Nowy symbol układu osi globalnych ułatwia jednoznaczne określenie ułożenia jego osi
1. OGÓLNE
1.1. Oznaczenie osi globalnych
Zmiana, która ułatwi operowanie w przestrzeni modelu. Dzięki nowemu symbolowi układu współrzędnych globalnych, zawierającemu symbol sześcianu, łatwiej jest właściwie zidentyfikować orientację poszczególnych fragmentów konstrukcji względem płaszczyzn globalnych.
Nowy sposób tworzenia animacji
1.2. Usprawnione tworzenie animacji
Od wersji X7R3 animacje odtwarzane są bezpośrednio na modelu globalnym (w oknie głównym) i nie wymagają otwieranie odrębnego okna.
Panel narzędziowy służący do sterowania animacjami (np. przechodzenie pomiędzy kolejnymi klatkami) ma charakter panelu „pływającego”. Wśród opcji znajduje się również przycisk zapisu animacji – do wyboru są formaty: GIF oraz AVI. Ponadto animacje wyników analizy nieliniowej (z zachowanymi przyrostami pośrednimi) mogą być wyświetlane dla dowolnego zakresu zapisanych przyrostów.
Animacja obrotowa
1.3. Animacja obrotowa
Nowy typ animacji, stosowany zarówno do prezentacji rezultatów na modelu globalnym, jak i jego wizualizacji modelu. Polega na wyświetleniu modelu obracającego się (dookoła bądź w zakresie określonego kąta) wokół wybranej osi.
Wygenerowana animacja może zostać zapisana do pliku wideo w formacie GIF.
Ustawienie parametru przewodności cieplnej betonu do obliczeń pożarowych
1.4. Przewodność cieplna dla betonu
W zakresie ustawień wybranej normy projektowej dodano parametr przewodności cieplnej betonu jako dolna lub górna wartość graniczna zgodnie z EC2-1-2 (pkt. 3.3.3). Możliwość wyboru jest istotna dla polskich projektantów, w kontekście braku postanowień w zakresie określenia konkretnej wartości przez rodzimy załącznik krajowy.
1.5. Nowe języki i załączniki krajowe
Ekspansja programu AxisVM w dystrybucji europejskiej zaowocowała dodaniem hiszpańskiego i portugalskiego załącznika krajowego do Eurokodu, a także opracowaniem hiszpańskiej i portugalskiej wersji językowej.
1.6. Parametr Wagnera
Wśród charakterystyk określających smukły przekrój poprzeczny znalazł się parametr Wagnera, opisujący jego stopień symetrii.
Nowe możliwości wtyczki do parametrycznego projektowania w AxisVM z użyciem Grasshopper
2. BIM i WSPÓŁPRACA
2.1. Grasshopper-AxisVM plugin v7.0
Wierzymy, że projektowanie parametryczne to istotny aspekt zmian, które zachodzą na naszych oczach. Wykorzystanie Grasshopper z Rhinoceroe pozwala graficznie programować algorytmy, bez konieczności używania języków programowania.
Wersja 7 pluginu udostępnia wykorzystanie procesów optymalizacji dostępnych w AxisVM dla konstrukcji prętowych. Wymagany jest dostęp do modułu SD9 i TD9 (optymalizacja przekrojów poprzecznych odpowiednio stalowych i drewnianych) w konfiguracji programu. Podczas współpracy z AxisVM z Grasshopperem ułatwiony został proces przekazywania komponentów wyników analiz wykonanych w AxisVM.
Wpływ zastosowania dylatacji na wyniki przemieszczeń pionowych w modelu płyty (odpowiednio bez i z dylatacją)
3. ELEMENTY
3.1. Opcja Dylatacja
W zwolnieniach krawędziowych dodana została nowa opcja, która daje lepszą kontrolę nad tworzonym modelem. Ma ona zastosowanie w sytuacji, gdy w jednym węźle zbiegają się więcej niż dwa zwolnienia krawędziowe, a ich hierarchia, określająca np. przebieg dylatacji, powinna zostać doprecyzowana przez użytkownika.
3.2. Dodatkowe parametry zaokrągleń profili smukłych
Definicja przekroju poprzecznego została rozszerzona o niezależną definicję promienia wewnętrznego i zewnętrznego.
3.3. Niesymetryczne profile krzyżowe z dwuteowników
W programie pojawiła się możliwość szybszej definicji jak i obliczeń oraz wymiarowania profilu krzyżowego złożonego z dwóch różnych dwuteowników.
