Modelování bodově podepřených skel | Část 1

Ulrich Lex | Dlubal Software

Transparentnost skla je důvod, proč tento materiál nesmí chybět v žádné stavbě. Vedle typických oblastí použití, jakou jsou například okna, se sklo stále častěji používá i u přístřešků, fasád nebo také jako výplň u schodů. Projektanti přitom pochopitelně často počítají s velmi vysokou transparentností u upevňovacích systémů skleněných tabulí. Zde se uplatňují takzvané bodové držáky pro skleněné tabule.

Základy posouzení
Kromě všeobecných stavebních technických osvědčení jednotlivých výrobců, které je třeba respektovat, upravuje posouzení bodových držáků DIN 18008 [1]. Norma přitom v zásadě uvádí dvě různé možnosti:
– Příloha B – Verifikace / validace modelů konečných prvků
– Příloha C – Zjednodušený postup

Kromě daných možností posouzení je třeba respektovat zvláštní konstrukční opatření při použití talířových držáků, jako je geometrické uspořádání na skleněnou tabuli nebo upevnění v okrajové oblasti.

Výchozí údaje pro analýzu
Bezpečnostní vrstvené sklo (VSG) z tepelně zpevněného skla (TVG) 2 x 8 mm
Bodové držáky PH 793 od společnosti Glassline GmbH (osvědčení Z-70.2-99 [3]), talíř Ø 52 mm, otvor Ø 25 mm
Návrhové zatížení qd = 4,5 kN/m²

1 - Konstrukce a její rozměry
1 – Konstrukce a její rozměry

(Pokračování textu…)

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Posouzení boulení vyztužených stěn v programu PLATE-BUCKLING

Steffen Clauß | Dlubal Software

Posouzení boulení vyztužených stěn představuje při návrhu konstrukcí specifický úkol. EN 1993-1-5 nabízí tři výpočetní metody, kterými lze daný úkol řešit:
– Metoda účinného průřezu, [1], kap. 4-7
– Metoda redukovaných napětí, [1], kap. 10
– Analýza metodou konečných prvků (MKP), [1], příloha C
V programu PLATE-BUCKLING se uplatňuje metoda redukovaných napětí. V tomto příspěvku uvedeme některé body, které mohou být pro posouzení vyztužených polí boulení rozhodující.

Výpočet součinitele kritického napětí
Obecně existují dvě možnosti, jak stanovit součinitele kritického napětí u vyztužených polí. Zaprvé je lze na základě návrhových okrajových podmínek podle [2] a [3] zjistit přímo z diagramů. Zadruhé lze provést výpočet vlastních čísel, při kterém se stanoví součinitele kritického zatížení pro příslušné návrhové napětí. Zpětným výpočtem se pak z ideálního kritického napětí pro boulení stanoví součinitele kritického napětí.

Výběr rozhodujícího vlastního tvaru
Vyhodnocení vypočítaných vlastních tvarů je pro posouzení rozhodující. Posoudit na boulení by se mělo obecně celé pole a příslušný tvar boulení byl měl představovat globální tvar selhání. Pro vyhodnocení, zda se jedná o lokální boulení jednotlivého pole, dílčího pole nebo celého pole, je přitom určující první vypočítaný vlastní tvar. Následující příklad znázorňuje v prvním vlastním tvaru boulení jednotlivých polí nad podélnou výztuhou a pod ní.

Lokální boulení
Lokální boulení

Nyní je třeba rozhodnout, zda se mají jednotlivá pole posoudit samostatně anebo zda se má hledat globální vlastní tvar ve vyšších vlastních tvarech. V programu PLATE-BUCKLING máme možnost spočítat až 50 vlastních tvarů. V našem příkladu představuje vlastní tvar č. 17 globální selhání celého pole.
(Pokračování textu…)

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Klasifikace průřezů a plastické posouzení v programu SHAPE-THIN

Robert Vogl | Dlubal Software

Program SHAPE-THIN stanoví účinné průřezové hodnoty tenkostěnných průřezů podle Eurokódu 3 a Eurokódu 9. V programu lze ovšem také provádět plasticitní analýzu obecných průřezů simplexovou metodou. V takovém případě se iteračním výpočtem určí plastické rezervy průřezu na základě vnitřních sil stanovených pružnostní analýzou.
V následujícím příkladu stanovíme účinné průřezové hodnoty na výřezu válcovaného I-profilu. Následně výsledky porovnáme s plastickým výpočtem.

Průřez
Při zadání průřezu použijeme databázi průřezů. Vybereme válcovaný profil IPE 200 a označíme možnost „Rozložit průřez na jednotlivé prvky“. U profilu je nastaven materiál Ocel S 235.

Obrázek 1 –Nastavení průřezu z databáze
Obrázek 1 –Nastavení průřezu z databáze

(Pokračování textu…)

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Plastické posouzení průřezů podle EN 1993-1-1

Frank Sonntag | Dlubal Software

Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje provádět plastické posouzení průřezů podle normy EN 1993-1-1, kap. 6.2. V tomto příspěvku se pak budeme zvláště věnovat interakci při namáhání I- průřezů ohybem a osovou silou, kterou upravuje článek 6.2.9.1.

