистично прилагается к краю сечения, а также сохраняется в модели поверхности.

жесткость

Этот тип стержня позволяет использовать стержень с пользовательской жёсткостью. В диалоговом окне «Новая определяемая жесткость стержня» должны быть заданы свойства жесткости (см.

Соединение

Соединительный стержень - это виртуальный, очень жёсткий элемент с жёсткими или шарнирными концами. Существует четыре варианта соединения по степеням свободы для начального и конечного узлов, с комбинацией настроек «Заделка» и «Шарнир». Соединения могут быть использованы для моделирования особых ситуаций для передачи сил и моментов. Нормальные и поперечные силы или крутящие и изгибающие моменты передаются непосредственно от узла к узлу.

Пружина

Пружинный стержень дает возможность отобразить линейные или нелинейные свойства пружины с помощью определяемых эффективных площадей. Для пружинного стержня нужно во вкладке 'Сечение' задать только длину стержня L_z, но не сечение: Жесткость стержня определяется параметрами пружины, заданными в диалоговом окне 'Новая пружина стержня' (см. раздел Пружины стержня).

Амортизатор

В принципе, амортизирующий стержень соответствует пружинному стержню с дополнительным свойством 'Коэффициент затухания'. Этот тип стержня расширяет возможности динамических расчетов по методу {%://002256 Анализа изменений во времени]].

Как и в случае пружинного стержня, требуется во вкладке 'Сечение' задать только длину стержня L_z, но не сечение: Жесткость стержня определяется параметрами пружины, заданными в диалоговом окне 'Новая пружина стержня' (см. раздел Пружины стержня). Свойства затухания можно регулировать с помощью коэффициента затухания X.

Опции

В этом разделе диалога можно использовать флажки для задания дополнительных свойств стержня.

Узел на стержне

С помощью одного или нескольких узлов на стержне, вы можете разделить его на сегменты, не разделяя при этом (см. Узлы ).

Шарниры

Вы можете разместить шарниры на стержне для контроля передачи внутренних сил и моментов в конечных узлах (смотри раздел Шарниры стержня). Вход заблокирован для определённых типов стержней, поскольку внутренние шарниры уже доступны. Вы можете придать шарниры отдельно «в начале стержня i» и «в конце стержня j».

Эксцентриситеты

Эксцентриситеты позволяют подсоединить стержень эксцентриситетно к конечным узлам (см. Эксцентриситеты можно придать отдельно «в начале стержня i» и «в конце стержня j».

Опора

Стержню можно придать опору, которая будет действовать по всей его длине. Степени свободы и константы пружины должны быть заданы в условиях опирания (см. главу Опоры стержней).

Поперечные элементы жесткости

Поперечные элементы жёсткости, применяемые на стержне, оказывают влияние на жесткость стержня при депланации. Они влияют на расчет на депланацию при кручении с учетом семи степеней свободы (см.главу Поперечные элементы жесткости стержней).

Отверстия в стержне

Отверстия в стержне влияют на характеристики сечения, а также на распределение внутренних сил и моментов. Они важны для типа стержня «Модель поверхности». В главе Отверстия в стержне описано, как задать тип и расположение отверстий.

Нелинейность

Вы можете придать стержню нелинейность. Нелинейные свойства должны быть заданы в качестве нелинейностей стержня (см. главу {%}000056 Нелинейности стержней]]).

Промежуточные точки результатов

Применяя промежуточные точки результатов, можно управлять выводом таблицы результатов, представленных вдоль стержня. Точки дробления должны быть заданы в диалоговом окне "Новая промежуточная точка результатов стержней" (см.

Модификации концов

Задав конечные модификации, можно графически откорректировать геометрию стержня на его концах. Таким образом, вы можете подготовить проекции, редукции или скосы для визуализированного изображения.

'Расширение': Вы можете задать «Расширение» для начала и конца стержня. Отрицательное значение Δ действует как сокращение.

'Уклон': С любого конца стержня можно выполнить скос. Можно ввести углы наклона вокруг двух осей стержня y и z. Положительный угол вызывает поворот по часовой стрелке вокруг соответствующей положительной оси.

Деактивировать для вычисления

Если вы отметите данное окно флажка, то стержень, включая нагружение, не будет учитываться в расчете. Таким образом, вы можете проанализировать поведение конструкции модели; и проанализировать, как оно изменится, если некоторые стержни не будут эффективными. Нет необходимости удалять эти стержни; сохраняется и их загрузка.