4. OBCIĄŻENIA
4.1. Analiza przepływu wiatru w AxisVM – aplikacja WIND
Numeryczny tunel aerodynamiczny pozwala każdemu projektantowi konstrukcji (bez znajomości specjalistycznych programów z zakresu dynamiki płynów) przeprowadzić analizę przepływu wiatru i uzyskać obciążenia na dowolną konstrukcję.
Wizualizacja ciśnienia wiatru na budynek z dachem łukowym
Aplikacja WIND bazuje na silniku programu OpenFOAM, wchodzącym teraz w skład pakietu instalacyjnego programu AxisVM. Dzięki takiemu rozwiązaniu AxisVM jako kompletny i jednolity produkt rozszerza zakres analiz o kolejne zagadnienie inżynierskie – cała analiza wykonywana jest w jednym środowisku, w którym wykonywane są pozostałe obliczenia (nowa zakładka Tunel aerodynamiczny w oknie głównym programu).
Parametry dla przypadku definiowanego na potrzeby analizy przepływu w tunelu aerodynamicznym
Ze względu na to, że konfiguracja analizy przepływu wiatru w całości dokonywana jest w głównym pliku z modelem AxisVM, nie ma konieczności tworzenia nowych plików i przenoszenia danych pomiędzy różnymi programami. Zaimplementowany w AxisVM tunel aerodynamiczny przystosowany jest do celów inżynierskich i stanowi uzupełnienie do projektowania wg Eurokodu. Pozwala wyznaczyć obciążenie od wiatru na konstrukcje i geometrie nie ujęte w normie projektowej.
Podczas definiowania przypadku obciążenia od symulowanego wiatru dostępne są wszystkie niezbędne parametry normowe. Aplikacja WIND zawiera jako predefiniowane wszystkie standardowe profile wiatrowe wg odpowiednich załączników krajowych zgodnie Eurokod 1 (EN 1991-1-4 „Oddziaływania wiatru”). Co ważne, profile te uwzględniają zmianę prędkości wiatru od wysokości nad poziomem terenu.
Po wykonaniu analizy AxisVM automatycznie przetwarza wyniki uzyskane w wirtualnym tunelu aerodynamicznym, redukując je do najistotniejszych z punktu widzenia projektowania konstrukcji danych, tj. wartości oraz współczynników ciśnienia wiatru. Na ich podstawie tworzone są automatyczne przypadki obciążenia wiatrem na konstrukcję. Proces przetwarzania danych został maksymalnie uproszczony, a projektant w efekcie uzyskuje gotowy model do dalszej analizy statycznej.
Podstawy teoretyczne, założenia, możliwości i ograniczenia zostały zebrane i szczegółowo opisane w Przewodniku do aplikacji WIND. Stanowiąc cenne źródło wiedzy, zawiera on także przykłady weryfikacyjne.
Dodatkowe opcje definicji mimośrodów i położenia obciążenia ruchomego
4.2. Obciążenia ruchome
Rozbudowano możliwości zadawania obciążeń ruchomych. Oprócz równomiernego rozkładu obciążeń wzdłuż wskazanej ścieżki możliwe jest teraz wskazanie poszczególnych kroków w nierównomiernym rozstawie.
Ponadto rozbudowano parametry mimośrodów zadawanego obciążenia ruchomego. Pozwala to zamodelować bardziej złożone przypadki oddziaływań, np. skręcanie belki podsuwnicowej od sił poziomych od wózka jezdnego.
4.3. Obciążenie pożarowe elementów prętowych
Dla prętów betonowych i stalowych możliwe jest niezależne przypisanie ekspozycji na warunki pożarowe dla każdej z czterech stron przekroju, co w efekcie pozwoli uzyskiwać niesymetryczne rozkłady temperatury w przekroju. Opcja ta znajdzie zastosowanie przy projektowaniu na warunki pożarowe np. słupów i belek leżących na obrysie budynku (w szczególności: słupów narożnych) lub elementów znajdujących się w linii granic stref oddzielenia pożarowego.
Dla stalowego przekroju dwuteowego dodano ponadto nowy rodzaj ekspozycji: przekrój osadzony w płycie żelbetowej, posiadający dwa warianty – bez zabezpieczeń oraz z półką dolną zabezpieczoną przeciwogniowo.
4.4. Dodatkowa opcja dla obciążenia śniegiem
W oknie dialogowym z ustawieniami norm projektowych możliwe jest włączenie lub wyłączenie automatycznego generowania przypadków z wyjątkowym obciążeniem śniegiem wg wskazanego załącznika krajowego (pod warunkiem, że opcja taka jest tam przewidziana).
