Vliv tuhosti přípoje na posouzení prutů a spojů

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

V praxi se stavební inženýři stále znovu setkávají s úkolem provést úpravy v již postavených stavbách. V mnoha případech je třeba na stávající konstrukce vnést dodatečná zatížení. Často se přitom používají ocelové nosníky s čelními deskami a kolíkové spoje.

V našem příspěvku si předvedeme, jaký vliv má zvolený model v oblasti podpor na vnitřní síly a deformace.

Popis modelů A - E

Model A představuje standardní řešení v případě čistě prutového modelu. Nosník je na obou stranách plně vetknutý, všech šest stupňů volnosti bylo odebráno. Model nevykazuje žádné nelinearity. Prutový model je podepřen uzlovými podporami typu „Vetknutí“.

Obrázek 01 - Model A.

V modelu B je prut na obou stranách opatřen lineárně podepřenou tuhou čelní deskou. U tuhé čelní desky se přitom deformace neuvažují. Podepření modelujeme jako čistě plošnou podporu.

Obrázek 02 - Model B.

V modelu C má prut na obou stranách nelineárně podepřenou tuhou čelní desku. Plošná podpora přenáší pouze napětí v tlaku. Posouvající a tahové síly přenášejí uzlové podpory, u nichž rovněž zadáme nelinearitu.

Obrázek 03 - Model C.

U modelu D je prut na obou stranách opatřen čelní deskou s konečnou tloušťkou (t = 100 mm) a nelineárním podepřením. Plošná podpora přenáší pouze napětí v tlaku. Posouvající a tahové síly přenášejí nelineární uzlové podpory.

Obrázek 04 - Model D.

U modelu E má prut na obou stranách čelní desku s konečnou tloušťkou (t = 40 mm) a nelineárním podepřením. Plošná podpora přenáší pouze napětí v tlaku. Posouvající a tahové síly přenášejí nelineární uzlové podpory.

Obrázek 05 - Model E.

Poznámka k modelování „kolíků“: u modelů C až E jsme zadali nelineární translační pružinu pro přenos tahových sil.

Vyhodnocení a porovnání výsledků

Jednoduchý prutový model (model A) s tuhým vetknutím vykazuje podle očekávání největší momenty ve vetknutí, a tudíž i nejmenší moment v poli. Pokud jde o dimenzování čelní desky a spojovacích prostředků, jedná se o nejkonzervativnější řešení. Moment v poli je ovšem podhodnocen.

Model B vykazuje téměř stejné výsledky jako model A. U tuhé plochy s lineárním podepřením ani nelze očekávat jiné výsledky. Tento způsob modelování nemá v praxi opodstatnění.

U modelu C s definovanou nelinearitou můžeme pozorovat výrazný nárůst momentu v poli o 27 % v porovnání s prostým prutovým modelem. Moment ve vetknutí se odpovídajícím způsobem sníží.

Čím realističtěji modelujeme podporové podmínky, tím více roste moment v poli. Zvýšení tohoto momentu dosahuje u modelu D již 34 % oproti jednoduchému prutovému modelu.

Nejvýrazněji se projevuje vliv podporových podmínek při zvolení reálné tloušťky ocelové desky. U modelu E tak lze zaznamenat o 56 % větší moment v poli.

Obrázek 06 - Vnitřní síla My

Deformace představují rovněž důležité mezní podmínky. Z obrázků je zřejmé, jaký vliv bude mít daný způsob modelování na deformaci nosníku. U modelů A a B nevznikají v místě vetknutí žádné deformace. Deformace pole jsou malé. Oproti tomu v modelu E s reálnou tloušťkou ocelové desky 40 mm dochází vlivem vysokého zatížení k výrazným deformacím desky. V tomto případě je vliv reálné tuhosti desky na deformace nosníku obzvlášť zřetelný.

Je třeba poznamenat, že v našem jednoduchém příkladu se materiálová nelinearita (plasticita) neuvažuje. Po dosažení meze kluzu v čelních deskách by bylo samozřejmě možné pozorovat opět jiné/větší deformace.

Obrázek 07 - Deformace

Závěr

V závislosti na projektovém zadání může být vhodné modelovat podporové podmínky realisticky metodou konečných prvků. Program RFEM se svými užitečnými funkcemi a intuitivním zadáváním vstupních dat přitom nabízí rychlé a efektivní řešení. Chování nosných konstrukčních prvků při konkrétních podporových podmínkách tak lze lépe vyhodnotit.

Detailně řešený návrh přípojů umožňuje také přesně zhodnotit přenos zatížení do jiných konstrukčních dílců. Lze tak vypracovat hospodárná a proveditelná řešení, která přesto splňují vysoké bezpečnostní standardy.

Modelování podporových podmínek metodou MKP lze doporučit také v případě, že potřebujeme přepočítat stávající konstrukční prvky nebo spoje například kvůli změně jejich využití. Čím více nás omezují limity, tím více se nám vyplatí realistický způsob modelování.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) René Flori

Dipl.-Ing. (FH) René Flori

Vedoucí péče o zákazníky

Ing. Flori je vedoucím oddělení péče o zákazníky a také poskytuje technickou podporu uživatelům programů Dlubal Software.

Klíčová slova

Tuhost spoje Tloušťka desky Neposuvné připojení Podporová podmínka

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 518x
  • Aktualizováno 15. července 2021

Kontakt

Kontaktujte Dlubal Software

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

Online školení | Anglicky

Eurokód 2 | Betonové konstrukce podle DIN EN 1992-1-1

Online školení 29. července 2021 8:30 - 12:30 CEST

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 5. srpna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM | Dynamika konstrukcí a posouzení zemětřesení podle EC 8

Online školení 11. srpna 2021 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM pro studenty | USA

Online školení 11. srpna 2021 13:00 - 16:00 EDT

Online školení | Anglicky

Eurokód 3 | Ocelové konstrukce podle DIN EN 1993-1-1

Online školení 25. srpna 2021 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle DIN EN 1995-1-1

Online školení 23. září 2021 8:30 - 12:30 CEST

Pozvání na konferenci

Statika stavieb 2021 - 25. konference statiků

Konference 14. října 2021 - 15. října 2021

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 8. června 2021 14:00 - 14:45 CEST

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Webinář 13. května 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dřevěné konstrukce | 2. část: Posouzení

Prutové a plošné konstrukce ze dřeva | 2. část: Posouzení

Webinář 11. května 2021 14:00 - 15:00 CEST

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Webinář 5. května 2021 9:00 - 10:00 CEST

Membránové konstrukce a \n CFD simulace zatížení větrem

Membránové konstrukce a CFD simulace zatížení větrem

Webinář 6. dubna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Webinář 30. března 2021 14:00 - 14:45 CEST

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Webinář 10. března 2021 14:00 - 15:00 EDT

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Webinář 4. února 2021 14:00 - 15:00 BST

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 26. ledna 2021 13:00 - 14:00 BST

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Webinář 19. ledna 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dlubal seminář

Dlubal online seminář | 15. prosince 2020

Webinář 15. prosince 2020 9:00 - 16:00 BST

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Webinář 25. listopadu 2020 13:00 - 14:00 BST

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 11. listopadu 2020 14:00 - 15:00 EDT

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Webinář 27. října 2020 14:00 - 14:45 BST

Co jsou účinky?

Co jsou účinky?

Délka 3:04 min

}
RFEM
RFEM

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.

Cena za první licenci
3 540,00 USD