Doplnek Aluminum Design můžete aktivovat na kartě Doplňky v okně Základní data, přičemž preferovanou normu můžete nastavit na kartě Norma I, jak je znázorněno na obrázcích 1 a 2.
Hliníkové konstrukce můžete modelovat pomocí odpovídajících materiálů v databázi materiálů RFEM 6. Materiály můžete také definovat a přidat je do databáze. Je však důležité, aby zadaná data jak z hlediska materiálů, tak z hlediska kombinací zatížení a kombinací výsledků odpovídala koncepci posouzení podle normy. Při posouzení podle evropských norem byste měli zvážit následující dokumenty:
- Základy navrhování konstrukcí (Eurokód 0) pro získání dílčích součinitelů spolehlivosti zatížení a pravidel pro jejich kombinování
- Zatížení konstrukcí (Eurokód 1) pro zohlednění zatížení relevantních pro navrhované konstrukce a stavby
- Návrh hliníkových konstrukcí (Eurokód 9) pro použití pravidel posouzení hliníkových konstrukcí
Kombinace zatížení a kombinace výsledků můžete v RFEM vytvářet automaticky v souladu s normou nebo ručně. V obou případech můžete zatížení aplikovat pomocí běžného postupu zadávání zatížení v RFEM.
Vlastnosti posouzení
Jakmile modeledujete konstrukci, aplikujete zatížení a vytvoříte kombinace zatížení a kombinace výsledků, musíte aktivovat vlastnosti posouzení prutu nebo sady prutů, které mají být posouzeny (obrázek 3). To vám umožní definovat typy posouzení pro posouzení hliníku, konfigurace posouzení a podpory pro navrhování nezbytné pro postup posouzení. Totéž platí pro pruty nebo sady prutů posouzené prostřednictvím zástupců.
Typy posouzení
Typy posouzení hliníku zahrnují definici vzpěrných délek, lokálních redukcí průřezu (zohledňovaných pouze při posouzení na tah) a příčných svarů (obrázek 4). Definice vzpěrných délek je nezbytná pro určení kritického zatížení při poruše stability. Poté, co přiřadíte vzpěrnou délku objektu zájmu, jsou nastavení a vzpěrné délky zohledněny při posouzení stability. Dále při posouzení můžete zohlednit lokální oslabení průřezu (například otvory pro šrouby) související s objektem přiřazením lokální redukce průřezu prutu v příslušném okně. Kromě toho je možné zohlednit lokální pokles pevnosti v zóně vlivu tepla (HAZ) způsobený příčnými svary.
Konfigurace posouzení
Ke konfiguracím posouzení můžete přistupovat buď prostřednictvím okna Upravit prut, nebo prostřednictvím Vstupních dat tabulky Aluminum Design. Specifikace v rámci konfigurace posouzení platí pro všechny objekty, kterým je konfigurace přiřazena. Pokud není objektu k posouzení přiřazena žádná konfigurace posouzení, neprovádí se pro tento objekt žádná posouzení mezního stavu únosnosti ani mezního stavu použitelnosti.
Eurokódy doporučují provádět výpočty pro dva mezní stavy: mezní stav únosnosti a mezní stav použitelnosti. První z nich se vztahuje k situaci, kdy je kontrolována bezpečnost konstrukce tak, aby byla zabráněno zhroucení a poruše konstrukce, zatímco druhý se vztahuje k určitým požadavkům na normální používání konstrukcí. U hliníkových konstrukcí to zahrnuje požadavky na průhyb a za určitých okolností na kmitání. Vzhledem k nízkému modulu pružnosti hliníku je tento mezní stav obecně rozhodující návrhovou situací pro hliníkové konstrukce.
Konfigurace posouzení únosnosti
Konfiguraci únosnosti můžete vytvořit definováním různých nastavení, která ovlivňují posouzení hliníku (obrázek 5). Můžete například definovat, zda se kromě návrhů průřezu provádějí i kontroly stability, a upravit další s tím související nastavení. Dále je k dispozici volba Mezní hodnoty pro zvláštní případy, která vám umožní zanedbat při posouzení určité vnitřní síly, které jsou pro únosnost bezvýznamné. Pokud tuto volbu nepoužijete, mohou být určitá posouzení znemožněna nebo může být vyžadováno použití nevýhodnějších interakčních vzorců.
V závislosti na zvolené projektové normě jsou v konfiguraci mezního stavu únosnosti k dispozici další volby, jako je aktivace pružného návrhu průřezu, alternativní hodnoty tvarových součinitelů a exponentů v interakčních vzorcích nebo další podrobná nastavení pro posouzení lokálního boulení nebo střihového boulení. U projektové normy EN 1999 naleznete relevantní součinitele podle zvolené národní přílohy v parametrech normy v okně, ale můžete je také upravit uživatelem definovanou hodnotou.
Konfigurace posouzení použitelnosti
Konfigurace použitelnosti můžete vytvářet z hlediska mezních hodnot průhybu, které musíte při posouzení kontrolovat (obrázek 6). Tyto mezní hodnoty se vztahují k referenční délce prutu, která je stanovena na základě podpor pro navrhování definovaných na kartě Podpory pro navrhování a průhyb. Jinými slovy, okno Podpory pro navrhování a průhyb zobrazené na obrázku 7 slouží k definování okrajových podmínek pro posouzení mezního stavu použitelnosti hliníkové konstrukce.
