חבילת התוכנה של RISA היא מרכיב מרכזי במשרדי הנדסה מבניים ברחבי העולם, פרס על הגמישות שלה במודל התנהגויות מורכבות.אחד החזקים ביותר שלה - ולעתים קרובות בשימוש - יכולת היא תכונה חומרים מותאם אישית מחוץ לקופסה, RISA כולל ספריות עבור חומרים מבניים כגון A36 פלדה, 4000 psi בטון, ו דאגלס קרינת אש.

למה חומרים מתאימים חשובים

ספריות חומרים סטנדרטיות בנויות סביב ערכי Code-minimum והגדרות ציון טיפוסיות.כאשר אתה דוחף מעבר לגבולות אלה - מציג פלדה עם כוח תשואה של 65 ksi במקום 50 ksi, או מודל של FRP עוטפת עם קשיחות אורת-אוטרופית - התוכנה זקוקה קלט מפורשת ללא תכונות מותאמות אישית, ניתוח תוצאות יכול להיות בלתי-מספקטיבי (באמצעות חומרים רכות) או חומרים לא-מתאים (מתקניים) או תכונות סטנדרטיות) באופן קבועות (מתאים).

זרימת עבודה: Defining a Custom Materials in RISA

RISA מציעה שני כלים הקשורים להגדרה חומרית: תקן סטנדרטי:0Material EditorFIRLT:1 (זמין ב RISA-2D, RISA-3D, ו RISAFloor) והעורך המתקדם יותר (FLT:2Custom Materials DefinitionFLT 3 בתוך מודולי הנכס.

  1. (ב) פתח את העורך החומרי.FLT:1 מהתפריט הראשי, בחר את ה-FLT:2 (Properties > עורך החומרים של ההרחבה 3) או לחץ על כפתור החומרים על הסובר.זה פותח דיאלוג שבו אתה יכול להציג את כל החומרים המוגדרים מראש.
  2. (ב) [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]]][ה]]]][ה]]]][ה]]]]][ה]]]] ל[ה'[ה]'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ב'], [ה'], [ה'[ה']']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ב'[ב']'[ה']']'[ב'[ה']'[ה'[ה'
  3. (ב) (ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]
  4. פומפסון ( ⁇ )
  5. Shear Modulus (G) - חישוב אוטומטי מ E ו ⁇ , אבל אתה יכול להתגבר על מקרים אורתאוטרופיים.
  6. דחיינות (משקל לנפח יחידה) – קריטית עבור מסה סיסמית ומשקל עצמי.
  7. ה-Rirmal הרחבה coefficient (α) - נדרש שילובי עומס תרמיים.
  8. (ב) [ה]] [ה]] [ה]], [ה], [ה]], [הערכים האלה] שולטים בבדיקות עיצוב מבוססות קוד (AISC, ACI, NDS וכו']: FLT:2FLT:2FLT 3Yield Stress (Fy) for Steel, or דחיסה של כוח (f'c) עבור בטון.
  9. כוח רב-עוצמה (Fu) לפלדה
  10. ניתן לערכי לחץ עבור עץ או אלומיניום.
  11. שינויים של קרע עבור בטון.
  12. (ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  13. סטרין מקשה על שיטות או על Modulus שיזוף.
  14. השפלה תלויה בטמפרטורות (creep,רגיעה).
  15. אורתטרופי או ערכי נוקשות אנזוטרופיים (למשל, עבור תרכובות).
  16. יחס דמיון לניתוח דינמי.
  17. (ב) ויקרא י"א: "ה' אלקים" (ב) ו[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]

עבור חברים הדורשים אוריינטציה חומרית ספציפית (כגון מבוללת עם זוויות ply שונות), ייתכן שיהיה עליך להגדיר FLT:0Custom Cross סעיף 1FLT:1 או להשתמש ב-FLT:2Composite סעיף BuilderFLT 3 ב RISA-3D, אשר מאפשר שכבת חומרים עם תכונות אישיות.

