Simulace chování zdiva v programu RFEM

Materiál a materiálový model

Na rozdíl od jiných materiálů jako například betonu nebo oceli nemáme u zdiva nastaveny předem žádné materiály, neboť v tomto případě můžeme zvolit řadu kombinací různých typů zdiva a malty. Proto je třeba pro každou kombinaci vytvořit v programu nový materiál. Později ho ovšem budeme moct kdykoli znovu použít. Zadané kombinace můžeme v případě potřeby dodatečně upravovat.

Materiál

Jakmile zadáme materiál s jeho příslušnými charakteristikami, je třeba vybrat vhodný materiálový model. V daném případě nastavíme materiálový model „Izotropní zdivo 2D”, který nám nabízí přídavný modul RF‑MAT NL a který umožňuje dostatečně zohlednit neúčinnost v tahu a tvorbu trhlin. Mezní napětí v tahu jako kritérium porušení můžeme zadat v souladu s platnými normami zvlášť ve směru rovnoběžném s ložnou spárou a kolmo na ni. Pokud v poli pro zadání mezního napětí v tahu uvedeme nulovou hodnotu, dosadí RFEM při výpočtu z důvodu zajištění stability jako mezní hodnotu 1 ∙ 10^-11 N/mm². Minimální tahová napětí tak nelze zcela vyloučit.

Materiálový model

Model stěny a vyhodnocení

Jako příklad nám poslouží model kompaktní, vyztužené stěny podle [1]. Vytvoříme model a vyhodnotíme ho:
Svislé zatížení se rozloží po celé délce stěny. Totéž bude platit pro vodorovné zatížení, neboť zatížení soustředěné do jediného bodu by mohlo vést k singularitě. Následkem by bylo úplné porušení modelu a vznik trhlin, protože v daném bodu by byla překročena dovolená napětí v tahu.

Zatížení a deformace

Již analýza deformací naznačuje, jaký je průběh vnitřních sil a napětí ve stěně.
Pokud se podíváme na napětí ve stěně po nelineárním výpočtu, zjistíme, že dovolená napětí v tahu ani tlaku nebyla překročena.

Maximale Spannungen in x- und y-Richtung

Minimale Spannungen in x- und y-Richtung

Při nedodržení mezních napětí ve stěně nebo případně při porušení zdiva nedosáhneme konvergence, a bude tak třeba upravit materiál nebo rozměry. Pokud například zvětšíme tloušťku stěny, zvětší se i oblast, na kterou lze rozložit napětí v tahu, čímž se zlepší únosnost stěny.

Modelování zdiva a analýza napětí na plochách, které popisujeme v našem článku, samozřejmě nemají nahradit posouzení zděné stěny. Lze si z nich ovšem učinit závěr, jaké materiály a rozměry jsou zapotřebí pro další posouzení.