V realitě se singularity, resp. z nich vyplývající koncentrace napětí, nevyskytují v takové míře, v jaké se vyskytují v modelu. V zásadě nemá vyhodnocování výsledků v oblasti singularit smysl. Zkoumání a posuzování singularitních míst je však zcela smysluplné, protože singularitní místa mohou indikovat problémy v reálném modelu. Praktickým příkladem v betonovém návrhu by bylo například posouzení nebezpečí průrazu v oblasti singularitních míst.
V betonovém návrhu v RFEM a RF-BETON často ze singularit vyplývají neproveditelné návrhy.
Kde mohou singularity vznikat?
- Bodové podpory nebo zavedení zatížení
- Vnitřní rohy, resp. rohy otvorů
- Skoky tuhosti (například skok v tloušťce desky)
- Začátek a konec žeber
- Začátek a konec liniových podpor nebo stěn
Rozpoznání singularit
Ve FEM lze singularitní místa rozpoznat tak, že se na příslušném místě v modelu zjemní síť pomocí zhuštění FE sítě. Pokud se v uvažované oblasti zvyšuje na napětí závislá hodnota výsledku, ale oblast, v níž působí, se zmenšuje, pak se s velmi vysokou pravděpodobností jedná o singularitní místo.
Opatření proti singularitám
V RFEM a v návrhu železobetonu s RF-BETON lze singularitám a s nimi souvisejícím neproveditelným návrhům různými způsoby předcházet.
Vyhlazovací oblast
V RFEM jsou k dispozici vyhlazovací oblasti, jejichž pomocí lze špičky výsledků buď vyhladit, nebo nastavit na nulu. Vyhlazovací oblast lze vyvolat v nabídce na liště pod položkou "Výsledky". Při vyhlazování je třeba uvažovanou oblast stanovit inženýrsky. U volby "nastavit vnitřní síly na nulu" lze například jako oblast uvažovat průřez připojeného sloupu (viz obr. 01).
Integrovaná plocha
Alternativně k vyhlazovací oblasti s rozměry průřezu sloupu lze modelovat plochy a integrovat je do stávající plochy. Tyto plochy jsou pak při návrhu v RF-BETON Plochy vyloučeny (viz obr. 01).
Použití vyhlazených, resp. na nulu nastavených vnitřních sil je třeba v RF BETON Plochy aktivovat v detailních možnostech (viz obr. 02).
Obě uvedené metody (vyhlazovací oblast a integrovaná plocha) lze použít jak pro sloupy, tak pro vnitřní rohy. Obecně jsou vyhlazovací oblasti dostatečné. Pro nelineární výpočet však vyhlazovací oblasti nemají požadovaný účinek, protože během výpočtu dochází k přerozdělení vnitřních sil a mohou vzniknout nové singularitní efekty.
Návrhová metoda u stěnových desek
Při návrhu stěnových desek mohou singularity vznikat v důsledku vysokých normálových sil, například v důsledku bodové podpory. Kromě toho může mít návrhová metoda zesilující vliv na singularitní efekty, resp. neproveditelné návrhy. U stěnových desek se proto doporučuje deaktivovat optimalizaci návrhových vnitřních sil v RF-BETON Plochy (viz obr. 03).
Rozložené zavedení zatížení
Aby se předešlo singularitním efektům, lze bodová zatížení nebo liniová zatížení převést na plošná zatížení. Funkci lze například vyvolat pomocí kontextové nabídky (viz obr. 04).
Zaoblení vnitřních rohů
Jak u vnitřních rohů, tak u rohů otvorů lze v případě potřeby roh zaoblit pomocí funkce "Zaoblit nebo zalomit roh". Funkci lze vyvolat přes "Nástroje" v nabídce na liště. Obecně lze však mnoha singularitním efektům dostatečně předcházet pomocí vyhlazovacích oblastí.
Podpora
Vyhýbání se singularitám v uzlových a liniových podporách je vysvětleno v tomto odborném článku: