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2022-04-22

RFEM 6 - 砌体结构建模

RFEM 6 中的砌体结构设计模块采用有限元法对砌体结构进行建模和分析。 该程序可以对复杂的砌体结构进行建模,并进行静力和动力分析。 您可以在 RFEM 6 中直接输入和建模砌体结构,并将砌体材料模型与所有常见的 RFEM 模块相结合。 换句话说,您可以设计整个建筑模型以及砌体结构。

实例

本文中展示的结构由钢筋混凝土楼板和砌体墙组成,在 RFEM 6 中建模为面,并设置相应的门洞和窗户(图 1)。 外墙沿全局 Y 轴的长度为 9.880 m,沿全局 X 轴的长度为 9.480 m。 建筑总高度为 6.1 米,

要使用砌体设计模块,请首先在模型的基本数据中将其激活。 在该窗口的规范 I选项卡中也可以选择砌体结构设计规范,如图 2 所示。 RFEM 6 中砌体设计中不同规范和相关国家附录的工作仍在进行中,因此相关数据库将不断扩展。

下一步是定义您要使用的材料。 首先,在材料窗口的基本选项卡中选择砌体材料类型。 除了定义材料以及材料属性(例如弹性模量、容重、热膨胀系数等)外,还需要为材料分配合适的材料模型。

因此,选择正交各向异性塑性材料模型(图 3)作为砌体材料的相关表示法,在计算和尺寸标注方面都符合欧洲规范。

材料窗口的规范分类选项卡中,您可以为所使用的材料组合定义参数。

相关信息可以在制造商的产品目录中找到,也可以在该窗口中进行输入(图4)。 用户可以在荷载作用类别中指定截面的荷载分项系数,以及考虑填充柱顶节点(用于洞口以上过梁的情况)。

根据这些数据,材料模型的参数会自动计算得出,并显示在材料窗口的下一个选项卡中(图 5)。 其中包括 X 和 Y 方向的参数,例如弹性模量、泊松比、极限抗压强度、极限抗拉强度、热膨胀系数等。 因此荷载作用方向必须与墙体局部的 Y 方向一致。

还有另一种定义材料的方法: 然后直接从如图 6 所示材料库中选择。 如果您根据材料类型“砌体”进行过滤,那么可以从 RFEM 6 的数据库中轻松地选择需要的材料,该数据库会不断扩大。 用户可以如图 7 所示显示列表中每种材料的详细信息。


在定义了材料后,就可以创建相应的厚度,如图 8 所示。 除了混凝土板的厚度外,在本例中还为外墙和内墙创建了两个厚度,分别是 380 mm 和 250 mm。 前者的材料是 Porotherm 38 方案, 薄层砂浆 1-3 mm, 后者是 Porotherm 25-38 方案, 薄层砂浆 1-3 mm。

要轻松地将厚度分配给相应的墙,您可以通过创建两个单独的对象选择: 一个用于外墙,一个用于内墙(通过选择感兴趣的对象 → 右键单击 → 创建对象选择)。 如图 9 所示,您还可以看到,墙的局部 Y 轴确实是荷载作用方向。

用户可以轻松地为模型中的外墙和内墙分配相应的厚度。 图10显示了外墙的厚度分配。

在本文中讨论的建模过程中需要特别注意洞口。 这是由于材料的抗拉强度非常低,可能会对上部洞口产生不利影响。

为避免这种情况,用户应定义新的杆件单元,并将其放置在洞口上方,例如门和窗。 如图11所示,在本例中创建混凝土梁,并将其分配给所有门窗的洞口。

结束语

使用“砌体设计”模块,可以在 RFEM 6 中对砌体结构进行建模和设计。 通过材料的非线性来描述砌体结构的承重特性和不同的失效机制,可以展示复杂的砌体结构,并进行静力和动力分析。

在 RFEM 中可以直接输入砌体结构并进行建模;此外,您可以设计与砌体结构相关的整个建筑模型,砌体材料模型可以与所有常见的 RFEM 模块结合使用。 关于其计算过程和结果的评估,我们将在下一篇专题文章中介绍。


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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