Stanovení smykové síly na rohových a koncových stěnách
Na rozdíl od jednotlivých sloupů (nebo uzlových podpor) nelze smykovou sílu u koncových a rohových stěn přímo odvodit z normálové síly sloupu (nebo podporové síly). V RF-STANZ Pro se zde analyzuje průběh smykové síly vmax,b v připojené desce a ze smykové síly v kritickém obvodu se určuje smyková síla.
Samostatný odborný článek již toto téma pojednal a popsal dostupné možnosti v masce "1.5 Smykové uzly" a obecný postup pro stanovení zatížení.
Velikosti řezných sil na plochách v RFEM
V zásadě by mělo být nejprve konstatováno, že smyková síla VEd není zjišťována z podporové síly liniové podpory ani z normálové nebo membránové síly stěny, ale vyhodnocují se smykové síly v desce zkoumané na smykové zatížení.
Používá se přitom hlavní řezná síla vmax,b z RFEM, která je k dispozici ve výsledcích zatěžovacích stavů, kombinací zatížení nebo výsledkových kombinací. Definice vmax,b je popsána v [1] odstavci 8.16. Tím se stanoví:
Alternativně lze tuto kapitolu nalézt také v online příručce RFEM 5.
Vliv singularit
Pokud je v místě posuzovaného smykového bodu singularita nebo špičková hodnota v průběhu smykových sil, má to odpovídající vliv na stanovenou smykovou sílu VEd v kritickém obvodu.
V následujícím příkladu má být zkoumáno smykové zatížení v základové desce na konci stěny. RF-STANZ Pro zde přebírá hlavní řeznou sílu vmax,b v základové desce. Viz následující obrázek 02.
Problém zde spočívá v tom, že síť konečných prvků byla generována příliš hrubě a kritický obvod prochází špičkovými hodnotami smykové síly vmax,b.
Modul rozpozná nedostatečnou síť konečných prvků a zobrazí v masce 2.1 upozornění č. 56.
Volitelná zahuštění sítě konečných prvků jemněji vyřeší hrubou síť v oblasti smykového bodu, což umožní vyřešení upozornění č. 56. Zahuštění sítě může však vést ke zvýšení špičkové hodnoty smykové síly v kritickém obvodu, takže nakonec je i stanovená hodnota smykové síly VEd negativně ovlivněna a zvýšena.
Pokud je špičková hodnota smykové síly v kritickém obvodu metodou zahuštění sítě negativně ovlivněna, bývá často vhodné vypořádat se se vstupním modelem. V [2] jsou popsány různé "zdroje chyb", které výrazně ovlivňují průběh řezných sil na ploše, a tím i stanovenou smykovou sílu VEd v RF-STANZ Pro.
Optimalizace modelu z hlediska geometrie
V předloženém příkladu lze dosáhnout průběhu smykových sil v desce, a nakonec i v kritickém obvodu, "reálnějším" zobrazením základové desky. Okrajové linie základové desky byly v první variantě modelu umístěny do systémových os stěn. V další variantě nebyl okraj základové desky umístěn na systémové osy stěn, ale byl zadán podle "reálného" okraje základové desky. Tím lze podstatně ovlivnit průběh smykových sil v kritickém obvodu.
Na následujícím obrázku 05 je dobře vidět srovnání mezi oběma zmíněnými variantami.
To má ve srovnání s první variantou také tu výhodu, že realističtější vzdálenost k vnější hraně základové desky je automaticky rozpoznána v RF-STANZ Pro, a tím je vhodněji nastavena délka kritického obvodu.
Optimalizace modelu z hlediska podepření
Další možností, jak příznivě ovlivnit průběh smykových sil v uvažované základové desce, je diferencovanější uvažování zadané plochou výztuže.
Obvykle se v RFEM nastavuje konstantní pružina na celou základovou desku jako elastická podpěra. RFEM však kromě konstantní pružiny nabízí i další možnosti, jak plochou výztuž příznivěji zobrazit.
Jednou z možností je, například, uvažování okrajových nebo rohových pružin, které mohou pozitivně ovlivnit průběh smykových sil v základové desce. K tomuto tématu je k dispozici další odborný článek, ve kterém jsou vysvětleny teoretické pozadí (modifikovaného) metody výpočtu pružin.
Na následující grafice je zřetelný srovnání smykových sil v obvodě bez (nahoře v obrázku) a s (dole v obrázku) uplatněnými okrajovými pružinami na modelu s okrajovým přesahem.
Dále by mělo být zmíněno pomocný modul RF-SOILIN, s kterým lze - alternativně k modelu s okrajovými pružinami - dosáhnout realističtějšího přístupu k ploché výztuži, což může rovněž pozitivně ovlivnit průběh smykových sil v kritickém obvodu.
Nastavení v RF-STANZ Pro
Standardně je v RF-STANZ Pro smyková síla stanovena na "neregulovaný průběh smykových sil v kritickém obvodu". S dříve uvedenými optimalizacemi by tato volba v masce 1.5 modulu měla být v zásadě zachována. Pokud se však navzdory výše uvedeným optimalizacím stále určuje špičková hodnota smykové síly v kritickém obvodu, je uživateli k dispozici také možnost "hladké smykové síly v kritickém obvodu".
Při zpracování průměrné smykové síly v kritickém obvodu je třeba také zohlednit vliv koeficientu zvýšení zatížení ß, který lze například stanovit pomocí sektorového modelu. Existuje i další odborný článek na toto téma.
Závěr
Stručně řečeno, uživatel by měl v případě velkého využití při posouzení smyku na koncích nebo rozích stěn vždy kontrolovat velikost působící smykové síly.
V této souvislosti by měl být vždy věnována pozornost průběhu smykových sil v kritickém obvodu a zkontrolováno, zda úpravami nebo optimalizacemi modelu lze pozitivně ovlivnit průběh smykové síly vmax,b v desce.
Tyto uvedené optimalizace týkající se modelování a uložení však nemohou představovat univerzální postupy, ale vždy musí být individuálně hodnoceny uživatelem podle situace a v případě potřeby realizovány ve specifické formě modelu.