Пошаговое руководство по моделированию усиленных бетонных конструкций в Ризе

1.Настройка и настройка проекта

1.1 Выбор правильного шаблона

Начните с выбора шаблона, который соответствует вашему типу структуры - сборка, фундамент или мост. RISA-3D включает в себя модели запуска, которые предопределяют расстояние между сетками, библиотеки материалов и комбинации нагрузки. Использование шаблона экономит время, но проверяет, что блоки и код по умолчанию (например, ACI 318-19, Еврокод 2) соответствуют требованиям вашего проекта. Если шаблон не подходит, начните с нуля и установите свои собственные предпочтения в диалоге настроек модели.

1.2 Единицы, сети и определения истории

Установите последовательные блоки (кипы и дюймы, или кН и мм) перед моделированием чего-либо. Изменение блоков в середине проекта может вызвать ошибки входа. Определите прямоугольную или цилиндрическую систему сетки, которая соответствует вашей архитектурной планировке. Для многоэтажных зданий используйте Story Manager для назначения высот этажа. Это автоматически генерирует параллельные рабочие плоскости, упрощая размещение колонн, стен и плит на каждом уровне.

1.3 Импорт фоновой геометрии

При работе с архитектурными чертежами САПР импортируйте файлы DXF или DWG в качестве эталонных слоев. Заблокируйте импортированную геометрию, чтобы предотвратить случайный выбор. Используйте функции «схватка-сеть» для выравнивания элементов модели RISA с фоном. Этот шаг особенно полезен для изогнутых или нерегулярных планов этажей, где ручной ввод будет утомительным.

2. Определение бетонных и армирующих материалов

2.1 Конкретные свойства материалов

Откройте диалог свойств материала и добавьте новый бетонный материал. Введите указанную прочность на сжатие (f'c) обычно от 3000 до 8000 фунтов на квадратный дюйм для обычных зданий. RISA автоматически получает модуль эластичности (Ec) на ACI 318: Ec = 57 000 √f'c (psi) . Отрегулируйте вес блока при использовании легкого бетона. Определите другие параметры, такие как отношение Пуассона (0,15-0,20) и коэффициент теплового расширения. Для сборных или высокопроизводительных смесей введите пользовательские кривые напряжения-напряжения под вкладкой Non-Linear.

2.2 Свойства армированной стали

Добавить армирующий стальной материал (обычно 60 класс с fy = 60 кси). Укажите прочность на выход (fy), максимальную прочность (fu) и модуль эластичности (Es = 29 000 кси). Для сварной проволочной ткани или высокопрочных стержней введите точные значения из спецификации производителя. Правильные определения материала непосредственно влияют на расчеты проверки на прочность в модулях проектирования.

2.3 Присвоение материалов к элементам

Вместо того, чтобы назначать материалы по одному элементу за раз, группируйте похожие элементы в Наборы элементов. Например, все внутренние колонки могут совместно использовать один набор с одним и тем же бетонным сортом и компоновкой армирования. Это ускоряет объемное редактирование и удерживает модель организованной. Позже, когда вы запустите проверку дизайна, RISA автоматически применит правильные свойства материала к каждому набору.

3. Создание геометрии: балки, колонны, плиты и стены

3.1 Размещение членов на основе сетки

Используйте инструмент Draw Beam/Column для размещения элементов на сетке. Для колонн определите точки начала и конца вдоль вертикальных линий сетки. Для балок проведите чертеж между колоннами или настенными узлами. Держите клавишу Ctrl для ограничения рисования на ортогональные оси. Обратите внимание на ориентацию члена — установите ось I (сильная ось) для колонн, вращая секцию в панели свойств члена. Для наклонных крыш или грабежных балок используйте опцию «Проект для рабочего плана» для поддержания согласованных длин членов.

3.2 Моделирование плит и стен

Слябы и стены создаются как Платины элементы в RISA-3D. Чтобы смоделировать напольную плиту, выберите инструмент «Draw Plate» и выберите угловые узлы каждого залива. Для стен рисуйте пластину вертикально между двумя плоскостями сюжетной работы. Назначьте толщину и материал для каждого элемента пластины. Для двусторонних плит убедитесь, что сетка достаточно усовершенствована, чтобы захватывать распределение моментов — RISA автоматически сетывает пластины при проведении анализа, но вы можете контролировать плотность сетки в соответствии с «Plate Meshing Options». Избегайте чрезмерно грубых сеток, которые могут пропустить пиковые моменты.

