Modelování patní desky s uvážením ohybu desky a reálného rozložení síly v kotvách (nelineární model)

Odborný článek

Možnosti modelování

Pro rozdělení síly v kotvách je rozhodující uložení patní desky a její tuhost. Pro realistické rozdělení sil je důležité i modelování uložení kotev.

V modelu A je patní deska řešena jako „tuhá” plocha, případný ohyb desky se v tomto případě neuvažuje. V modelu B jsme pro patní desku zvolili tloušťku a materiál s reálnou tuhostí. Otvory pro kotvy jsou uzavřeny tuhými plochami a ve středu těchto tuhých ploch jsou umístěny lineární uzlové podpory.

Model B je podstatně přesnější, přesto však lineární uzlové podpory, které přenášejí také tlak, a vyplnění otvorů pro kotvy tuhými plochami vedou stále ještě ke zkreslené a příliš malé deformaci desky.

Model C byl odvozen z modelu B. Odstranili jsme pouze tuhé plochy a na okraje otvorů pro kotvy jsme umístili nelineární liniové podpory. Jejich nelinearitu jsme definovali tak, že při působení tlaku budou tyto podpory neúčinné. Tah oproti tomu přenášejí. Uložení patní desky bylo rovněž modelováno jako nelineární. V tomto případě se do podloží přenáší pouze tlak, při působení odlehčujících sil je uložení neúčinné.

Obr. 01 - Modely A, B, C

Vyhodnocení výsledků u jednotlivých modelů

Model A:
V důsledku „nekonečné” tuhosti je deformace konstrukce podhodnocena. Nelineární uložení desky nemůže působit, protože nedochází k žádné deformaci desky. V důsledku tuhé patní desky nedosáhneme ani realistického rozdělení sil v kotvách.

Model B:
Tento model je podstatně přesnější, přesto však lineární uzlové podpory, které přenášejí také tlak, a vyplnění otvorů pro kotvy tuhými plochami vedou stále ještě ke zkreslené a příliš malé deformaci desky.

Model C:
Reálná tuhost spolu s nelineárním plošným uložením desky a s nelineárními liniovými podporami umožňují ohyb desky. Dochází tak k ohybu v oblasti tahu a k působení podporových sil u okraje desky. Důsledkem jsou i podstatně vyšší síly v kotvách než v modelu A i B.

Obr. 02 - Deformace patních desek a znázornění podporových reakcí

Výpočet a vyhodnocení sil v kotvách

Při vyhodnocení podporových sil budeme u liniových podpor vycházet z průběhu výsledků. Průběh můžeme lineárně či konstantně vyhladit, čímž velmi rychle získáme přehled o silách v kotvách. Na hodnotách kotevních sil jasně vidíme, jak důležité je modelovat konstrukci reálně.

V modelu A jsou síly v kotvách značně podceněny. Jedná se o nejméně vhodné řešení, které by se nemělo v praxi uplatňovat. V modelu B dostaneme při daném návrhu podpor příliš vysoké podporové síly. Jedná se o konzervativní řešení, které nebývá nejhospodárnější. Model C přináší reálné rozdělení podporových sil v důsledku ohybu desky a účinného uložení plochy. Tento model nám poskytuje optimální a ekonomické výsledky pro výběr kotev. Na základě vypočítaného napětí v patní desce můžeme dále stanovit požadovanou pevnost betonu.

Obr. 03 - Výpočet a porovnání sil v kotvách

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.