Przycisk "Dodaj obraz do galerii" w oknie "Obciążenie sesjmiczne"
4.5. Obciążenia sejsmiczne – nowe spektrum
Do biblioteki programu dodane zostało nowe spektrum sejsmiczne w oparciu o niemiecki załącznik do normy Eurokod 8. Ponadto, dodany w oknie definicji obciążenia sejsmicznego przycisk zapisu do galerii obrazów pozwala zawrzeć grafikę przedstawiającą wykres spektrum odpowiedzi sejsmicznej w raporcie z obliczeń.
Zmodyfikowana krzywa węglowodorowa dostępna w opcjach obliczenia na warunki pożarowe
4.6. Nowe krzywe pożaru
Wymiarowanie konstrukcji stalowych, jak i żelbetowych, zostały rozszerzone o nową krzywą pożaru – zmodyfikowaną węglowodorową. Ponadto, określane tabelarycznie krzywe zdefiniowane przez użytkownika mogą być teraz stosowane również w odniesieniu do prętów żelbetowych.
Przykładowa ścieżka analizy nieliniowej ze zjawiskiem snap-back
5. ANALIZY
5.1. Nowy sposób sterowania rozwiązaniem analizy nieliniowej
Opcja sterowania rozwiązaniem za pomocą długości łuku (Arc-length) to niepozorny na pierwszy rzut oka przełącznik, który jednakże wynosi AxisVM – jako narzędzie do rozwiązywania złożonych zagadnień inżynierskich – na nowy, wyższy poziom. Do tej pory AxisVM oferował możliwość rozwiązywania zagadnień nieliniowych za pomocą metody Newton-Raphson w zakresie sterowania siłą lub przemieszczeniem. W najnowszej wersji dodana została metoda Arc-length (Riks), która umożliwia analizę konstrukcji ze śledzeniem jej zachowania po przejściu przez punkty bifurkacyjne i uzyskanie pełnej ścieżki równowagi, nawet jeżeli ścieżka ta jest złożona i obejmuje odcinki, gdzie siła lub przemieszczenie maleje wraz z kolejnymi inkrementami obciążenia (tego typu zjawiska opisywane są w literaturze przedmiotu jako snap-through i snap-back)
Sterowanie rozwiązaniem za pomocą metody Arc-length (Riks) w parametrach analizy nieliniowej AxisVM
Metoda ta jest szczególnie skuteczna przy analizowaniu konstrukcji, dla których przekroczone zostało obciążenie krytyczne. Ponieważ metoda ta nie jest uzależniona wyłącznie od wzrostu przemieszczeń lub obciążenia, jej zbieżność jest bardziej stabilna przy dużym stopniu nieliniowości.
Porównanie naprężeń pod fundamentem z uwzględnieniem jego odrywania na bryłowych elementach skończonych podłoża gruntowego
5.2. Odrywanie fundamentów
Moduł SOIL rozbudowano o możliwość odwzorowania nieliniowego oddziaływania między konstrukcją a podłożem gruntowym zamodelowanym za pomocą elementów bryłowych (tzw. 3D). Zaznaczenie w parametrach analizy opcji „nieliniowa odpowiedź materiałów i elementów skończonych” wykluczy możliwość wystąpienia rozciągania na styku konstrukcja-grunt, co w efekcie pozwoli uzyskiwać wyniki z uwzględnieniem zjawiska odrywania fundamentu od podłoża przy sile wypadkowej leżącej poza rdzeniem figury określającej rzut fundamentu.
Powyższa właściwość jest ustawieniem automatycznym dla elementów modelu i nie wymaga dodatkowej definicji ani w parametrach danego obszaru żelbetowego, ani w parametrach elementów bryłowych ośrodka gruntowego.
Rozszerzona możliwość uwzględniania obwiedni ze zbrojenia teoretycznego i rzeczywistego
5.3. Uwzględnienie zbrojenia teoretycznego i rzeczywistego w stanie zarysowanym
Kolejna – wydawałoby się: kosmetyczna – zmiana w oknie dialogowym parametrów analizy nieliniowej polega na zmianie okrągłego znacznika wyboru rodzaju zbrojenia (teoretyczne / rzeczywiste) na znacznik kwadratowy, umożliwiający wybór wielokrotny. Przy takim wyborze (zaznaczone oba typy zbrojenia) przeprowadzona zostanie analiza dla zbrojenia hybrydowego, tzn. zbrojenie przyjęte w poszczególnych węzłach obszarów stanowić będzie większe spośród zbrojenia teoretycznego i rzeczywistego.
