有限元软件 RFEM 允许使用特殊的线铰来模拟钢筋混凝土楼板和砌体墙之间的连接。 通过指定的几何形状来限制连接可传递的力。 您没看错: 这意味着材料不能超载。
程序会绘制自动应用的交互图。 用户可以通过勾选“几何刚度”来确定不同的几何刚度。
与附加模块 RF-/STEEL (RFEM 5/RSTAB 8) 相比,在 RFEM 6/RSTAB 9 的应力应变分析模块中增加了以下新功能:
- 杆件、面、实体、焊缝的处理(两个和三个面之间的线焊连接,以及随后的应力设计)
- 应力、应力比、应力幅和应变的输出
- 根据指定的材料或用户定义的输入来限制应力
- 通过可自由分配的设置类型来单独指定要计算的结果
- 非模式化的结果详细信息,附有公式显示以及杆件截面上的结果显示
- 输出使用的验算公式
完成计算后,程序会自动处理结果。 程序会按截面、杆件/面、实体、杆件集、x 位置等显示最大应力和利用率。 除了表格显示结果值外,还可以图形显示截面以及应力点、应力图和相关数值。 利用率适用于各种应力。 在 RFEM/RSTAB 模型中当前位置会被高亮显示。
除了表格外,程序还提供图形方式显示结果。 用户可以选择以图形方式来检查应力和利用率, 并手动调整颜色和数值的显示。
通过在杆件或杆件集上显示结果图,可以有针对性地对结果进行评估。 对于每个设计位置,用户可以打开相应的对话框来检查与设计相关的截面属性以及任何应力点的应力分量。 最后,可以选择打印相应的图形,包括所有设计计算细节。
您知道吗? RFEM 中使用了非线性材料模型来计算砌体结构。 它基于 Lourenco 方法, 砌体结构模型可以对砌体结构的力学行为和不同的破坏机制进行描述和建模。
对极限参数的选择使得所使用的设计曲线与标准的设计曲线相对应。
特征值分析有以下几种方法:
- 直接法
- 直接法(Lanczos 迭代法 [RFEM]、特征多项式的根 [RFEM]、子空间迭代法 [RFEM/RSTAB]、转换反幂法 [RSTAB])适用于中小型模型。 只有在您的计算机有大量内存的情况下才可以使用这些快速的求解方法。
- ICG 迭代方法(不完全共轭梯度)
- 这种方法占用内存很小。 一个接一个地计算特征值。 可用于计算具有很少特征值的大型结构体系。
使用“结构稳定性”模块,可以使用增量法进行非线性稳定性分析。 并且对非线性结构也给出了接近真实的计算结果。 临界荷载工况的临界荷载系数是通过逐渐增加荷载工况的荷载直到达到不稳定状态来确定的。 荷载增量考虑了材料的非线性,例如失效的杆件,支座和地基的非线性。 在附加荷载作用下可以对最后一个稳定状态进行线性稳定性分析,以确定最佳的稳定性模态。
与模块 RF-STABILITY (RFEM 5) 和 RSBUCK (RSTAB 8) 相比,在 RFEM 6/RSTAB 9 中增加了以下新功能:
- 作为荷载工况或荷载组合的属性选项激活
- 通过组合向导自动激活多种荷载状况的稳定性计算
- 根据用户定义停止增加荷载
- 振型标准化修改无需重新计算
- 结果表带有筛选功能
砌体结构的计算按照非线性塑性材料法则。 如果在任何一点所承受的荷载大于可能要承受的荷载,那么结构体系内部就会发生重分布。 这样的作用只是为了恢复力的平衡。 在成功完成计算后,再进行稳定性分析。
首先程序显示临界荷载系数。 然后用户可以对稳定性进行评估。 对于包含杆件的模型,在表格中会显示杆件的有效长度和临界荷载。
用户可以使用其他结果窗口按节点、杆件和面检查振型。 用户可以通过特征值的图形来评估屈曲行为, 以便轻松找到解决方案。
- 计算主应力和基本应力、膜应力和剪应力以及等效应力和等效膜应力
- 几乎对任意形状的结构构件进行应力验算
- 计算等效应力可按不同假设:
- 形状改变比能假设 (von Mises)
- 剪应力假设 (Tresca)
- 正应力假设 (Rankine)
- 主应变假设 (Bach)
- 选择优化面的厚度并且导入到 RFEM
- 应变结果输出
- 可表格、可图形显示各应力分量和利用率
