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  1. Selecting the nonlinear analysis in RF-DYNAM Pro - Nonlinear Time History

    RF-/DYNAM Pro - 非线性时程分析 | 计算

    使用 RFEM 计算
    非线性时程分析方法通过模块为用户提供的非线性 Newmark 隐式分析 (仅 RFEM) 或者显式分析求解器实现。上述两种方法均为对时间的直接积分方法。隐式分析求解方法需要足够的微小时间步长,以满足计算精度要求。显式分析求解器可以自动确认需要的时间步,以保证计算结果稳定。显式分析求解器主要用于短暂的激振工况,例如用于分析脉冲荷载或者爆炸荷载。

    使用 RSTAB 计算
    非线性时程分析方法通过显式分析求解器计算实现。该方法是一种直接的时间积分方法,并且可以自动确认需要的时间步,以保证计算结果的稳定性。

  2. 时程分析图表(在振动应力作用下瞬时拉杆失效)

    RF-/DYNAM Pro - 非线性时程分析 | 计算结果

    集成在主程序 RFEM 或者 RSTAB 中的附加模块 RF-/DYNAM Pro 可以输出由 RF-/DYNAM Pro – 非线性时程分析所计算的数值和图形计算结果。除此之外在模块中还可以使用在 RFEM-/RSTAB 中的全部图像显示选项。时程分析方法的计算结果同样可以显示为一个时程关系曲线。

    软件最终将输出与时间相关的计算结果,其数值计算结果可以输出到 MS Excel 文件中。结果组合也可以进行导出,用户可以选择由单个时间步合成结果或者从全部时间步中过滤出最不利的计算结果进行导出操作。

  3. 非线性计算的材料属性

    RF-CONCRETE NL | 输入

    RF-CONCRETE Surfaces:

    验算正常使用极限状态时可以选择激活非线性方法进行计算,用户可以在非线性计算对话框中选择各种需要进行的验算,并且可以单独选择计算时使用的混凝土和钢筋的应力应变曲线,迭代过程能够由设置的收敛精确度控制参数、迭代最大数、截面高度方向上的划分层数、阻尼系数等因素影响。

    程序在进行验算时可以对结构模型中的每个面或者一组面设置不同的正常使用极限状态极限值,验算容许的极限值定义包括最大变形、最大应力以及最大裂缝宽度,定义最大变形值时应该预先定义变形计算参照于变形系统或者是非变形系统。

    RF-CONCRETE Members:

    承载能力极限状态计算以及正常使用极限状态验算时都可以选择激活非线性方法进行计算,计算时可以选择考虑不同的混凝土裂缝之间的受拉强度或者受拉刚化效应准则,迭代过程能够由设置的收敛精确度控制参数、迭代最大数、截面高度方向上的划分层数、阻尼系数等因素影响。

  4. Material model - isotropic nonlinear elastic

    产品特性

    附近模块 RF-MAT NL 提供下列材料模型用于建模:

    各项同性塑性 1D/2D/3D 和各项同性非线性弹性 1D/2D/3D

    这里可以选择 3 种不同的定义类型供用户选择使用:

    • 基本(定义等效应力,材料塑性发展阶段)
    • 双折线(定义等效应力,材料强化阶段)
    • 曲线:
      • 定义多折线形应力-应变曲线
      • 选择保存/导入曲线
      • 与 MS Excel 接口
    正交各向异性塑性 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)

    在此材料模型中,可以在两轴和三轴方向上定义不同的材料属性(弹性模量、抗剪模量、泊松比)以及材料的极限强度(抗拉、抗压、抗剪)。

    各项同性砌体材料 2D

    可以设置极限抗拉应力 σx,limit and σy,limit 以及强化系数 CH

    各项同性损伤模型 2D/3D

    此材料模型允许定义和使用不对称的应力-应变曲线。在应力-应变曲线中任何一步的弹性模量 E  可以通过公式 Ei = (σii-1) / (εii-1) 进行计算。

