Boulení skořepin lze považovat za nejmladší a nejméně probádanou oblast stabilitních výpočtů staveb. Důvodem není ani tak nedostatek výzkumné činnosti, jako spíše složitá teorie. Se zavedením a rozvojem metody konečných prvků ve stavebně technické praxi již mnoha odborníkům nepřipadá nutné zabývat se komplikovanou teorií boulení skořepin. K jakým problémům a chybám to může vést, velmi dobře shrnují Knödel a Ummenhofer [1].
Profily tvarované za studena lze posoudit na mezní stav únosnosti podle EN 1993-1-3 a EN 1993-1-5 pomocí rozšíření RF-/STEEL Cold-Formed Sections. Posuzovat lze kromě za studena tvarovaných profilů z databáze průřezů také obecné průřezy z programu SHAPE-THIN.
Pružné deformace konstrukčního prvku vlivem zatížení vycházejí z Hookova zákona, který popisuje lineární vztah mezi napětím a přetvořením. Jsou vratné: Po odlehčení se konstrukční prvek vrací do původního tvaru. Plastické deformace ovšem vedou k nevratným změnám tvaru. Plastická přetvoření jsou zpravidla podstatně větší než pružné deformace. Při plastickém namáhání tažných materiálů, jakým je ocel, dochází k jejich zplastizování, při němž je nárůst deformace doprovázen zpevněním. Vedou k trvalým deformacím - a v extrémních případech k porušení konstrukčního prvku.
V tomto příspěvku se zabýváme posouzením stability střešní vaznice, která je pro co nejnižší výrobní náklady bez výztuh připojena pomocí šroubového spoje na dolní pásnici.
V programu SHAPE-THIN lze části stěn s podélnými výztuhami posoudit podle článku 4.5 normy EN 1993-1-5. U stěn s podélnými výztuhami se mají uvážit účinné plochy lokálního boulení různých subpanelů mezi výztuhami a účinné plochy celkového boulení vyztuženého panelu.
V přídavném modulu RF-STEEL Surfaces lze znázornit také napětí, která jsou důležitá pro posouzení svarů například podle EN 1993-1-8, obr. 4.5. Při vyhodnocení složek napětí je třeba vzít v úvahu uspořádání lokálního osového systému xyz ploch.
Velmi malé torzní momenty v posuzovaných prutech často brání určitým typům posouzení. Aby bylo možné je zanedbat a provést tato posouzení, lze v modulu RF-/STEEL EC3 definovat mezní hodnotu, od které se zohlední smyková napětí od kroucení.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje provádět posouzení koutových svarů pro všechny parametrické svařované průřezy z databáze průřezů. Nutné je pouze aktivovat tuto možnost v nastavení detailů modulu. Alternativně lze pro posouzení použít také plošný model.
Rozšíření RF-/STEEL Warping Torsion přídavného modulu RF-/STEEL EC3 umožňuje posuzovat pruty s asymetrickými průřezy. Nová funkce je do tohoto modulu zcela integrována a lze ji aktivovat pro sady prutů.
Posouzení ocelových prvků válcovaných za studena se řídí normou EN 1993-1-3. Typickými tvary průřezů tvarovaných za studena jsou průřezy U, C, Z, kloboukové průřezy nebo Sigma profily. Vyrábějí se z tenkostěnných plechů válcováním nebo lisováním. Při posouzení na mezní stav únosnosti je třeba zajistit, aby vlivem lokálních příčných sil nedocházelo k drcení, borcení nebo vyboulení stojiny průřezů. Tyto efekty mohou nastat nejen vlivem lokálních příčných sil přenášených z pásnice do stojiny, ale i vlivem podporových reakcí v podepřených bodech. Norma EN 1993-1-3 v článku 6.1.7 podrobně upravuje, jak se má stanovit lokální příčná únosnost stojiny Rw,Rd.
Při posouzení ocelového průřezu podle Eurokódu 3 je rozhodující jeho přiřazení do jedné ze čtyř tříd průřezů. Třídy 1 a 2 umožňují plastické posouzení, pro třídy 3 a 4 je přípustné pouze pružné posouzení. Kromě únosnosti průřezu je třeba posoudit také dostatečnou stabilitu konstrukčního prvku.
Návrh svařovaného spoje průřezu HEA namáhaného dvouosým ohybem s normálovou silou. Návrh svarů pro dané vnitřní síly zjednodušenou metodou (EN 1993-1-8, čl. 4.5.3.3) pomocí programu SHAPE-THIN.
EN 1993-1-8 nabízí uživateli v článku 4.5.3.3 možnost posoudit únosnost svaru zjednodušenou metodou. Posouzení je v tomto případě splněno, pokud je návrhová hodnota výslednice sil působících na plochu svaru menší než návrhová hodnota únosnosti svaru. Pokud bychom chtěli svar dimenzovat pro plošný model, byli bychom z povahy výpočtů MKP konfrontováni se značným množstvím výsledků. Proto v našem článku ukážeme, jak lze stanovit složky sil z modelu.
V tomto příspěvku představíme základy používání addonu Vázané kroucení (7 stupňů volnosti). Tento addon je plně integrován do hlavního programu a umožňuje při výpočtu prutových prvků zohlednit deplanaci průřezu. V kombinaci s addony Stabilita konstrukce a Posouzení ocelových konstrukcí lze provést posouzení na klopení s vnitřními silami analýzou druhého řádu při zohlednění imperfekcí.
V našem příspěvku porovnáme kritickou sílu pro klopení nebo případně kritický moment vzpěru nosníku o jednom poli stanovené při posouzení stability různými metodami.
Při optimalizaci průřezů v přídavných modulech lze kromě profilů ze stejné řady, jako je původní profil, vybírat také z libovolně definovaných seznamů oblíbených průřezů.
Výhodou addonu Ocelové přípoje v programu RFEM 6 je, že lze ocelové přípoje posuzovat pomocí konečně-prvkového modelu, který se vytváří automaticky na pozadí. Zadání komponent ocelového přípoje, na základě kterého se vytváří model, lze provést ručně, nebo pomocí dostupných šablon v databázi. Ta druhá metoda je popsána v předchozím příspěvku v databázi znalostí s názvem „Zadání komponent ocelového styčníku pomocí databáze“. O zadání parametrů pro posouzení ocelových přípojů pojednáváme v odborném článku „Posouzení ocelových přípojů v programu RFEM 6 “.
Pro vyhodnocení vlivu lokálních jevů na stabilitu štíhlých prvků nabízí programy RFEM 6 a RSTAB 9 možnost provést lineární analýzu kritického zatížení na úrovni průřezu. Následující článek se zabývá základy výpočtu a vyhodnocení výsledků.
V programu RFEM 6 je nyní k dispozici posouzení ocelových prutů tvarovaných za studena podle AISI S100-16. K tomuto posouzení se lze dostat výběrem normy „AISC 360“ v addonu Posouzení ocelových konstrukcí. Pro posouzení oceli tvarované za studena se pak automaticky vybere „AISI S100“ (obrázek 1).
Stanovení vlastního kmitání i analýza spektra odezvy se provádějí vždy na lineárním systému. Pokud v systému existují nelinearity, jsou linearizovány, a tudíž se nezohledňují. Mohou to být například tahové pruty, nelineární podpory nebo nelineární klouby. V tomto článku ukážeme, jak s nimi zacházet při dynamické analýze.
Standardně se spočítané hodnoty pořadnic příčinkové čáry zobrazí jako desetinné číslo s maximálně šesti desetinnými místy. To obvykle postačuje pro příčinkové čáry pro vnitřní síly.