Praktyczne zastosowanie tej metody jest niebagatelne, gdyż projektant – definiując zbrojenie rzeczywiste płyty na podstawie wyników zbrojenia teoretycznego – może dla zaoszczędzenia czasu pozwolić sobie na pozostawienie nieistotnych, lokalnych stref niedozbrojonych, nie narażając się na ryzyko braku zbieżności analizy (wskutek uplastycznienia zbrojenia w tych strefach) ze zbrojeniem rzeczywistym.
Wykonując kolejno niezależne analizy nieliniowe z różnego typu zbrojeniem, można uzyskać do jednoczesnej dyspozycji osobne rezultaty ze zbrojeniem rzeczywistym, ze zbrojeniem teoretycznym i z obwiednią zbrojenia.
Analiza naprężenie-odkształcenie dla żelbetowych prętów i pasm wirtualnych
6. WYMIAROWANIE
6.1. Analiza naprężenie-odkształcenie dla ścian i trzonów żelbetowych
Moduł RC6, który odpowiedzialny jest za analizę naprężenie-odkształcenie w przekrojach żelbetowych, został rozbudowany o kolejne możliwości. Do tej pory możliwe było wyświetlenia szczegółowych wykresów z analizy naprężenie-odkształcenie dla dowolnego modelu betonu w przekroju belki, słupa i ściany/płyty. Od bieżącej wersji dodano obsługę prętów i pasm wirtualnych, dla których zbrojenie zostało zadane za pośrednictwem modułu RC5 (wymiarowanie żelbetowych ścian i trzonów). Pozwala to na dokładną analizę (z uwzględnieniem zastosowanego zbrojenia i nieliniowości materiałowej) przekroju żelbetowego we wskazanym paśmie wirtualnym.
Praktycznym walorem tego usprawnienia jest np. możliwość sprawdzenia – poprzez analizę naprężeń w betonie i porównanie z wartością fctd, czy ściany tworzące trzon usztywniający budynek narażone są na zarysowanie.
Okno informacyjne z wynikami analizy naprężenie-odkształcenie dla przekroju żelbetowego zostało wzbogacone o wyniki w zakresie nośności.
Parametry sterujące wyborem i wielkością dopuszczalnych rys
6.2. Ograniczenie zarysowania
Definiując parametry zbrojenia powierzchniowego i wybierając opcję doboru zbrojenia na warunek SGU, przy każdej z czterech wartości szerokości rys (rozróżnienie na rysę górną i dolną, a także na odczyt na powierzchni elementu i w osi zbrojenia) znajduje się przycisk wyboru. Dzięki temu użytkownik może zadecydować o stosowalności każdego z warunków niezależnie i uzyskać lepszą kontrolę nad procesem wymiarowania (uniknięcie zwiększania ilości zbrojenia teoretycznego w miejscach, gdzie nie jest to obliczeniowo potrzebne).
Tabela z parametrami obszaru żelbetowego została rozszerzona o kolejne elementy
6.3. Dodatkowe elementy w tabeli parametrów zbrojenia obszaru
Istniejącą tabelę rozszerzono o osobne kolumny dla otulin cx i cy oraz kolumny z przyjętymi wartości rys dopuszczalnych wk,max i wk2,max.
Pomarańczowe oznaczenie oznacza zbyt małą odległość między prętami zbrojeniowymi
6.4. Usprawnione definiowanie zbrojenia słupa
Podczas wstawiania prętów zbrojeniowych w obrębie betonowego przekroju słupa – zarówno pojedynczo, jak i w rozkładzie – program sygnalizuje, czy rozmieszczenie prętów dochowuje normowych reguł rozmieszczania prętów. Jeśli pręty podświetlają się na pomarańczowo, znaczy to, że leżą zbyt blisko siebie. Tego typu przedstawienie graficzne należy potraktować jako ostrzeżenie, które jednakże może zostać zignorowane przez użytkownika. Aby możliwe było obliczenie przez program minimalnej odległości pomiędzy prętami zbrojeniowymi, dodany został nowy parametr wymiarowania słupa: maksymalny wymiar ziarn kruszywa dg.
Ponadto, w oknie, w którym określane jest zbrojenie rzeczywiste, pojawił się przycisk umieszczający automatycznie w każdym narożu wklęsłym i wypukłym po jednym pręcie o średnicy zgodnej z aktualnym wyborem na liście rozwijanej.
Nowy parametry, który steruje położeniem obwodu, z którego odczytywane są siły wewnętrzne do całkowania
6.5. Większa kontrola przy sprawdzaniu przebicia
Przy sprawdzeniu przebicia płyty słupem, wybierając opcję obliczenia siły przebijającej przez całkowanie, dodano możliwość sterowania położeniem obwodu całkowania. Odbywa się to poprzez parametr acp, który określa odległość obwodu od wypukłego obrysu słupa.
