V tomto příspěvku představíme základní pojmy z dynamiky konstrukcí a jejich roli při seizmickém posouzení konstrukcí. Velký důraz je kladen na srozumitelné vysvětlení odborných aspektů, aby byl i bez hlubších odborných znalostí umožněn vhled do problematiky.
V mnoha konstrukcích použití jednoduchého prutu nestačí. Často je třeba zohlednit oslabení průřezu nebo otvory v masivních nosnících. Pro takové aplikace je k dispozici typ prutu Plošný model. Ten lze integrovat do modelu jako každý jiný prut a využít všechny možnosti plošného modelu. V následujícím odborném článku ukážeme použití takového prutu v samostatném systému a popíšeme integraci otvorů do prutů.
Modální součinitel důležitosti je výsledkem lineární stabilitní analýzy a kvalitativně popisuje míru spoluúčasti jednotlivých prutů na určitém vlastním tvaru.
Pro vyhodnocení vlivu lokálních jevů na stabilitu štíhlých prvků nabízí programy RFEM 6 a RSTAB 9 možnost provést lineární analýzu kritického zatížení na úrovni průřezu. Následující článek se zabývá základy výpočtu a vyhodnocení výsledků.
Při navrhování ocelových konstrukcí tvarovaných za studena jsou často vyžadovány vlastní uživatelské průřezy. V programu RFEM 6 lze uživatelský průřez vytvořit pomocí některého z „tenkostěnných“ průřezů dostupných v databázi. Ostatní průřezy, které nevyhovují žádnému ze 14 dostupných průřezů tvarovaných za studena, lze vytvořit a načíst ze samostatného programu RSECTION. Obecné informace o posouzení oceli podle AISI v programu RFEM 6 najdete v článku databáze znalostí v odkazu na konci této stránky.
Plochy v modelech budov mohou mít mnoho různých velikostí a tvarů. V programu RFEM 6 lze všechny tyto plochy zohlednit, neboť program umožňuje definovat různé materiály a tloušťky a také plochy s různou tuhostí a různými typy geometrie. Tento článek se zaměřuje na čtyři z těchto typů ploch: rotační, oříznutí, bez tloušťky a pro přenos zatížení.
V tomto článku si ukážeme, jak lze posuzovat za studena tvarované ocelové průřezy podle EN 1993-1-3, oddíl 6.1.6 v programu RFEM 6. Vzhledem k tomu, že toto téma je stále ve vývoji, představíme aktuálně dostupné možnosti.
V programu RFEM 6 je nyní k dispozici posouzení ocelových prutů tvarovaných za studena podle AISI S100-16. K tomuto posouzení se lze dostat výběrem normy „AISC 360“ v addonu Posouzení ocelových konstrukcí. Pro posouzení oceli tvarované za studena se pak automaticky vybere „AISI S100“ (obrázek 1).
Addon „Modální analýza“ v programu RFEM 6 umožňuje provádět modální analýzu konstrukčních systémů, a stanovit tak hodnoty vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a součinitele účinných modálních hmot. Tyto výsledky lze použít pro posouzení kmitání i pro další dynamickou analýzu (například zatížení spektrem odezvy).
V tomto příspěvku si ukážeme, jak použít addon Vázané kroucení (7 stupňů volnosti) v kombinaci s addonem Stabilita konstrukce pro zohlednění deplanace průřezu jako dalšího stupně volnosti při analýze stability.
Modální analýza je výchozím bodem pro dynamickou analýzu konstrukcí. Lze v ní stanovit hodnoty vlastního kmitání, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary, modální hmoty a faktory účinných modálních hmot. Tyto výsledky lze použít pro posouzení kmitání nebo je lze použít pro další dynamickou analýzu (například zatížení spektrem odezvy).
Addon Posouzení železobetonových konstrukcí umožňuje posoudit železobetonové sloupy podle ACI 318-19. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v addonu Posouzení železobetonových konstrukcí krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-19 včetně nutné podélné výztuže, plochy neoslabeného průřezu a velikosti/vzdálenosti třmínků.
Při posuzování průřezů podle Eurokódu 3 se vychází z klasifikace posuzovaného průřezu z hlediska tříd stanovených normou. Klasifikace průřezů je důležitá, protože určuje meze únosnosti a rotační kapacity v důsledku lokálního boulení částí průřezu.