- 表格中提供实体、面、线和节点的筛选功能
- 横向剪切应力按 Mindlin、Kirchhoff 或自定义
- 面之间连接线上的焊缝应力分析(见产品功能)
您的设计成功了吗? 我们将为您提供更多的帮助。 RFEM 提供了丰富的功能。 程序会计算出砌体结构面上的最大应力,并可以显示在每个有限元网格点的详细结果。
此外,还可以插入剖面,以便对各个区域进行详细评估。 显示屈服面积可以用于估算砌体结构中的裂缝。
可以肯定的是,在任何项目的结构规划中,成本都是一个重要的考虑因素。 遵守有关排放估算的规定。 模块“优化和成本/CO2排放估算”可以帮助您在大量的规范和选项中找到合适的使用方法。 它使用粒子群优化算法 (PSO) 的人工智能技术 (AI) 为参数化模型和块寻找正确的参数,确保符合通常的优化准则。 另一方面,该模块可通过为结构模型的每种材料指定单价或排放量来估算整个模型成本或二氧化碳排放量。 有了这个模块,
如果程序中存在荷载工况或荷载组合,则程序会激活稳定性计算, 对于初始预应力,您可以定义另一个荷载工况。
那么用户需要指定是进行线性还是非线性分析。 根据不同的应用情况,可以选择一种直接的计算方法,例如 Lanczos 方法或 ICG 迭代法。 不集成在面上的杆件通常显示为带有两个有限元节点的杆件单元。 这样的单元不能计算单个杆件的局部屈曲。 这就是'这就是为什么您可以选择自动划分杆件的原因。
- 通过弹塑性材料模型计算应力
- 可对砌体整体结构模型或单个砌体构件进行设计
- 自动计算墙体和楼板的连接刚度
- 拥有庞大的材料数据库,奥地利市场上几乎所有块体和砂浆产品(产品范围不断扩大,也适用于其他国家)
- 根据欧洲规范 6 自动确定材料参数 (ÖN EN 1996-X)
- 可以进行静力非线性分析(Pushover 分析)
用户可以直接在 RFEM 中输入结构模型并进行建模。 该砌体材料模型可以与所有常见的 RFEM 设计模块结合使用。 并且在设计整个建筑模型时都可以考虑砌体结构的问题。
程序根据您输入的材料数据自动确定计算所需的所有参数。 然后,最终为每个有限元单元生成应力-应变曲线。
- 计算由杆件、壳和实体单元组成的模型
- 非线性稳定性分析
- 选择考虑初始预应力引起的轴力
- 四种方程求解器高效的计算不同的模型
- 在 RFEM/RSTAB 中考虑刚度调整
- 按照用户定义的荷载增量系数(Shift-Methode)计算稳定性图形
- 选择计算非稳定模型的振型(用于找出不稳定的原因)
- 显示稳定性图形
- 缺陷的确定基础
- 一般应力验算
- 自动从 RFEM/RSTAB 导入内力
- 完全集成于 RFEM/RSTAB 中的应力、应变和利用率的图形和数值输出
- 用户定义极限应力
- 用于设计计算的类似构件汇总
- 针对图形输出提供各种自定义选项
- 结果表格输出清晰,便于快速查看
- 完整的计算文档(包括所有公式),可轻松追溯计算结果
- 输入工作少,效率高
- 可根据需要详细设置计算选项
- 灰色区域显示不重要的数值范围(见产品功能)
使用模态相关系数(MRF)可以判断构件是否发生了屈曲。 其计算是基于每个构件的相对弹性变形能。
通过模态相关系数可以区分局部和整体屈曲模态。 如果结构中多个构件的模态相关系数的值很大,比如大于 20%,则很可能会发生整体失稳或局部失稳。 如果某一屈曲模态的所有模态相关系数的总和约为 100%,则可能出现局部失稳现象(例如单个构件屈曲)。
此外,模态相关系数还可以用于,例如在稳定性分析中来确定杆件的临界荷载和等效屈曲长度。 如果构件的 MRF 值较小(例如<20%),则不考虑失稳。
MRF 值显示在有效长度和临界荷载(按振型)结果表中,该表可通过“稳定性分析” -- “结果(按杆件)” -- “有效长度和临界荷载(按振型)”获得。
有两种方法可以用于优化过程,一种是根据重量或变形准则找到最优参数值。