6.6. Ulepszone wyznaczanie Mcr
Automatyczne podpory boczne w analizie zwichrzenia AutoMcr uwzględniają od teraz nie tylko przegubowe i sztywne zwolnienia węzłowe przypisane do dochodzących poprzecznie elementów prętowych, ale także zwolnienia węzłowe o charakterystyce podatnej. Dowolna wartość sztywności zwolnienia węzłowego ma przełożenie na wyznaczane sztywności Ry i Rxx stężenia.
6.7. Rozszerzenie zakresu wymiarowania
W module TD1 można teraz zwymiarować również dźwigary dwutrapezowe oraz łukowe.
Możliwość scalenia prętów stanowiących poszczególne segmenty dźwigarów o takich geometriach w pojedynczy element do wymiarowania (np. dwóch prętów o zmiennych liniowo przekrojach, zbieżnych w przeciwnych kierunkach, acz niekoniecznie symetrycznych – pod warunkiem zgodności zwrotu osi lokalnej –x-) niesie za sobą możliwość przeprowadzenia – nierzadko kluczowej – weryfikacji normowej sprawdzenia naprężeń prostopadłych do osi w kalenicy na podstawie punktu 6.4.3 normy PN-EN 1995-1-1.
Możliwość wybrania weryfikacji dla elementu drewnianego
6.8. Wybór sprawdzeń podczas wymiarowania
W module do wymiarowania drewnianych elementów możliwy jest niezależny wybór wyboczenia i zwichrzenia jako obligatoryjnych parametrów niestateczności do weryfikacji. Dzięki temu można bezpośrednio zdefiniować element do wymiarowania jako zabezpieczony przed wyboczeniem lub przed zwichrzeniem.
Ujednolicono nazewnictwo modułu ściśliwości w parametrach gruntu
6.9. Parametry geotechniczne
Ze względu na liczne pytania odnośnie oznaczeń parametrów gruntu, ujednolicono ich nazewnictwo w zakresie modułu ściśliwości. Pozwala to teraz uniknąć niejednoznaczności przy zadawaniu jego charakterystyk.
Moduł ściśliwości wykorzystywany w programie jest oznaczony teraz zgodnie z Eurokodem 1997-2 jako edometryczny moduł ściśliwości Eoed.
Wartości dla komponentów wyników dotyczących sprawdzenia przebicia w płycie żelbetowej
7. WYNIKI
7.1. Wyniki przebicia na modelu globalnym
Do listy z wynikami wyświetlanymi na modelu globalnym na zakładce Wymiarowanie – Żelbet dodane zostały nowe komponenty związane z przebiciem (moduł RC3).
Wśród nich m.in.: siła przebijająca, stopień wykorzystania płyty bez zbrojenia na przebicie, pole powierzchni wymaganego zbrojenia. Każdy może zostać zaprezentowany jako wartość wraz z kolorowym paskiem. Wizualizowane są także obwody kontrolne.
Wyniki sprawdzenia na przebicie są teraz ponadto dostępne w formie zestawień tabelarycznych.
Tabela z położeniem poszczególnych prętów oraz ich zredukowanych właściwości w warunkach pożaru dla belki żelbetowej
7.2. Ulepszona notka obliczeniowa belki żelbetowej
Notka z obliczeń belki żelbetowej została uzupełniona o dwa elementy:
- tabelę z opisem każdego pręta zbrojeniowego i jego pozycją w przekroju – pozwala ona m.in. sprawdzić rozmieszczenie prętów (rozstaw prętów w rzędzie, rozdział zbrojenia na rzędy), a także – w przypadku, gdy o wymiarowaniu decyduje stopień wykorzystania w sytuacji pożarowej – odczytać temperaturę w poszczególnych prętach i wynikające z niej współczynniki redukcyjne: ks i kE,
- przedstawienie toku obliczeń nośności na ścinanie VRd,s także w przypadku stosowania wprowadzonej w wersji X7 R2 metody definicji strzemion poprzez przeciągnięcie kursora na fragmencie belki
Animacja dla wyników w podłożu gruntowym SOIL
7.3. Prezentacja wyników w podłożu gruntowym
Przeglądanie wyników analizy statycznej podłoża gruntowego stało się dużo prostsze. Po pierwsze, zdefiniowanie zaledwie jednego wycinka pozwala – za pośrednictwem suwaka na nowym pasku animacji – sprawdzić rezultaty (np. przemieszczenia czy naprężenia) w dowolnym równoległym przekroju przez bryłę gruntu. Co więcej, na powstałych w ten sposób powierzchniach przecięć można od teraz wyświetlić etykiety z wartościami wyników.