Globální nastavení
Globální nastavení posouzení hliníku můžete otevřít kliknutím na ikonu Globální nastavení doplňku uvedenou na obrázku 8. Tato nastavení jsou nezávislá na projektové normě, ale standardní hodnoty se mohou lišit. Kliknutím na tlačítko Obnovit výchozí se obnoví výchozí nastavení dialogu podle zvolené projektové normy.
Další volby pro posouzení hliníku
RFEM 6 nabízí další volby, které ovlivňují posouzení hliníku. Můžete například prutům přiřadit jiné typy (jako jsou excentricity prutů nebo klouby na konci prutu), jak je znázorněno na obrázku 9. Můžete také zohlednit příčné výztuhy prutů pro ztužení oblastí prutů náchylných ke vzpěru. Ty se používají například pro vysoké nosníky nebo body aplikace velkých osamělých zatížení. Můžete také definovat pruhy s torzní podporou prutu, abyste zohlednili podporu proti zkroucení kolem podélné osy prutu nebo sady prutů poskytovanou součástmi, jako jsou trapézové plechy nebo vaznice. Smyková pole prutů mohou být použita ke zohlednění příčné podpory poskytované ztužením nebo trapézovým plechem. Obojí je zohledněno interním řešičem vlastních hodnot při určování elastického kritického momentu nebo součinitele kritického zatížení pro klopení.
Výpočet
Před zahájením posouzení je důležité zkontrolovat Vstupní data doplňku Aluminum Design. Výchozí nastavení například předpokládá zohlednění všech návrhových situací při posouzení. Návrhovou situaci pro posouzení hliníku však můžete deaktivovat odškrtnutím zaškrtávacího políčka „K posouzení"; pro tuto návrhovou situaci pak nebudou provedeny žádné kontroly.
Tento výběr je synchronizován s výběrem doplňku Aluminum Design v nastaveních návrhové situace, jak je znázorněno na obrázku 10. Je třeba zdůraznit, že jednotlivé zatěžovací stavy, kombinace zatížení nebo kombinace výsledků nelze posoudit. Místo toho musíte tyto kombinace přiřadit návrhové situaci.
Podobným způsobem jsou všechny typy objektů přítomné v modelu uvedeny v tabulce Aluminum Design (obrázek 11). Zaškrtnutím políčka „Posoudit vše" budou všechny dostupné objekty vybrány k posouzení. Alternativně můžete ručně určit objekty, které mají být posouzeny/odstraněny z posouzení, odškrtnutím políčka „Posoudit vše" a zadáním čísel objektů, nebo grafickým výběrem objektů zájmu.
Pruty s jiným materiálem (například beton nebo dřevo) nebo s nevhodným průřezem (například tlustostěnný plný průřez) pro posouzení hliníku jsou automaticky rozpoznány a vyloučeny z posouzení. Kromě toho nebudou hliníkové plochy zohledněny doplňkem Aluminum Design; můžete je vyhodnotit pomocí doplňku Analýza napětí a deformace.
Doplněk Aluminum Design můžete spustit výběrem tlačítka Zobrazit výsledky ve vstupní tabulce (obrázek 11) nebo výběrem Aluminum Design v dialogu „K výpočtu". Po spuštění výpočtu se zobrazí postup výpočtu, stejně jako průběh výpočtu a aktuální postup výpočtu.
Výsledky
Po dokončení výpočtu jsou rozhodující výsledky a míry využití posouzení na prutech nebo sadách prutů k dispozici v tabulce s výsledky. Výsledky doplňku Aluminum Design můžete zobrazit také graficky prostřednictvím karty Výsledky v navigátoru. Pokud se během kontrol vyskytnou upozornění nebo chyby, nebo není splněno kritérium kontroly, je to zobrazeno v přehledu tabulky.
Kromě těchto výsledků mohou být zobrazeny kontroly štíhlosti pro pruty nebo sady prutů. Ty jsou založeny na porovnání štíhlosti pro rovinný vzpěr vypočtené z poměru vzpěrné délky k poloměru setrvačnosti na jedné straně a mezních hodnot z globálního nastavení na straně druhé.
Vzhledem k tomu, že vzpěrná únosnost je posouzena posouzením stability, kontrola štíhlosti nepředstavuje skutečné posouzení a není zahrnuta ve výchozí výsledkové tabulce. Proto, abyste tyto kontroly zobrazili, musíte aktivovat výsledkové tabulky štíhlosti ve Správci výsledkových tabulek, který je dostupný prostřednictvím ikony uvedené na obrázku 12.
Podrobné kontroly posouzení pro každý typ kontroly posouzení můžete zobrazit dvojitým kliknutím na ně nebo pomocí ikony Podrobnosti kontroly posouzení. Kromě vzorců obsahují podrobné výsledky odkazy na normy, takže můžete kontroly posouzení přesně dohledat a podrobně porozumět provedeným kontrolám.
Závěrečné poznámky
Doplněk Aluminum Design v RFEM 6 vám umožňuje posoudit hliníkové pruty pro mezní stavy únosnosti a použitelnosti podle normy Evropské unie EN 1999-1-1:2013-12 (Eurokód 9) a normy USA ADM 2020. Data definovaná z hlediska materiálů, zatížení a kombinací zatížení a kombinací výsledků by měla odpovídat koncepci posouzení preferované normy.
Relevantní zatížení můžete aplikovat v souladu s běžným postupem zadávání zatížení v RFEM, zatímco data nezbytná pro posouzení můžete definovat aktivací vlastností posouzení prutu nebo sady prutů zájmu. Jakmile definujete vlastnosti posouzení, lze posouzení provést a výsledky jsou k dispozici v tabulkové i grafické podobě.