计算时间最短的最有效方法是近自然粒子群优化方法(PSO)。 您听说过或读到过吗? 这种人工智能 (AI) 技术的应用很好地模拟了成群的动物在寻找落脚点。 在这样的群中,您会发现许多喜欢待在一个团中并跟着大团移动的个人(参见优化解决方案 - 例如重量)。 假设每个群成员都需要在最佳位置停留(参见最佳解决方案-例如最低重量)。 随着越接近停止位置,位移的需求越大。 因此,空间的属性也会影响空间群的行为(参见结果图)。
为什么来这里探索生物? 非常简单 - RFEM 或 RSTAB 中的 PSO 过程以类似的方式进行。 程序开始时会随机分配需要优化的参数,得到一个优化结果。 它会根据以前进行的模型突变的经验,通过改变参数值反复确定新的优化结果。 该过程一直持续到达到指定的数量的可能的模型突变。
作为这种方法的替代方法,程序还为您提供了一种批处理方法。 该方法会尝试通过随机指定优化参数值来检查所有可能的模型突变,直到达到预先设定的数量。
在计算模型突变后,两种变体还会检查相应模块激活的设计结果。 此外,如果利用率<1,他们还会保存变量以及相应的优化结果和优化参数的赋值。
您可以由各种材料的总成本和排放量确定估算的总成本和排放量。 材料总数由杆件、面和实体单元的重量、体积和面积的部分材料组合得出。
- 人工智能技术(AI): 粒子群优化算法 (PSO)
- 按照最小自重或变形对结构进行优化
- 可以使用任意数量的优化参数
- 指定可变范围
- 优化截面和材料
- 参数定义类型
- 优化 | 升序或优化 | 下降
- 参数化模型和块的应用
- 基于规范的 JavaScript 技术对块进行参数化设置
- 根据设计结果进行优化
- 表格显示最佳模型突变
- 实时显示优化过程中的模型突变
- 通过给定的单价建模成本估算
- 通过估算 CO2当量实现模型时,确定全球升温潜能值 GWP
- 可以指定重量、体积和面积的单位(价格和 CO2 e)
您知道吗? 在 RFEM 和 RSTAB 中的结构优化是参数化输入的补充。 这是一个并行的过程,与实际的模型计算以及所有的常规计算和设计定义并行。 该模块假设您的模型或块是在参数化环境下建立的,并且整体受“优化”类型的全局控制参数控制。 因此这些控制参数有一个下限、一个上限,以及一个优化范围的步长。 如果要为控制参数找到最优值,则必须在选择优化方法(例如粒子群优化)时指定优化准则(例如最小重量)。
在材料定义中已经可以找到成本和CO2排放量的估算信息。 您可以在每个材料定义中单独激活这两个选项。 该估算基于杆件、面和实体的单位成本或单位排放。 表格中的单位是重量、体积还是面积。
- 截面优化
- 将优化后的截面导出到 RFEM/RSTAB
- 设计任意 RSECTION 薄壁截面
- 显示截面的应力图
- 计算正应力、剪应力和等效应力
- 输出各杆件内力的应力分量
- 详细输出所有应力点的应力
- 计算每个应力点的最大 Δσ(例如疲劳验算)
- 以彩色显示应力和利用率,便于用户快速识别临界区或超限区
- 输出物料列表
石头上砌筑的技术在建筑学中有着由来已久的传统。 使用 RFEM 的砌体设计模块,您可以使用有限元法对砌体结构进行设计。 该模块是作为研究项目 DDMaS - 砌体结构设计数字化的一部分而开发的。 在这里,材料模型以宏观建模的形式来表现砌块和砂浆材料组合的非线性行为。 您想了解更多吗?
这两种优化方法有一个共同点: 在优化过程结束时,它们会根据存储的数据为您提供模型突变列表。 其中包含控制优化结果的详细信息以及相关的优化参数的赋值。 该列表按降序排列。 顶部显示的是假定的最佳解决方案, 该方案的优化结果及其确定的赋值最接近优化准则。 所有模块计算结果都显示利用率小于 1。 此外,在分析完成后,程序会自动为全局参数列表中的优化参数设定最优解的赋值。
在“材料”对话框中,您可以找到“造价估算”和“CO2 排放量估算”选项卡。 在选项卡中显示了估算的单位重量、单位体积和单位面积所指定的杆件、面和实体的总和。 此外,还显示了所有分配的材料的总成本和排放量。 这样可以让您更好地了解项目。