הבדלים מרכזיים בין סוגי החומר

RISA מקטנת חומרים על ידי התנהגות מבנית: isotropic, Orthotropic, ו anisotropic. רוב פלדה ו קונקרטית מטופלים כמו Isotropic (הפרוזה בכל הכיוונים) טיםבר, FRP, ורכיבים מודרניים מכוסים במידה מספקת אותרפי (נוקשות שונה לאורך דגנים / עיפרון) כאשר אתה בוחר "Wood" או "FRP" כמו חומר בעורך, נוסף, לדוגמה, עבור כמה מקבילה, כדי לקבל טיפול גרפי, כדי לקבל טיפול גרפי, כדי לקבל טיפול גרפי, 3 סגסוגת).

תכונות מתקדמות לניתוח לא ליניארי

ניתוח ליסטי קואר הוא ברירת המחדל ב- RISA, אבל עבור עיצוב סיסמי, ניתוח דחיפה או פרטים הקשורים, אתה צריך הגדרות חומרים לא לינאריות. העורף החומרי מותאם אישית מספק מספר מודלים לא לינאריים:

  • (FLT:0) ,Elastic-Perfectly פלסטי:IRLT:1 (מודל פשוט ביותר לא ליניארי) , Define מניב לחץ ולשמור על נוקשות לאחר הליביד אפס. Common for Steel beams under bending.
  • (FLT:0) Strain Harding: 1FLT) Define a bi ליניארית או tri ליניארית עם קשיחות קשיחה מוגדרת (לעתים קרובות 1–2% של E) משפר את הדיוק של מסגרות פלדה עובר עיוות גדול.
  • (FLT:0)Concrete damage plasticity או Tension Stiffening:FLT:1 for קונקרטי, קלט את עקומת הלחץ הדחוס (Hognestad, Kent-Park, או User-oriented) וגורם לנוקשות מתח ללכוד התנהגות לאחר צבירת לחץ.
  • (FLT:0) Temperature-Dependent Yieldural:FLT 1 משמש לניתוח אש.RISA מאפשר להגדיר גורמי הפחתה של כוח בנקודות טמפרטורה דיסקרטיות.
  • (FLT:0) Hysteretic Damping: FLT:1 עבור ניתוח דינמי לא לינארי, אתה יכול להקצות יחס לחות חומר המשתנה עם mplitude זנים.

כאשר קלטו עקומות לא ליניאריות, השתמש מספיק נקודות כדי ללכוד את הצורה אבל להימנע לקפוץ פתאומי שגורם בעיות התכנסות.מינימום של 5-7 נקודות עבור הענף הדחוס וזרוע רכך למתח מומלץ תמיד להפעיל ניתוח ראשוני על אלמנט אחד כדי לאמת את התגובה (למשל, ליישם עומס מונוטוני ומתח מעודן לעומת זן).

המונחים: nonlinear Custom Materials

צעד מכריע שמהנדסים רבים מדלגים הוא אימות החומר מותאם אישית נגד חישוב מבחן ידוע או יד. ליצור מודל קטן ב RISA - רכיב truss יחיד או עמודה קצרה - וליישם עומס שידחוף את התשואה החומרית בעבר. השוו את עקומת הניתוק בכוח עם חישובים ידניים או נתונים שפורסמו.בדיקה זו תופסת שגיאות ביחידות קלט (למשל, כניסה ל ksi כאשר מודל משתמש psi) או לא מכווץ.

[ה]הרש"ל:0] ניתן לייצא לרשימה המתבוללת>מאטורית סטרינסל 1 ו-FLT:2Material StressFLT 3:3 כדי לאמת את מצב כל נקודת האינטגרציה.אם באמצעות מודל קונקרטי, להבטיח את הכוח הדחוס מגיע ל-Fc שצוין בזן הנכון (בדרך כלל 0.0020.003) אם יש לאמת את התוספת הרצויה בדגם הזה, אם יש לוודא את הפחתת לחץ הפחתת לחץ הני.

יישומים מעשיים: חומרים מיוחדים

תכונות חומריות מכס לזרוח בפרויקטים הדורשים ביצועים מעבר לקודים טיפוסיים.כאן שלושה תרחישים משותפים עם הדרכה של צעד אחר צעד.

