Singularity při posouzení železobetonových ploch

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Singularity se vyznačují soustředěním výsledných napěťových hodnot v omezené oblasti. Jsou podmíněny metodikou MKP. Teoreticky se přitom tuhost a/nebo namáhání v nekonečné velikosti soustředí v nekonečně malé oblasti.

Singularity ani výsledné koncentrace napětí se ve skutečnosti nevyskytují v míře, v jaké se vyskytují v modelu. V zásadě není vhodné vyhodnotit výsledky v oblasti výskytu singularit. Je ovšem zcela rozumné analyzovat a posuzovat singularita, protože singularity mohou poukázat na problémy ve skutečném modelu. Praktickým příkladem při posouzení železobetonových konstrukcí by bylo např. Zpochybnění rizika protlačení v oblasti výskytu singularit.

Při návrhu železobetonových konstrukcí v programu RFEM a RF-CONCRETE jsou singularity často reakcemi, které nelze posoudit.

Kde se mohou vyskytnout singularity?

  • Bodové podpory nebo zavádění zatížení
  • Konvexní rohy nebo rohy otvorů
  • Skoky v tuhosti (například skok v tloušťce desky)
  • Počátek a konec žeber
  • Počátek a konec liniových podpor nebo stěn

Detekce singularit

V MKP lze lokalizovat singularitu pomocí zahuštění sítě na příslušném místě v modelu pomocí zahuštění sítě KP. Pokud vzrůstá výsledná hodnota závislá na napětí v posuzované oblasti, ale oblast, v které působí, se zmenšuje, jedná se s velkou pravděpodobností o singularitu.

Protiváha k singularitám

V programu RFEM a v posouzení železobetonu v přídavném modulu RF-CONCRETE lze různými způsoby působit proti singularitám a souvisejícím nevyšetřitelným situacím.

Hladká oblast
V programu RFEM existují oblasti vyhlazení, pomocí nichž lze výsledné vrcholy vyhladit nebo nastavit na nulu. Hladkou oblast lze otevřít v panelu nástrojů v sekci „Výsledky“. V případě vyhlazení musí být základní plocha definována konstrukčně. U volby „Nastavit vnitřní síly na nulu“ lze jako rozsah použít například průřez připojeného sloupu (viz obr. 01).

Integrovaná plocha
Jako alternativu k hladké ploše s rozměry průřezu sloupu lze modelovat plochy a integrovat je do stávající plochy. Tyto plochy budou následně při posouzení v přídavném modulu RF-CONCRETE Surfaces vyloučeny (viz obr. 01).

Obr. 01 - Názorný příklad výskytu singularity a příslušných protiopatření

V modulu RF CONCRETE Surfaces je třeba aktivovat použití vyhlazených nebo nulových vnitřních sil v možnostech detailu (viz Obrázek 02).

Obr. 02 - CONCRETE Surfaces

Obě tyto metody (hladká plocha a integrovaná plocha) lze použít pro sloupy i pro koncové rohy. Obecně postačují hladké oblasti. Hladké oblasti ovšem nemají u nelineárního výpočtu požadovaný účinek, protože během výpočtu dochází k přeskupení vnitřních sil a mohou vznikat nové singularity.

Metoda posouzení podložek
Při posouzení stropní desky mohou singularity vznikat v důsledku vysokých normálových sil, například v důsledku selektivní podpory. Kromě toho může metoda posouzení stále více ovlivňovat účinky singularity nebo nestanovitelné situace. U desek proto doporučujeme deaktivovat optimalizaci návrhových vnitřních sil v modulu RF-CONCRETE Surfaces (viz obr. 03).

Obr. 03 - CONCRETE Surfaces

Rozdělení zatížení
Abychom se vyhnuli vzniku singularit, lze osamělá nebo liniová zatížení převést na zatížení na plochu. Funkci Najít můžeme najít například v místní nabídce (viz Obrázek 04).

Obr. 04 - Převedení uzlového zatížení na zatížení na plochu

Zaoblení konvexních rohů
V případě konvexních rohů i rohů u otvorů lze pomocí funkce „Kulatý nebo rohový roh“ případně zaoblit roh. Funkce je přístupná z hlavní nabídky „Nástroje“. Obecně lze ovšem vyhlazením oblastí účinně potlačit mnoho účinků singularity.

Podpory
Vyhýbání se singularity na uzlových a liniových podpor je popsána v tomto technickém článku.

Literatura

[1]  Rombach, G.: Aplikace metody konečných prvků v betonové konstrukci. Berlín: Ernst a Son, 2000

Klíčová slova

Napěťový špička Koncentrace napětí Singularity

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

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