Obecně platí pro posouzení průřezů třídy 1 a 2 podle rovnice 6.31 následující podmínka:
MEd < MN,Rd

Výpočet MN,Rd se v článku 6.2.9.1 (rovnice 6.32 – 6.40) stanoví pro následující průřezy:
– plné průřezy (obdélníkové)
– I a H průřezy (dvojose symetrické)
– duté průřezy (kruhové a obdélníkové)

Pro dvojose symetrické I a H průřezy platí při ohybu okolo hlavní osy největší tuhosti rovnice 6.36:
MN,y,Rd = Mpl,y,Rd ∙ [(1 – n) / (1 – 0,5 α)]

Do výpočtu tak vstupují dvě veličiny:
1) využití vlivem osové síly n = NEd / Npl,Rd
2) parametr průřezu α = (A – 2 ∙ b ∙ tf) / A ≤ 0,5

Norma stanoví pro parametr α mezní hodnotu 0,5, přičemž nejmenší hodnota u válcovaných profilů je přibližně 0,2. Při grafickém vyhodnocení interakce podle EN 1993-1-1 a DIN 18800 dostaneme téměř stejné výsledky v případě malé hodnoty α.

Grafické vyhodnocení interakce
1 – Grafické vyhodnocení interakce

(Pokračování textu…)

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Výpočet účinných průřezových hodnot

Lukas Sühnel | Dlubal Software

Před vlastní analýzou je třeba ocelové průřezy klasifikovat podle kap. 5.5 normy EN 1993-1-1 s ohledem na jejich únosnost a rotační kapacitu. Analyzují se přitom jednotlivé části průřezů a zařazují se do třídy 1 až 4. Třídu průřezu přitom obecně určuje část průřezu s nejvyšší třídou. Zatímco u průřezů třídy 1 a 2 lze při následném posouzení uvažovat plastickou únosnost, lze u průřezů od třídy 3 provést pouze pružnostní analýzu. U průřezů třídy 4 se vyskytuje lokální boulení již před dosažením pružného momentu. Tuto skutečnost lze zohlednit tak, že použijeme účinné šířky. V našem příspěvku se budeme podrobněji zabývat výpočtem účinných průřezových hodnot.

vypocet-ucinny-prurezovych-hodnot
vypocet-ucinny-prurezovych-hodnot

(Pokračování textu…)

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Realizováno v Dlubal Software: Stezka v oblacích v Dolní Moravě, Jeseníky

Stezka v oblacích v Dolní Moravě, Jeseníky
Stezka v oblacích v Dolní Moravě, Jeseníky

V Dolní Moravě pod Králickým Sněžníkem vyrostla v nadmořské výšce 1 116 metrů unikátní stavba nazvaná Stezka v oblacích, která nemá ve střední Evropě obdoby. Již samotný název napovídá, že se jedná o stavbu vyhlídkové stezky, která se vypíná až do výšky 58,5 metru nad okolním svažitým terénem a je vidět z několika kilometrů.

Více informací o projektu…

Další informace…

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Simulace chování zdiva v programu RFEM

Moritz Bertram | Dlubal Software

Chceme-li v programu RFEM reálně vyhodnotit chování zdiva, je třeba nejdříve stanovit materiál a materiálový model. Zdivo reaguje na tah trhlinami, proto musíme použít nelineární materiálový model. Uživatel ho má k dispozici, pokud vlastní licenci k přídavnému modulu RF-MAT NL.

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.

1- Materiál
1- 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 x 10‑11 N/mm². Minimální tahová napětí tak nelze zcela vyloučit.

2 – Materiálový model
2 – 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.

3 – Zatížení a deformace
3 – 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.

4-Maximální napětí ve směru osy x a y
4-Maximální napětí ve směru osy x a y
5 – Minimální napětí ve směru osy x a y
5 – Minimální napětí ve směru osy x a y

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.
Literatura:
[1] Graubner C.-A./Rast R.: Mauerwerksbau aktuell 2016, str. C.45

Více informací o programech pro nelineární analýzu…

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

Realizováno v Dlubal Software: Dřevěná vzducholoď Gulliver v Centru DOX, Praha

Dřevěná vzducholoď Gulliver v Centru DOX, Praha
Dřevěná vzducholoď Gulliver v Centru DOX, Praha

Začátkem prosince 2016 byla v Centru současného umění DOX v Praze slavnostně otevřena unikátní stavba vzducholodi ze dřeva a oceli.

Vzducholoď Gulliver nad Centrem DOX ztělesňuje věčnou lidskou touhu létat a zároveň určitý utopický ideál. Stavba bude sloužit jako prostor pro setkávání současného umění s literaturou a program bude rozvíjet témata výstav Centra DOX, které charakterizuje kritická reflexe fungování dnešního světa.

Více informací o projektu…

Další informace…

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp

18podlažní hybridní dřevobetonová konstrukce studentských kolejí, Kanada

18podlažní hybridní dřevobetonová konstrukce studentských kolejí, Kanada
18podlažní hybridní dřevobetonová konstrukce studentských kolejí, Kanada

Brock Commons je 18podlažní hybridní dřevobetonová konstrukce kolejí pro studenty Univerzity Britské Kolumbie ve Vancouveru v Kanadě, která je v současné době ve výstavbě. Po jejím dokončení v létě 2017 se se svými 53 metry výšky stane nejvyšší hybridní dřevobetonovou budovou na světě.

Více informací o projektu…

Další informace…

  • RSS
  • Facebook
  • Google+
  • LinkedIn
  • Twitter
  • XING
  • Mail
  • WhatsApp