Τα «Μεταλλικά Κτήρια» αποτελούν την υπομονάδα του ΡΑΦ, η οποία περιλαμβάνει τους πλήρεις ελέγχους αντοχής των μελών ενός κτηρίου, από δομικό χάλυβα, σύμφωνα με τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 3-1 και του Ευρωκώδικα 8-1. Η υπομονάδα υποστηρίζει πλήρως τους ελέγχους των αντοχών των διατομών κατά μήκος των μελών καθώς και τους ελέγχους του κάθε μέλους έναντι καμπτικού και στρεπτοκαμπτικού λυγισμού. Οι δυνατότητες του προγράμματος παρουσιάζονται αναλυτικά στη συνέχεια.

Περισσότερες πληροφορίες για τα μεταλλικά κτήρια στο ΡΑΦ, μπορείτε να δείτε στο εγχειρίδιο της υπομονάδας «Μεταλλικά Κτήρια», που βρίσκεται σε αυτόν τον σύνδεσμο:

Διαμόρφωση μεταλλικού υπόστεγου δίριχτης στέγης πάνω σε θεμελίωση οπλισμένου σκυροδέματος στο ΡΑΦ.

Στο ΡΑΦ, η προσομοίωση των στοιχείων από δομικό χάλυβα γίνεται μέσω ραβδόμορφων στοιχείων, με συνθήκες στήριξης που επιλέγονται από το χρήστη και μπορεί να είναι είτε αρθρώσεις, είτε πλήρεις πακτώσεις, ανάλογα με το είδος του δομικού στοιχείου (κατακόρυφο, οριζόντιο, τεγίδα – μηκίδα, σύνδεσμος). Επίσης στο ΡΑΦ υποστηρίζεται πλήρως και στα μεταλλικά η περίπτωση των μερικών πακτώσεων των στηρίξεων.

Το πρόγραμμα διαθέτει ολοκληρωμένη βιβλιοθήκη με το σύνολο των διατομών δομικού χάλυβα που κυκλοφορεί στην αγορά και περιλαμβάνει μεταλλικές διατομές μορφής διπλού Τ, Τ, κοιλοδοκών, μορφής L, μορφής U και λεπτότοιχες διατομές τύπου C και Z.

Πλήρης κατάλογος μεταλλικών διατομών στο ΡΑΦ.

Επίσης, στις δοκούς με διατομή Ι ή Η δίνεται η δυνατότητα λοξής ενίσχυσης άκρου. Συγκεκριμένα, για τις δοκούς διατομής Ι ή Η των ζυγωμάτων των κτηρίων υπάρχει η δυνατότητα τοποθέτησης ενίσχυσης στα άκρα τους, με συγκόλληση στο κάτω πέλμα μεταβαλλόμενης καθ’ ύψος διατομής Τ.

Ενισχυμένη διατομή δοκού διατομής Η , με συγκόλληση στο κάτω πέλμα μεταβαλλόμενης καθ’ ύψος διατομής ½ Η.

Τέλος, οι μεταλλικές διατομές κατατάσσονται σε 4 κατηγορίες έναντι κάμψης και θλίψης σύμφωνα με τις διατάξεις του ΕΚ-3.1.1. Ο ρόλος της κατάταξης των διατομών είναι η αναγνώριση της έκτασης στην οποία η αντοχή και η ικανότητα στροφής των διατομών περιορίζεται από την αντοχή τους σε τοπικό λυγισμό. Με βάση τον ορισμό και τις ιδιότητες των τεσσάρων κατηγοριών των διατομών, υπολογίζονται οι ελαστικές, οι ελαστο-πλαστικές ή οι πλαστικές καμπτικές αντοχές των διατομών, καθώς επίσης και οι διατμητικές και οι αξονικές αντοχές των διατομών.

Συνδυάζοντας τα μεταλλικά κτήρια με την υπομονάδα «Δράσεις Ανέμων και Χιονιού» του ΡΑΦ, δημιουργούνται αυτόματα και ταχύτατα οι επιφάνειες φόρτισης ενός μεταλλικού κτηρίου που περιλαμβάνουν στέγες, μονόριχτες, δίριχτες και τετράριχτες, κατακόρυφους τοίχους και πατάρια, με όλες τις απαιτούμενες περιπτώσεις και συνδυασμούς φόρτισης σύμφωνα με τις διατάξεις του ΕΚ-0. Με αυτά τα δεδομένα, προσδιορίζονται με ακρίβεια οι περιοχές φόρτισης επί της επιφάνειας του κτηρίου και τα αντίστοιχα επιφανειακά φορτία. Τέλος, πολύ σημαντική για το μελετητή είναι η μεταφορά των επιφανειακών φορτίων από τις περιοχές φόρτισης αυτόματα στις δοκούς του κτηρίου σαν γραμμικά φορτία.

