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2022-05-12

RFEM 6 中的岩土工程分析

考虑到实际确定的土壤条件对建筑物的结构分析质量有很大影响,所以在 RFEM 6 中提供了“岩土分析”模块,用于确定要分析的土体。

在知识库文章“在 RFEM 6 中从土样创建土体”中讨论了如何在模块中提供现场试验获得的数据,以及使用土样的属性来确定感兴趣的土层。 本文将讨论钢筋混凝土建筑的沉降和土压力的计算方法。

因此,我们假设已经激活了“岩土分析”模块,插入了现场试验获得的数据,并且按照上述文章所述确定了感兴趣的土层。 我们还假设已经对钢筋混凝土建筑进行了建模(包括荷载),如图 1 所示。

现在您需要定义要计算的荷载组合和结果组合。 为此,您可以打开荷载工况和组合窗口。 上部结构的荷载如图 2 所示,包括自重、恒荷载和活荷载以及雪荷载。 激活“岩土分析”模块后,您可能会发现在相关荷载工况中只考虑建筑物的自重。

因此,您必须创建一个单独的荷载工况,在该荷载工况中激活实体的自重,如图3所示。 在这种情况下,该荷载工况中的作用类别应分配为永久/土。 尽管所有荷载都与一个单独的荷载工况相关,但重要的是要了解,对于岩土工程分析,应该将它们考虑在荷载和结果的组合中,而不是作为单个荷载工况考虑。

例如,只有在激活了实体自重、上部结构自重和恒重之后,模型才会施加活荷载。 考虑到这一点,您应该取消激活所有与上部结构相关的荷载工况,方法是取消选中“求解”图标,只保留要求解的自重荷载工况(图3)。 这样上部结构的荷载工况仍然存在,但不是作为单个荷载工况计算,而是在荷载组合和结果组合中计算。

在定义“自重土”荷载工况时,您应该通过激活相关的复选框来创建新的结构调整设置(图 3)。 特别是,您必须取消激活混凝土杆件和面,如图 4 所示。

要自动定义荷载组合和结果组合,首先必须在荷载工况和组合窗口的基础数据中激活相关向导,如图 5 所示。 组合向导可以帮助您按照规范对荷载工况进行分类,并将它们叠加到作用组合和设计组合中。

换句话说,荷载工况是按照您在模型基础数据中定义的标准规范进行组合的。 但是,您也可以在“标准组合”列表中选择其他标准,并在“编辑组合向导”对话框中检查组合向导的参数。 在使用结果组合向导时,除了使用荷载组合向导外,还可以叠加荷载工况或组合的结果。

在继续之前,您可以编辑荷载工况的静力分析设置,如图6所示。 例如,您可以更改非线性分析的最大迭代次数或荷载增量的数目。 在本例中,前者取 100,后者取 1。

定义荷载工况后,您可以在荷载工况和组合窗口的作用选项卡中看到应用于模型的所有作用类别(图 7)。 接下来,您可以控制已创建的设计状况。 换句话说,您可以激活或停用列表中所有可用的设计工况。

由于我们对沉降计算感兴趣,因此只应考虑准永久设计情况(图 8);因此,除准永久工况外的所有其他设计工况都将被停用。 您还可以找到感兴趣的情况的组合规则信息。

此外,您可以针对这种设计情况调整组合向导的设置。 有多个选项需要定义,如图9所示。 此时重要的是可以选择从荷载工况中考虑初始状态,在本例中为土自重荷载工况。 这样,使用该向导生成的所有荷载组合都会将此荷载工况视为初始状态。

自动创建的作用组合显示在作用组合选项卡中(图 10)。 在这个特殊的案例中,有四种作用组合,但只考虑了其中的两种。 这是因为灰色组合的某些组合系数为零。因此,它们组合作用的方式与激活组合的方式相同。

您可能正在检查由荷载组合向导自动创建的荷载组合(图 11)。 请注意,初始状态的考虑已经作为一个特殊选项激活,因为我们之前是通过设计状况选项卡中组合向导的设置进行的(图 9)。

最后,您可以在荷载工况和组合窗口的相关选项卡中定义结果组合。 “设计状况”部分描述了荷载工况组合所依据的规范性规范。 如前所述,所关注的设计状况是准永久状况。因此,在定义新的结果组合时应该选择它,如图12所示。

另一方面,“组合类型”控制结果叠加的标准。 在这个例子中,我们感兴趣的是确定所有结果的总和。因此,组合类型应选择“叠加”。 这意味着组合中包含的所有荷载工况和组合总是被单独考虑和添加,并且没有最大值或最小值。

您可以在分配选项卡中在结果组合中分配荷载工况,所有可用的荷载工况、荷载组合和结果组合都在“分配”列中列出。 为此,您必须将该列中的相关条目转移到“分配给钢筋混凝土”列表中,如图13所示。

对于每个条目,您可以调整在组合中考虑该条目的系数。 在本例中,我们只对与上部结构相关的结果感兴趣。因此,我们必须将结果与初始状态相关联的结果设置为子结构,即“土自重”荷载工况。 因此,主导荷载组合被考虑,系数为 1,而初始状态(即“自重土”荷载工况)的组合系数为 -1。

一旦定义了荷载工况、荷载和结果组合,就可以开始计算。 如果您只想计算当前荷载工况或组合的结果,请在“计算”菜单中选择“计算当前荷载”,或使用“显示结果”按钮。

但是,如果您想计算所有荷载工况、组合和设计状况,请选择“全部计算”。 这样,RFEM 将计算所有有输入数据的荷载工况、荷载组合、结果组合和设计工况。 计算是使用多个计算内核并行执行的,结果如图 14 所示。 我们将在即将发布的知识库文章中对结果进行更详细的讨论。


作者

Kirove 女士的职责是撰写技术文章并为 Dlubal 软件的客户提供技术支持。

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