3.3 Открытия и сокращения

Для моделирования отверстий в плитах или стенах (лестницы, шахты лифта, окна), используйте инструмент «Draw Opening» внутри пластины. Отверстие снижает жесткость пластины и перераспределяет силы. Для частичного укорочения глубины в стенах (например, открытие балкона), рассмотрите возможность использования нескольких пластин с различными смещениями высоты, а не пытаться создать одну пластину с отверстием. Держите геометрию простой, где это возможно, чтобы уменьшить время выполнения анализа.

4. Присвоение подкрепления конкретным элементам

4.1 Усиление луча и колонны

RISA-3D включает в себя собственный модуль Concrete Design, который измеряет усиление на основе вычисленных внутренних сил. Однако вы также можете определять усиление вручную с помощью диалога «Данные усиления». Для пучков укажите размеры верхней и нижней планки, количество полос и интервал перемешивания. Для столбцов определите продольные полосы и галстуки. Используйте функцию Auto Reinforce, чтобы RISA предложила стартовую компоновку на основе минимальных требований к коду — затем настройте по мере необходимости.

4.2 Укрепление плит

Для плит, армирование определяется на проектную полосу или на пластину. Используйте модуль «Slab Design» для применения ортогональных армирующих наборов (X и Y направления). Укажите крышку, размер планки и расстояние. RISA будет проверять каждый элемент пластины на факторные моменты и сдвига. Запустите команду «Подробности» для создания карты армирования, которая показывает изогнутые формы бара и места круга. Эта карта может быть экспортирована в CAD для рисунков магазина.

4.3 Подробные параметры и покрытие

Установите конкретные значения покрытия в соответствии с условиями воздействия (внутренние, внешние, коррозионные). В предпочтениях «Бетонная детальность» вводимая четкая крышка для каждого типа члена. RISA использует эти значения для расчета эффективной глубины (d) для проверки гибкости и сдвига. Неадекватная крышка может привести к неконсервативным конструкциям, поэтому всегда соответствуйте спецификациям проекта.

5. Определение нагрузочных кейсов и комбинаций нагрузок

5.1 Гравитационные нагрузки (мертвые, живые, наложенные)

Используйте диалог Загрузки для создания падежей нагрузки. Типичные гравитационные нагрузки включают:

• Самовес: RISA может рассчитать это автоматически, если вы присвоите плотность материалам. Переключите «Самовес» в определении корпуса нагрузки.
• Наложенная мертвая нагрузка: Завершение, перегородки, механическое оборудование. Применяется в качестве площадных нагрузок на плиты (например, 20 псф) или точечных нагрузок на балки.
• Живая нагрузка: Загрузка на код (40 psf для жилых помещений, 100 psf для сборочных помещений). Уменьшите живые нагрузки, если это разрешено IBC 1607.10.

Для каждого случая нагрузки выберите направление (положительное или отрицательное) и тип нагрузки (сила, давление, момент). Используйте генератор «Load Combos» для умножения и объединения случаев на ASCE 7-16 (LRFD или ASD). RISA включает в себя код-специфические наборы комбинаций, которые вы можете настроить.

5.2 Боковые нагрузки: ветер и сейсмика

Ветровые нагрузки моделируются как распределенные силы на поверхности стен или точечные нагрузки на диафрагмах пола. В RISA применяют давление ветра в качестве нагрузки площади на элементы пластин, представляющие наружные стены. Для сейсмических нагрузок используют метод Спектр ответов или Эквивалентная боковая сила . Определяйте сейсмический вес (источник массы) и коэффициенты (S_DS, S_D1, R, I_e в ASCE 7. RISA может автоматически генерировать сейсмические сюжетные силы, если вы вводите параметры сдвига и распределения базы. Для динамического анализа импортируйте кривую спектра отклика и запускайте модальный анализ для захвата эффектов более высокого режима.

5.3 Другие грузы: тепло, поселение, строительство

В зависимости от проекта вам может потребоваться смоделировать тепловые градиенты (для бетонных стен, подвергающихся воздействию солнца), дифференциальное урегулирование (применяется в соответствии с предписанными смещениями на опорах) или этап строительства. Используйте категорию «Загрузка» Категория корпуса , чтобы пометить их как «Паттерн» или «Переходный», чтобы они были правильно включены в комбинации. Для поэтапного строительства инструмент RISA для построения последовательности может применять нагрузки постепенно и отслеживать эффекты ползучести / сокращения.

