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2017-01-02

RFEM中考虑施工阶段的选项

Der aktuelle Entwicklungsstand der Finite-Elemente-Programme und der Rechentechnik erlaubt die Berechnung immer komplexerer Systeme. Immer häufiger findet eine FE-Berechnung am Gesamtmodell statt. In diesem Zusammenhang sollte sich aber auch bestimmter baupraktischer Probleme angenommen werden. Eine dieser Problemstellungen ist die Berücksichtigung des Bauablaufes im Modell.

研究课题

一般情况下,建筑物的结构不是分阶段建设,而是分阶段建设。 从结构的角度来说,各个单独的结构构件在建造过程中就被组合在一起构成了一座建筑。 在设计完成阶段后,就可以提供最终状态的结构了。 在达到最终状态之前,该结构经历了不同的施工阶段。

在结构施工过程中添加结构构件时,它们的自重是有效的。 有效的自重可以从结构本身或从辅助结构中得出,并在建筑场地中实现。 这也适用于时间限制的荷载,由于建筑方法或在施工过程中的环境条件可能引起的。 哪些结构部分是有效的,在哪个结构体系中也取决于施工方法和施工过程。 取决于结构或单个部分在施工过程中的受力,建筑结构的结构部分在最后阶段之前已经被施加荷载,导致变形。

在 RFEM 中的可能性

RFEM提供了两个基本选项来显示或考虑建筑施工中的阶段。 首先,可以使用附加模块RF-STAGES。其次,RFEM提供了在荷载工况和荷载组合中停用各个结构构件的选项。

附加模块RF-STAGES使用非线性有限元方法分析结构在每个施工阶段的结构。 使用该方法可以考虑由于结构构件的拆除引起的非线性和重分布。 首先创建了一个公式系统,然后在不同的阶段修改和计算。 这是一个迭代计算。 每一个阶段都必须满足平衡条件。

[K(u)]∙{u} = {F}

K ...刚度矩阵
{u} ...变形向量
{F} ...力向量

在RFEM中可以取消对荷载工况或荷载组合的单个结构构件(杆件,面,实体,节点支座,线支座,面支座)进行停用。 使用该选项可以显示简单的施工阶段。例如线性建筑体系。 无论是建筑施工还是建筑施工,都必须要定义好自定义荷载工况或永久荷载工况。 在RFEM中您可以在荷载工况的计算参数中选择“停用”复选框。 在最后一个选项卡中可以取消激活各个结构部分,这在施工阶段时无效。

各个阶段的结果可以在以后的结果组合中叠加。 请注意,使用这种方法的是,在一个未变形的系统中计算的每个阶段的结果是线性叠加的。

Vergleich der Möglichkeiten anhand eines Beispiels

现在,在一个一般的建筑结构示例上展示这两种方法。 该示例为四层钢筋混凝土结构。 各个楼层之间是一个一个接一个地建造。

结果(最大uZ [mm] | 模型):
7,06 | 在RF-STAGES中建模
7,06 | RFEM模型中有施工阶段
7,89 | 没有施工阶段的RFEM模型

概述总结

通过实例可以看出,在RFEM中通过取消激活结构构件可以显示简单的建筑阶段。 Trotz grundlegend unterschiedlicher Methodik werden für die Struktur in RFEM und RF-STAGES gleiche Verformungen ermittelt. 实例计算结果表明,考虑四阶段建筑施工对静荷载和恒荷载影响的变形有显着影响。 通过考虑建造阶段的变形,其变形结果比整个模型的计算得出的变形低大约10%。


作者

Langhammer 先生负责钢筋混凝土结构领域的研发工作,并为我们的客户提供技术支持。

链接
参考
  1. Barth, C. 和 Rustler, W. Finite Elemente in der Baustatik-Praxis, 2. Auflage. Berlin: Beuth, 2013
  2. Langhammer, A.: Berechnung und Modellierung von Systemänderungen im Zuge von Bauzuständen im Rahmen von Finite-Elemente-Lösungen, Diplomarbeit. Dresden: Hochschule für Technik und Wirtschaft, 2013
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