1. סיבים-Reinforced Polymer (FRP) Wraps

FRP משמש לפסוח עטוף חיזוק, סלאב רטרופיטס, ודבורה של קרן FRP היא אורתאוטרופית: חוזק גבוה ונוקשות לאורך כיוון הסיבים, נמוך מעבר לכך.ב-RISA, מגדיר את החומר כ"אחר" או "FRP" ולהגדיר:

  • E1 (Longitudinal): 20,000-30,000 ksi (סיבים פחמן).
  • E2 (Transverse): 1,500-2,000 ksi.
  • G12: 800-1,000 ksi
  • יחסו של פומפסון ⁇ 12: 0.2–0.3.
  • לחץ על סיבים האולטימטיביים בכיוון סיבים: 350-550 ksi.
  • כשלון צמיגים: 1–2%

מכיוון ש-FRP הוא כמעט אלסטי לינארי לכישלון, אין צורך בפלסטיקה.עם זאת, עבור רטרופיטה סיסמית, ייתכן שתרצה להקצות יחס לחות קטן (1–2%).כסימן את החומר לאלמנטים או לחלק עטוף באמצעות סעיף Composite Builder.להבטיח את הנטייה הסיבים תואמים עם הציר המקומי של האלמנט (בדרך כלל מקומי 1-2xes).

2. High-Strength Steel with Strain Harding

פלדה כגון A572 כיתה 65, A913 כיתה 65, או ASTM A1085 עבור חלקי HSS דורשים זנים מותאם אישית Fy ו- Fu. עבור עיצוב מבוסס ביצועים (למשל, FEMA P-695), תצטרך גם את כוח התשואה הצפוי (Ry*Fy) וצפו Tenile כוח (Rt *) ב RISA, ליצור כפול של A992 פלדה ושינוי טבעי עבור מדרון / 0xi) ללא צורך מיידי (Ric) עם ירידה) עם ירידה מהירה (Ric פלדה) ללא צורך ב- 100) ו- 0.

טיםבר (CLT) עם Orthotropic Properties

CLT הוא עץ מורכב עם שכבות אורטוקונים. ב RISA, סוג חומר נבחר "Wood" ולאחר מכן לשנות את התכונות תלויות אוריינטציה:

  • מקבילה לגרגר (E0): 1,800,000 psi עבור SPF טיפוסי.
  • E90): 85,000 psi.
  • Shear Modulus G: 120,000 psi.
  • לחץ מכווץ (Fb) מבוסס על התאמות NDS.

מכיוון ש- CLT הוא לעתים קרובות מודלק באמצעות אלמנטים קליפה, עליך להגדיר מעטפת שכבתית או להשתמש ב- Composite מדור בונה שבו כל שכבה יכולה להיות אוריינטציה חומרית משלה. RISA 3D מאפשר לך להקצות זווית חומר מקומית לכל פיה על ידי שימוש בפרמטר "Ply זווית" בהגדרה המבשרת.

Best Practices for Reliable Results

שימוש בחומרים מותאמים אישית מציג אחריות נוספת.עקוב אחר הנחיות אלה כדי להימנע משגיאות:

  • (FLT:0) מקור הנתונים מההתייחסויות המובטחות.FLT:1rea השתמש בנתוני היצרן, תוצאות בדיקה שפורסמו, או ערכי קוד-recognized (למשל, AISC 360, ACI 318, NDS) עבור חומרים מורכבים, מתייחס ל- ASCE41 או ICC-ES Assessment דוחות.
  • (FLT:0) ,Maintain קובץ ספריה חומר.FreaLT:1 ), RISA מאפשר לך לייצא את הספרייה החומרית הנוכחית לקובץ .xml.חסוך קובץ זה כסטנדרט של חברה, כך שאותן חומרים מותאמים אישית משמשים על פני פרויקטים.
  • (FLT:0) יחידות עקביות של FLT:1 RISA עובד ביחידות רגילות או מטריות בארה"ב. Double-check כי הערכים שאתה קלט מתאימים למערכת היחידות של המודל שלך.טעות נפוצה נכנסת E ב psi כאשר המודל מוגדר לקסי (בכפוף ל- 1000).
  • (FLT:0)Test על מודל משנה.FLT:1 לפני הפעלת ניתוח בניין מלא עם 10,000 אלמנטים, ליישם את החומר מותאם אישית מסגרת שני-בי-בי-איי פשוטה או עמודה אחת. החלת כוח הכבידה ועומסים מאוחר יותר ובדוק סטיות ולחצים.
  • (FLT:0) ביצוע כל הפרמטרים המותאמים אישית.FLT:1 לשמור על פתק עיצוב נפרד (או גיליון בתוך מודל RISA) המרשם כל חומר מותאם אישית עם המקור והתאריך שלו.זה בלתי ניתן לערעור במהלך סקירת עמיתים וכאשר הוא מחזר את המודל חודשים מאוחר יותר.
  • תכונות עדכניות עם נתונים חדשים.FLT:1 תכונות חומריות יכול להשתנות עם הזמן עקב וריאציות אצווה או סטנדרטים מתוקנים. Revisit ספריית המותאמות אישית שלך לפחות שנה ולהתאים לפי הצורך.