6.Проведение структурного анализа

6.1 Настройки анализа и мешер

Перед запуском проверьте «Настройки анализа». Для железобетона выберите «Linear Static» в качестве первичного анализа. Если вы проверяете эффекты второго порядка (P-Delta для стройных кадров), включите «P-Delta» и укажите предел итерации. Для пластин установите размер сетки для обеспечения не менее 6-10 элементов на пролет в двусторонних плитах. RISA автоматически сгенерирует треугольную или четырехстороннюю сетку. Если вы столкнетесь с числовой нестабильностью (непостоянные результаты), уточните сетку или проверьте наличие дублирующих узлов.

6.2 Толкование результатов

После завершения анализа просмотрите таблицы Envelope для моментов, сдвига и осевых сил.

• Местоположение с максимальным моментом (часто в середине и опоры для балок).
• Значения силы сдвига по сравнению с мощностью сдвига бетона (V _]c ].
• Ограничения отклонения и дрейфа в коде.

Используйте инструмент «Show Deflected Shape» для визуализации глобального поведения. Если отклонения чрезмерны, увеличьте размеры членов или усилите. Для плит переключитесь на контурный дисплей «Plate Forces» для выявления зон высокого стресса, которые нуждаются в дополнительном усилении.

6.3 Устранение неполадок в решении общих проблем

Если анализ не сходится, проверьте:

• Нестабильные опоры (отсутствующие граничные условия).
• Накладывающиеся элементы, вызывающие края нулевой длины.
• Неправильная жесткость материала (например, случайный ввод стального модуля для бетона).

Используйте инструмент RISA Model Check для сканирования предупреждений о неправильно подключенных членах или непревзойденных длинах.

7.Бетонный дизайн и проверка кода

7.1 Обзор модулей дизайна

RISA-3D включает в себя отдельные модули конструкции для балок, колонн, плит, стен и подножек. Каждый модуль проверяет как определенное усиление против максимального факторизованного усилия из оболочки анализа. Модули сообщают о Соотношение единства (спрос/мощность). Соотношение единства ниже 1,0 указывает на проходы секции. Цель для соотношения между 0,7 и 0,9 для баланса экономики и безопасности.

7.2 Дизайн луча - гибкость, сдвига и торсия

Откройте диалог Конкретный балочный дизайн. RISA будет оценивать каждый сегмент пучка (левый, средний, правый) на положительный и отрицательный момент. Отрегулируйте компоновку усиления, если соотношение единицы превышает 1,0 — добавьте больше баров, увеличьте размер бара или углубите балку. Проверьте сдвига на опоры. Для пучков со значительным торсионным слоем (периметровые балки, поддерживающие односторонние плиты), убедитесь, что торсионная емкость (T_]n) является адекватной.

7.3 Дизайн колонны - биаксиальный изгиб и осевая нагрузка

Колонны проверяются на комбинированную осевую нагрузку и биаксиальное изгибание (взаимодействие P-M). RISA генерирует диаграмму взаимодействия на основе заданного усиления. Если точка нагрузки выходит за пределы диаграммы, колонна выходит из строя. Увеличить размер колонны, добавить больше продольных полос или повысить прочность бетона. Особое внимание уделите угловым колоннам в сейсмических кадрах, где биаксиальные моменты могут быть высокими.

7.4 Дизайн плиты - ударная сдвига и моментная емкость

Для плит модуль проектирования проверяет каждый элемент пластины на моментную емкость в направлениях X и Y и выполняет проверку сдвига удара в колоннах. Если удар сдвига неадекватен, варианты включают увеличение толщины плиты, добавление капельных панелей или использование шпильки сдвига. RISA может вывести карту контура напряжения сдвига удара для идентификации критических колонн. Для двусторонних плоских плит также проверьте несбалансированную передачу момента в внутренних колоннах.

8. Подробная информация и документация

8.1 Генерация укрепительных чертежей

После завершения проектирования используйте инструменты Подробности для создания готовых к покупке чертежей. RISA может создавать индивидуальные графики арматуры для балок, колонн и плит. Для плит карта арматуры показывает верхние и нижние полосы с изогнутыми формами, длиной и сплайсами для коленей. Экспортируйте их в формате DXF для включения в ваш пакет CAD. RISA также генерирует таблицу усиления , в которой перечислены штриховая отметка, размер, количество и общая длина.