Όπως πάντα στο ΡΑΦ, παρουσιάζεται εκτενής τεκμηρίωση των υπολογισμών για την κατανομή των επιφανειών φόρτισης και τη μεταφορά των φορτίων στα γραμμικά μέλη, έτσι ώστε ο χρήστης να μπορεί να παρακολουθεί την υπολογιστική διαδικασία βήμα προς βήμα.

Περισσότερες πληροφορίες για την υπομονάδα «Δράσεις Ανέμων και Χιονιού» στο ΡΑΦ, μπορείτε να βρείτε εδώ.

Παρουσίαση της κατανομής των επιφανειών φόρτισης στο ΡΑΦ γραφικά αλλά και σε μορφή πίνακα με τις τιμές των επιφανειακών φορτίων.

Για την αντισεισμική ανάλυση των μεταλλικών κτηρίων προτείνεται να εφαρμόζεται η ανάλυση οριζόντιας φόρτισης του ΕΚ-8.1. Σε αυτήν την περίπτωση οι μάζες από τα μόνιμα και τα μεταβλητά φορτία του φορέα τοποθετούνται αναλογικά με τις φορτίσεις, στους κόμβους των πλαισίων.

Είναι δυνατή επίσης και η ιδιομορφική ανάλυση φάσματος απόκρισης.

Σε περίπτωση ύπαρξης διαφράγματος σε μία στάθμη, η αντισεισμική ανάλυση ακολουθεί τη θεώρηση των τεσσάρων έκκεντρα τοποθετημένων θέσεων μάζας ή θέσεων εφαρμογής οριζόντιων δυνάμεων, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του ΕΚ-8.1.

Προσθήκη ορόφου μεταλλικής κατασκευής σε κτήριο από σκυρόδεμα και πεσσούς φέρουσας τοιχοποιίας. Δομικά στοιχεία από διαφορετικά υλικά, μπορούν να συνυπάρχουν και να επιλύονται μαζί σε ένα προσομοίωμα στον τρισδιάστατο χώρο.

Με βάση την ανάλυση που έχει προηγηθεί, η υπομονάδα «Μεταλλικά Κτήρια» υπολογίζει τους συντελεστές εξάντλησης (CR) για όλους τους απαιτούμενους ελέγχους των ΕΚ-3.1 και ΕΚ-8.1. Αυτοί οι έλεγχοι περιλαμβάνουν τους ελέγχους αντοχής των διατομών κατά μήκος των μελών, καθώς και τους ελέγχους του κάθε μέλους έναντι καμπτικού και στρεπτοκαμπτικού λυγισμού και συγκεκριμένα:

• Έλεγχο διατομής έναντι εφελκυσμού.
• Έλεγχο διατομής έναντι θλίψης.
• Έλεγχο διατομής έναντι διάτμησης.
• Έλεγχο διατομής έναντι συνδυασμένης κάμψης, διάτμησης και αξονικής δύναμης.
• Έλεγχο καμπτικού λυγισμού με δυνατότητα θεώρησης διαφορετικών συνθηκών στήριξης ανά τοπικό άξονα κατά μήκος ενός μεταλλικού δομικού μέλους.
• Έλεγχο στρεπτοκαμπτικού λυγισμού με δυνατότητα διαφορετικών ενδιάμεσων στηρίξεων ανά τοπικό άξονα μέλους και άνω και κάτω πελμάτων των διατομών.

Ανάλυση μεταλλικού κτηρίου με ιδιομορφική ανάλυση φάσματος απόκρισης κι έλεγχος επάρκειας των δομικών μελών του με ταυτόχρονη εμφάνιση των πινάκων και των συνοπτικών κειμένων των αποτελεσμάτων.

Ειδικά στο ευαίσθητο θέμα της ευστάθειας των μεταλλικών μελών έναντι καμπτικού και στρεπτοκαμπτικού λυγισμού, ο χρήστης μπορεί να ορίζει τα απαραίτητα μακροστοιχεία με τις πλευρικές στηρίξεις κατά μήκος του μέλους και οι στηρίξεις αυτές μπορεί να είναι διαφορετικές στους δύο τοπικούς άξονες του μέλους.

