7488x
001457
27.6.2017

Možnosti, jak předejít singularitám na uzlových nebo liniových podporách deskových konstrukcí

Zatímco výsledky se mimo místa nespojitosti při zjemňování sítě konečných prvků stále upřesňují a nakonec se již téměř nemění, „vystřelují“ výsledky na uzlových podporách a na koncích liniových podpor stále vzhůru. Vznikají tak místa s příliš vysokými hodnotami, která případně znemožňují úspěšně provést posouzení. Tyto singularity je pak potřeba zdůvodnit anebo se musí důsledněji definovat okrajové podmínky.

Uzlové podpory

Pokud se pod deskou nachází sloup, zadá se v tomto místě při 2D modelování uzlová podpora. Aby podepření nepůsobilo jako bodové tuhé podepření v jediném uzlu sítě konečných prvků, lze v programu RFEM zadat ručně buď konstanty tuhosti anebo nechat automaticky vypočítat součinitele podloží označením volby „Sloup v Z“.

K tomu, aby se automaticky zohlednilo pružné podepření, stačí zadat několik parametrů.

Nabízí se tři možnosti:

  1. Pružné podloží plochy: Interně se v programu skutečně zohlední poddajné plošné podepření o rozměrech sloupu. Tím se ale bude také nutně uvažovat částečné vetknutí v hlavě sloupu při působení svislých dvojic sil a pružného podepření ve směru x a y.
  2. Pružná uzlová podpora: Ke zvýšení tuhosti nad sloupem se bude pro výpočet uvažovat plocha s dvojnásobnou tloušťkou desky a s uzlovým podepřením se stanovenými konstantami tuhosti.
  3. Uzlová podpora s upravenou sítí KP: I v tomto případě se bude interně uvažovat dvojnásobná tloušťka. Zohlední se ovšem tuhé podepření v Z.

U druhé a třetí možnosti lze uvažovat kloubové uložení nebo částečné vetknutí v hlavě sloupu a u všech tří variant lze použít kloubové uložení, polotuhé podepření anebo vetknutí v patě sloupu.

Vypočítané konstanty tuhosti se při každé změně zobrazí přímo v pravé části okna pod grafickým zobrazením. Máme přitom také možnost upravit průřez hlavice nebo zohlednit smykovou tuhost sloupu. Smyková tuhost sloupu je standardně aktivována a redukuje vodorovné i rotační pružiny podepření.

U všech tří variant se průřez sloupu převezme z posouzení plochy v přídavných modulech jako například RF-STEEL-Surfaces, RF-CONCRETE Surfaces nebo RF-LAMINATE. Při návrhu se tak stále vychází z vnitřních sil v oblasti připojení, a výsledky jsou tudíž ekonomičtější.

Ani ve výsledném zobrazení v programu RFEM se nezobrazí výsledky v oblasti sloupu. Nicméně pokud je potřebujeme znázornit, lze je aktivovat v navigátoru Výsledky.

Jestliže jsou nad uzlovými podporami, zadanými jako sloup, k sobě připojeny dvě desky kloubově (liniovým kloubem), je třeba si uvědomit, že pokud budeme interně uvažovat přídavnou plochu, liniový kloub se přeruší, a vzniknou tak momenty vetknutí na okrajích desek.

Vyhnout se tomu můžeme pouze tak, že buď jedna z ploch bude končit před „sloupy“ anebo zvolíme „normální“ pružné kloubové uzlové podepření. Jestliže ve vstupních údajích sloupů vybereme pružné uzlové podepření a zadáme příslušné parametry, lze následně krátce otevřít dialog „Upravit uzlovou podporu“ a jednoduše zrušit označení možnosti „Sloup v Z“. Již stanovené konstanty tuhosti se automaticky převezmou.

Liniové podpory

Pokud je deska uložena na stěnách, zadáme při 2D modelování liniové podepření. Při výpočtu metodou konečných prvků se liniové podepření interně rozdělí na uzlové podpory v každém bodu sítě konečných prvků. Následně se pro každou uzlovou podporu vypočítá podporová síla. Pomocí funkcí pro průměrování hodnot, které zohledňují vliv sousedních uzlových podpor, se stanoví lineární průběh mezi jednotlivými podpěrnými body. Aby se ani u liniových podpor neobjevovaly příliš vysoké vrcholové hodnoty, můžeme použít volbu „Stěna v Z“.

Zvláště u stěnových pilířů může kvalitativní průběh podporových reakcí vypadat zcela odlišně v případě zohlednění poddajnosti.

Na rozdíl od uzlových podpor zadaných jako sloup není u liniových podpor typu Stěna vypnuto zobrazení výsledků v oblasti podpory.

Literatura

[1] Barth, C.; Rustler, W.: Finite Elemente in der Baustatik-Praxis, 2. vydání. Berlín: Beuth, 2013
[2] Manuál RFEM 5. Praha: Dlubal Software, leden 2012. Stáhnout

Recenzent

Pan Fröhlich poskytuje technickou podporu zákazníkům a je odpovědný za vývoj produktů pro ocelové konstrukce.

Linky
Staženo