Průvlaky, žebra, deskové nosníky: deformace a průhyby ve stavu porušení trhlinami

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Přídavné moduly RFEM a RF-CONCRETE nabízejí různé možnosti pro posouzení deformací T-nosníku ve stavu II s trhlinami. V tomto odborném příspěvku popíšeme metody výpočtu (C) a možnosti modelování (M). Jak metoda výpočtu, tak možnosti modelování se neomezují pouze na T-nosníky, ale budou vysvětleny pouze na příkladu tohoto systému.

Výpočetní metody výpočtu deformací/deformací

C1: Analytický výpočet - prut
Výpočetní metoda podle EN 1992-1-1, oddíl 7.4.3 [1] umožňuje zjednodušené přiblížení deformace ve stavu s trhlinami. Touto metodou se deformace stanoví na extrahované prutové konstrukci. Připojené konstrukční prvky, jako například plochy, se při výpočtu neuvažují.

C2: Analytický výpočet - plocha
Přídavný modul RF-CONCRETE Deflect určuje deformace ve stavu s trhlinami pomocí metody založené na analytické metodě výpočtu podle EN 1992-1-1, oddíl 7.4.3. V tomto případě se na výztužnou ocel a beton aplikují lineárně elastické vlastnosti materiálu až do dosažení tahové pevnosti. Při překročení tahové pevnosti betonu dochází k poškození. Posuzovaná konstrukce se musí skládat výhradně z ploch. Tato metoda výpočtu je vhodná pro plochy vystavené ohybu.

C3: Nelineární výpočet - prut
Jedná se o fyzikálně nelineární metodu, která při analýze deformací zohledňuje tvorbu trhlin a doprovodnou redistribuci vnitřních sil. U posuzované konstrukce se jedná o čistě prutovou konstrukci.

C4: Nelineární výpočet - plocha
Jedná se o fyzikálně nelineární metodu, která při analýze deformací zohledňuje tvorbu trhlin a doprovodnou redistribuci vnitřních sil. Posuzovaná konstrukce se musí skládat výhradně z ploch. Při této metodě se vnitřně prostorový model zvětší o výšku. Za tímto účelem se ocelový průřez rozdělí na určitý počet ocelových a betonových vrstev. Další informace naleznete v příručce RF-CONCRETE Surfaces, kapitola 2.8.2 [1] .

C5: Nelineární výpočet - kombinovaná konstrukce
Teoreticky lze pomocí exportu tuhosti analyzovat konstrukce z obou ploch a prutů. RF-CONCRETE Members a RF-CONCRETE Surfaces umožňují exportovat tuhost stanovenou ve stavu s trhlinami do programu RFEM v zatěžovacím stavu nebo v kombinaci zatížení. Výpočet se spustí v jednom z obou modulů, tuhost se exportuje do programu RFEM a druhý modul provede nelineární výpočet, aby zohlednil exportovanou tuhost. Je třeba poznamenat, že interakci mezi plochou a prutovým prvkem nelze zohlednit při jediném exportu tuhosti.

Možnosti modelování

Dostupné metody výpočtu lze kombinovat s různými přístupy k modelování nebo je s nimi spojit. To bude vysvětleno níže pomocí příkladu jednoduše podepřeného nosníku s T-profilem.

Obr. 01 - M1: Prutová konstrukce v renderovaném pohledu

M1: Prutová konstrukce
Konstrukce je modelována jako čistá prutová konstrukce. Možnou možností modelování je oddělit jednotlivé komponenty od celé konstrukce a samostatně je analyzovat nebo vytvořit konstrukci pouze z prutů.

M2: Kombinovaná konstrukce prutových a plošných prvků
T-pásnice se modelují jako plošný prvek a stojina jako prutový prvek. Jedná se o typický model při použití prutů typu Žebro. Typ prutu žebra lze použít pouze při analytickém výpočtu (C1). U nelineární metody výpočtu (C3) je třeba žebro převést na excentrický prut, protože v modelu nemá skutečnou tuhost.

Obr. 02 - M2: Kombinovaná konstrukce z ploch a prutových prvků

M3: Skládaná plechová konstrukce s svisle uspořádaným stojinou
Konstrukce je modelována jako čistě skládaná desková konstrukce bez jakýchkoli prutových prvků. V případě, že modelujeme modelování jako plochy, můžeme přiřadit průřez T-nosníku konstrukční linii, která určuje polohu a orientaci ploch. Stojina by tak byla modelována jako svislá plocha, která je kolmá k plochám pásu.

Obr. 03 - M3: Skládaná plechová konstrukce s svisle uspořádaným stojinou

M4: Skládaná plechová konstrukce s vodorovně uspořádanou stojinou
Stejně jako v případě M3 se model skládá výhradně z ploch. Jak akordy, tak stojina jsou modelovány jako plocha s excentricitou uspořádanou vodorovně k ose těžiště. Plocha tvořící stojinu má tloušťku odpovídající celkové výšce konstrukce.

Obr. 04 - M4: Skládaná plechová konstrukce s vodorovně uspořádanou stojinou

Základní informace o modelování v přídavných modulech
V zásadě výpočet deformace ve stavu s trhlinami vyžaduje definici existující výztuže v konstrukci, která se co nejvíce nejvíce blíží skutečně navržené výztuži nebo případu. V RF-CONCRETE Members je možné stávající výztuž upravit a uložit jako předlohu (viz RF-CONCRETE Members, Kapitola 3.6 [3] ). V přídavném modulu RF-CONCRETE Surfaces lze velikost stávající výztuže zadat ručně nebo pro každý prvek, plocha po ploše (viz RF-CONCRETE Surfaces, Kapitola 3.4.3 [2] ).

Kombinace metod pro stanovení deformace a modelování

V závislosti na modelování jsou pro analýzu deformací vhodné pouze určité metody. V následující tabulce jsou uvedeny možné kombinace.

Obr. 05 - Kombinace způsobu modelování a postupu při výpočtu deformace

* 1) Při použití typu Žebro v M2 je možné provést analytický výpočet C1. U excentrických prutů by byla část plochy zanedbána při použití C1.

* 2) Je třeba poznamenat, že metoda C2 je navržena pro konstrukční prvky převážně namáhané ohybem.

Reference

[1] Eurokód 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby; ČSN EN 1992-1-1: 2006-11
[2]  Manuál RF-CONCRETE Surfaces. Praha: Dlubal Software, květen 2017. Stáhnout
[3]  Manuál RF-CONCRETE Members. Praha: Dlubal Software, červenec 2017. Stáhnout

Odkazy

Kontakt

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

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.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RFEM Železobetonové konstrukce
RF-CONCRETE 5.xx

Přídavný modul

Posouzení železobetonových prutů a ploch (desky, stěny, skořepiny)

Cena za první licenci
810,00 USD