  5. 墙的弹簧刚度

    杆件和支座非线性

    在杆件端部的铰节点(屈服、撕裂、滑移等)和支座(附加摩擦)可以添加非线性,此外还可以在特定的对话框中添加和设置柱子与墙的几何条件并且可以计算其支座弹簧刚度。
  6. 非线性内力计算

    RF-CONCRETE NL | 设计

    RF-CONCRETE Surfaces:

    计算非线性变形需通过在迭代过程中考虑开裂和未开裂状态下的刚度进行,钢筋混凝土结构在进行非线性建模时必须计算与面的厚度相关的材料本构关系,因此钢筋混凝土面应划分为一定数目的有限元层并计算相应的截面高度。

    计算中使用的钢筋平均强度依据 JCSS 委员会公布的 "Probabilistic Model Code" 中的规定,在此用户还可以使用钢筋强度曲线的极限抗拉强度发展阶段(曲线上升段至塑性区域)。混凝土材料的本构关系通过混凝土受压和受拉强度应力应变曲线控制,混凝土受压强度曲线可以选择使用抛物线形和抛物线矩形的应力应变曲线,混凝土受拉侧的抗拉强度可以设置为无效,也可以选择线性弹性曲线、CEB-FIB Model Code 90:1993 中规定的曲线,以及考虑裂缝之间的受拉刚化效应的混凝土残余受拉强度。 

    在验算正常使用极限状态时,用户能够选择使用哪一种非线性计算的计算结果:

    • 变形(变形/未变形系统相关的整体、局部)
    • 在 I 和 II 主方向截面上部和下部的裂缝宽度、裂缝深度、裂缝间距
    • 混凝土应力(主方向 I 和 II 的应力和应变)和配筋(应变、面积、截面、混凝土保护层和配筋方向)

    RF-CONCRETE Members:

    杆件结构非线性计算需通过在迭代过程中考虑开裂和未开裂状态下的刚度进行,在非线性计算中应用的混凝土和混凝土钢筋的材料属性是根据极限状态选择的,混凝土裂缝之间的受拉强度(受拉刚化效应)能够通过调整的混凝土钢筋应力应变曲线或者混凝土残余受拉强度作用。

  7. 非线性计算的设置

    RF-CONCRETE NL | 产品特性

    • 由定义的荷载作用下通过确定钢筋混凝土杆件和钢筋混凝土面各自的单元刚度迭代计算非线性变形
    • 钢筋混凝土面结构开裂状态的变形计算(II)
    • 钢筋混凝土受压杆件的一般非线性稳定性验算,例如:按照 EN 1992-1-1 中 5.8.6
    • 裂缝之间的混凝土受拉刚化方法(受拉刚化效应)
    • 按照 EN 1992-1-1:2004 + A1:2014 (EC 2) 计算,以及大量的国家附录 (NA) (见 RFEM EC2)
    • 选择考虑长期荷载作用效应的影响例如:徐变和收缩
    • 钢筋和混凝土应力的非线性计算
    • 裂缝宽度非线性计算
    • 计算详细信息对话框中可以灵活设置计算的一般规定和计算范围
    • 计算结果的输出图形集成于 RFEM 的界面,例如:钢筋混凝土板的变形或挠度
    • 在对话框中可以输出详细的数值计算结果并且可以在结构模型中显示计算结果的图形
    • 计算输出结果完整集成在 RFEM 打印输出报告中
  8. RFEM 中变形阶段 II 的图形结果

    RF-CONCRETE NL | 结果

    计算完成之后非线性计算结果会详细列出在输出表格中,全部计算的中间值都会输入在表格中便于用户检查计算。在 RFEM 中关于利用率、变形、混凝土和混凝土钢筋的应力、裂缝宽度、裂缝深度和裂缝间距等的图形描述快速全面的显示在危险或者裂缝区。

    计算的错误信息或者计算过程的提示便于用户找出计算中的问题,用户还可以由输出的结果检查各个面和点的计算过程和每个中间计算结果。 

    通过选择导出 MS Excel 格式的输入表格和结果表格文件,能够导入到其他相关软件中继续工作。计算输出结果完整集成在 RFEM 打印输出报告中,保证了力学设计计算文件的可检查性。

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