Simulace chování zdiva v programu RFEM

Odborný článek

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.

Obr. 01 - 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.

Obr. 02 -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.

Obr. 03 - 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.

Obr. 04 - Maximální napětí ve směru osy x a y

Obr. 05 - 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. a Rast R. Mauerwerksbau aktuell 2016. Berlín: Beuth, 2015, C.45.

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte nás nebo využijte stránky s často kladenými dotazy.

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.