Nosník (trám) je podle EN 1992-1-1 [1] prut, jehož rozpětí není menší než trojnásobek celkové výšky průřezu. Jinak by měl být konstrukční prvek považován za stěnový nosník. Chování stěnových nosníků (tj. nosníků s rozpětím menším než je trojnásobek výšky průřezu) se liší od chování běžných nosníků (trámů, tj. nosníků s rozpětím, které je třikrát větší než výška průřezu).
Posouzení stěnových nosníků je ovšem často nutné při analýze konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí, protože se používají pro nadokenní a dveřní překlady, průvlaky, spoje mezi deskami v různých úrovních a rámové systémy.
Zadání vhodné vzpěrné délky je rozhodující pro stanovení správné návrhové únosnosti prutu. V případě ztužení ve směru osy X, které je připojeno ve středu, se inženýři často ptají, zda se má použít celá délka prutu, nebo zda postačuje poloviční délka k místu, kde jsou pruty připojeny.V tomto příspěvku nastíníme Doporučení AISC a příklad, jak lze v programu RFEM zadat vzpěrnou délku X-ztužení.
Imperfekce ve stavebnictví popisují výrobní odchylky konstrukčního prvku od jeho ideálního tvaru. Často se používají při výpočtu pro stanovení rovnováhy sil na konstrukčních prvcích v deformovaném systému.
RFEM 6 má k dispozici addon Form-finding pro nalezení rovnovážných tvarů tahem zatížených plošných modelů a osově zatížených prutů. Tento addon aktivujte v Základních údajích modelu a použijte k nalezení geometrického tvaru, ve kterém je předpětí lehkých konstrukcí v rovnováze s existujícími okrajovými podmínkami.
V tomto příspěvku představíme základy používání addonu Vázané kroucení (7 stupňů volnosti). Tento addon je plně integrován do hlavního programu a umožňuje při výpočtu prutových prvků zohlednit deplanaci průřezu. V kombinaci s addony Stabilita konstrukce a Posouzení ocelových konstrukcí lze provést posouzení na klopení s vnitřními silami analýzou druhého řádu při zohlednění imperfekcí.
Možnosti výběru v tiskovém protokolu umožňují zobrazit jednotlivé tvary boulení s odpovídajícím posouzením boulení ve stručné nebo úplné formě detailních výsledků.
Působení kolejnice jako „staticky spolupůsobící“ nebo „staticky nespolupůsobící“ je definováno v detailech v programu CRANEWAY pomocí možností „spoj kolejnice-pásnice“. Tímto nastavením se řídí výpočet roznášecí délky podle EN 1993-6, tabulky 5.1.
Pokud se zadá parametrický průřez do databáze pomocí jeho rozměrů, pak se geometrické vlastnosti zakódují do označení průřezu, například „TO 200/100/10/10/10/10“.
Přídavný modul RF-STABILITY stanovuje součinitele kritického zatížení, vzpěrné délky a vlastní tvary RFEM modelů. Stabilitní analýzu lze provádět různými metodami vlastních čísel, které mají své výhody v závislosti na konfiguraci systému a počítače.
V programech RFEM a RSTAB lze pohodlně přiřadit materiály hybridním průřezům z programu SHAPE‑THIN. Předpokladem je, že jednotlivým prvkům průřezu byly v programu SHAPE‑THIN přiděleny různé materiály.
Pokud do již existující konstrukce v programu RFEM dodatečně vkládáme prut s náběhem s mezilehlými uzly, vyvstane otázka, jak jednoduše a rychle stanovit jednotlivé výšky průřezu tohoto prutu. V tu chvíli je vhodné použít funkci „Spojit linie/pruty“.
S přídavným modulem RF‑/LIMITS je možné porovnávat únosnost prutů, konců prutů, uzlů, uzlových podpor a ploch (jen v programu RFEM) prostřednictvím definované mezní únosnosti. Dále je možné kontrolovat posunutí uzlů i rozměry průřezu. V tomto příkladu porovnáme síly v patce sloupu přístřešku pro auto s maximálními přípustnými silami danými výrobcem.
V modulech pro posouzení prutů se ve výchozím nastavení třída průřezu pro každý prut a zatěžovací stav stanoví automaticky. Ve vstupním okně průřezů však může uživatel zadat třídu průřezů také ručně, například je-li při posouzení lokální boulení vyloučeno.
Pomocí programu SHAPE‑THIN lze vytvářet libovolné tenkostěnné průřezy a následně je použít v programu RFEM nebo RSTAB jako průřez prutu. SHAPE‑THIN také dokáže spočítat pro libovolný průřez všechny příslušné parametry průřezu pro posouzení a analýzu napětí.