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

אפילו מהנדסים מנוסים יכולים להיכשל כאשר מגדירים חומרים מותאמים אישית.כאן שגיאות ותיקוןים תכופים:

  • (FLT:0) מעוקלות לא מתאימים לנתונים ניסיוניים.BuildFLT:1) משתמשים רבים קלטו עקומה טרי ליניארית עם ירידה פתאומית לאחר האולטימטיבי, מה שגורם לאי יציבות מספרית במקום, משתמשים בזרוע יורדת חלקה או להוסיף יכולת מתוחה מפלסטיק גדולה (למשל, 5% עבור בטון) לשיפור ההתכנסות.
  • (FLT:0) אבחון של חומרים אורתאוטרופיים.FLT:1 אם אתה מגדיר ערכים E שונים אבל להשאיר את G כמו ברירת המחדל (המפורט מנוסחת איזוטרופיה), הניתוח יהיה תחת עיוותים חמורים.תמיד קלט G במפורש עבור חומרים אורתטרופיים.
  • (FLT:0) שימוש בחומרים מותאמים אישית ב- Code Checkly.Build.ear.FLT ( 1 RISA של מודולים עיצובים של RISA (למשל, עיצוב פלדה ל- AISC) השתמש בערכי הכוח החומריים המוקצה באופן שגוי.אם אתה מגדיר Fy ל-65 ksi, אך החבר הוא סעיף W-סעיף שמופיע רק כ- A992 במסד הנתונים, RISA עדיין עשוי להשתמש ב-Fminal Fmini) כדי להבטיח את ה-C) כדי להגדיר תכונות מסוימות.
  • (FLT:0) כתב חומרים קיימים.FLT:1 במקום לשנות חומר מובנה (למשל, A992 Gr50), לשכפל אותו ושמה מחדש.זה משמר את ברירת המחדל המקורית ומונע שינויים מקריים למודלים אחרים שעשויים להשתמש בשם החומרי הזה.

הרחבת ה Capabilities שלך עם זרמי עבודה משולבים

(ה) ניתן למנף את התכונות החומריות של RISA כאשר משולבות עם כלי תוכנה אחרים.לדוגמה, תוכל לייצא הגדרות חומר ל-FLT:0RISAConnectionof 1 להקשר עם אותו כוח פלדה, או לייבא נתונים חומריים מ-FLT:2MATLABFLT 3 או F:4PythonphalphF:5 באמצעות מודל הפיכה מותאם אישית, כדי להגדיר מודלים סטנדרטיים של טיפול פסיכולוגי, או עיבוד של מודלים של טיפול פסיכולוגי, אשר ניתן להגדיר מודלים מתקדמים ל- API.

משאבים חיצוניים להדרכה נוספת כוללים:

  • (ב) ,0)RISA עזרה רשמית לתיעוד 1 של מידע (FLT) - מדריכים מפורטים של משתמשים עבור עורך חומרים.
  • המכון האמריקאי לבנייה פלדה (AISC) ראט" 1 (For Steel Materials) ו- For Steel Materials Properties and Expectיפיות.
  • המכון האמריקאי לטיהור (ACI) ReveFLT:1 (עבור מודלים של לחץ קונקרטי, במיוחד ACI 318.

מסקנה

תכונות חומריות מכס ב- RISA אינן רק תכונה נישה – הן חיוניות להנדסת מבנים מודרניים שבו ספריות סטנדרטיות אינן מספיקות. על ידי שליטה על זרימת העבודה מקלט בסיסי להגדרות לא לינאריות מתקדמות, אתה יכול מודל כל דבר מפלדה גבוהה סטרית ועד אורתאוטרופיות עם ביטחון.המפתח הוא אימות קפדני, תיעוד עקבי, ולמידה רציפה.