Ορισμός πλευρικών στηρίξεων και για τις δύο διευθύνσεις των τοπικών αξόνων, κατά μήκος του μεταλλικού μακροστοιχείου.

Τα αποτελέσματα όλων των ελέγχων επάρκειας μπορούν να εμφανισθούν με διαφορετικούς τρόπους θέασης, οι οποίοι περιλαμβάνουν τη χρωματική διαβάθμιση ανάλογα με το βαθμό εξάντλησης του κάθε μέλους, τους συγκεντρωτικούς πίνακες, τα συνοπτικά και τα αναλυτικά κείμενα αποτελεσμάτων. Δίνονται ακριβώς οι παράγραφοι του κανονισμού και παρουσιάζονται σε πολλές περιπτώσεις οι αντικαταστάσεις των αριθμητικών τιμών στις εξισώσεις, έτσι ώστε οι έλεγχοι να μπορούν να επαληθευτούν άμεσα από τους χρήστες.

Με αυτόν τον τρόπο, ο χρήστης-μηχανικός έχει τη δυνατότητα του πλήρους ελέγχου κι επιβεβαίωσης όλων των περίπλοκων υπολογιστικών διαδικασιών.

Συγκεντρωτικός πίνακας αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας μεταλλικών στοιχείων.

Συνοπτικό κείμενο αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας μεταλλικού μακροστοιχείου.

Αναλυτικό κείμενο αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας μεταλλικού μακροστοιχείου για τον έλεγχό του σε λυγισμό.

Για τις δύο βασικότερες συνδέσεις των μεταλλικών μελών – συνδέσεις τέμνουσας (αρθρώσεις) και συνδέσεις ροπής (μερική ή πλήρης πάκτωση), το ΡΑΦ προσφέρει τον κατάλογο με τις πρότυπες μεταλλικές συνδέσεις του Γερμανικού Συνδέσμου Μεταλλικών Κατασκευών – DTSV, οι οποίες έχουν δοκιμασθεί σε κτηριακά έργα και καλύπτουν την πλειονότητα των περιπτώσεων της καθημερινής πράξης. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα τροποποίησης των χαρακτηριστικών των πρότυπων συνδέσεων και η δημιουργία νέων συνδέσεων σύμφωνα με τις επιθυμίες του μελετητή. Οι συνδέσεις τέμνουσας πραγματοποιούνται με τη χρήση γωνιακών ελασμάτων και οι συνδέσεις ροπής με μετωπική πλάκα.

Μετά την ανάλυση του μεταλλικού κτηρίου κι επιλέγοντας κάποιο στοιχείο, αυτόματα πραγματοποιείται ο έλεγχος επάρκειας των συμβατών συνδέσεων, ώστε κατά την επιλογή της σύνδεσης προς τοποθέτηση να είναι γνωστός ο δυσμενέστερος λόγος εξάντλησης CR της σύνδεσης για την αρχή και το τέλος του στοιχείου.

Πρότυπη σύνδεση άρθρωσης με ζεύγος γωνιακών στο ΡΑΦ.

Πρότυπη σύνδεση ροπής με μετωπική πλάκα στο ΡΑΦ.

Για τις συνδέσεις ροπής των ενισχυμένων άκρων, ο χρήστης-μηχανικός μπορεί να διαμορφώσει τη σύνδεση και να δημιουργήσει απεριόριστο πλήθος νέων συνδέσεων, επιλέγοντας ανάμεσα από 5 διαφορετικούς τύπους (3 για ενισχυμένο ακραίο κόμβο πλαισίου και 2 για κόμβο κορφιά).

Για την έδραση των μεταλλικών υποστυλωμάτων, χρησιμοποιούνται πλάκες έδρασης, όπου ο χρήστης μπορεί να ορίσει και να διαμορφώσει εύκολα τη σύνδεση που επιθυμεί.

Οι διαγώνιοι σύνδεσμοι συνδέονται μέσω κοχλιών σε κομβοελάσματα τα οποία συγκολλούνται είτε απευθείας σε δοκούς, είτε στη μετωπική πλάκα της δοκού και στη δοκό. Περισσότερες πληροφορίες για την υπομονάδα «Μεταλλικές Συνδέσεις» στο ΡΑΦ, μπορείτε να βρείτε εδώ.

Δεδομένα εισαγωγής πλάκας έδρασης μεταλλικού υποστυλώματος.

Δεδομένα εισαγωγής σύνδεσης ροπής ενισχυμένης διατομής τύπου 2.