Metoda obliczeń analitycznych
RF-CONCRETE Deflect oferuje metodę obliczeń analitycznych zgodną z DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3. Oznacza to, że zarysowanie lub udział betonu w strefie rozciąganej są określane za pomocą współczynnika rozkładu ζ. Układ konstrukcyjny może znajdować się pomiędzy stanem I (niezarysowany, = 0) a stanem II (zarysowanym, = 1). W module RF-CONCRETE Deflect średnia sztywność jest ostatecznie określana za pomocą współczynnika ζ. Na podstawie tych wartości odkształcenie jest obliczane ponownie. Jednak ze względu na zmianę sztywności nie zostanie przeprowadzone ponowne obliczenie rozkładu sił wewnętrznych. Metoda ta jest zatem nieiteracyjna. Więcej szczegółowych informacji na temat RF-CONCRETE Deflect można znaleźć w rozdziale 2.7 instrukcji obsługi RF-CONCRETE Surfaces [2].
Fizyko-nieliniowa metoda obliczeń
RF-CONCRETE NL oferuje nieliniową fizycznie metodę obliczeń. Obliczenia przeprowadzane są iteracyjnie. Oznacza to, że sztywność jest określana na podstawie obciążenia, które z kolei określa rozkład sił wewnętrznych. To obliczenie jest procesem iteracyjnym. Iteracje są przeprowadzane do momentu osiągnięcia kryterium zbieżności. Dzieje się tak, gdy zmiana sztywności lub zmiana odkształcenia w stosunku do poprzedniego kroku iteracji jest poniżej kryterium zbieżności.
Wewnętrznie element skończony jest wyświetlany warstwowo w przypadku stosowania nieliniowej metody obliczeń, w której do poszczególnych warstw (zbrojenie i beton) są przypisane różne materiały, a poszczególne warstwy betonu mogą mieć różną sztywność podczas obliczeń (zarysowanie betonu).
Szczegółowe informacje na ten temat można znaleźć w instrukcji obsługi RF-CONCRETE Surfaces [2] w rozdziale 2.8.
Porównanie funkcji obu metod
Metoda obliczeń analitycznych | RF-CONCRETE Deflect
Bardzo szybka metoda obliczeniowa, odpowiednia również dla dużych konstrukcji.
Zgodnie z podejściem teoretycznym z normy DIN EN 1992-1-1 [1] 7.4.3, norma ta powinna być stosowana tylko do elementów konstrukcyjnych poddanych zginaniu (płyty).
Pełzanie jest stosowane do całego przekroju jako redukcja modułu sprężystości betonu.
Ze względu na skurcz, określane jest dodatkowe odkształcenie, które zwiększa się wraz z odkształceniami.
Fizyko-nieliniowa metoda obliczeń | RF-CONCRETE NL
Bardzo dokładna i wszechstronna metoda, która nie ogranicza się tylko do elementów konstrukcyjnych poddanych głównie zginaniu (może być na przykład stosowana również w przypadku belek-ścian).
Pełzanie jest stosowane do całego przekroju w strefie ściskania jako redukcja modułu sprężystości betonu.
Skurcz jest uwzględniany wewnętrznie po stronie obciążenia jako odkształcenie, ale w tym kontekście możliwe jest również uszkodzenie spowodowane odkształceniem skurczowym.
Obliczenia te są znacznie bardziej złożone niż metoda analityczna i dlatego wymagają znacznie więcej czasu na obliczenia.
Obszary zastosowania tych metod
Przy podejmowaniu decyzji, którą metodę należy zastosować w określonej sytuacji, istotne są cztery kryteria.
1. Sytuacja obciążenia
W przypadku konstrukcji, w których działają jednocześnie poszczególne elementy konstrukcyjne o różnej sytuacji obciążenia, należy zastosować metodę nieliniową, ponieważ nie ogranicza się ona do elementów konstrukcyjnych poddanych zginaniu. Jednym z przykładów jest strop wspornikowy.
Konstrukcja składająca się głównie z naprężeń w ścianach, ze względu na sytuację obciążenia, również powinna zostać przeanalizowana metodą fizyczno-nieliniową z RF-CONCRETE NL. Przykładem może być belka-ściana.
2. Rozmiar konstrukcji
W przypadku dużych konstrukcji zaleca się unikanie metody fizyczno-nieliniowej, ponieważ wymaga ona dużo czasu obliczeniowego.
3. Wymagana dokładność
Jeżeli dla potrzeb analizy wizualnej wymagane jest przeprowadzenie obliczeń odkształceń zgodnie z DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (4), wystarczająca może być prostsza metoda analityczna, i musi to być unikanie wyboru niepotrzebnie dokładnej metody obliczeń.
Jeżeli obliczenie odkształceń zgodnie z DIN EN 1992-1-1[1] 7.4.1 (5) ma zostać przeprowadzone, aby uniknąć uszkodzenia sąsiednich elementów konstrukcyjnych, lub jeżeli konieczne jest przeprowadzenie obliczeń odkształceń być zwymiarowanym, warto przyjrzeć się bliżej w związku z celami obliczeniowymi. W pewnych okolicznościach może być istotne nie tylko, aby wyznaczona wartość odkształcenia była mniejsza niż wymagana wartość graniczna, ale także aby odkształcenie zostało określone tak dokładnie, jak to możliwe.
4. Uwzględnianie efektów specjalnych
Skurcz jest tu szczególnie istotny. Podczas gdy w RF-CONCRETE Deflect określana jest dodatkowa krzywizna spowodowana skurczem, skurcz może być uwzględniony bardziej precyzyjnie, stosując metodę fizyczno-nieliniową. W module RF-CONCRETE NL skurcz jest uwzględniany wewnętrznie po stronie obciążenia jako wydłużenie i może prowadzić do dodatkowej krzywizny lub dodatkowych efektów z uwagi na utwierdzenia w konstrukcji. Skurcz może z kolei prowadzić do zarysowania betonu. W tym kontekście ważne jest, aby wyświetlić podpory jak najdokładniejsze, w szczególności podpory poziome.
Ponadto, w przypadku stosowania obliczeń fizyczno-nieliniowych, możliwe jest określenie dodatkowej wartości dla kierunku szerokości rys. Dzięki ułożeniu warstw w elemencie można określić i wyświetlić głębokość rys.