Doplněk Geotechnická analýza umožňuje používat vlastnosti ze vzorků půdy a specifické modely materiálů půdy k reprezentaci interakce mezi budovou a půdou, stejně jako vlivy jednotlivých komponentů základů mezi sebou. Navíc nabízí rozšiřitelnou knihovnu vlastností půdy, zohlednění několika vzorků půdy (sond) na různých místech, stanovení sedání a diagramů napětí, a jejich grafické a tabulkové zobrazení.
Praktický příklad
Po aktivaci doplňku můžete svou práci začít definováním materiálů půdy v dialogovém okně Materiály zobrazeném na Obrázku 02. V praxi je třeba materiálové vlastnosti půdy definovat ručně, protože jsou specifické pro každý jednotlivý projekt.
To je rovněž možné v RFEM 6, kde můžete definovat vlastnosti různých materiálů půdy. Kromě základních materiálových vlastností (například modul pružnosti, modul smyku, Poissonovo číslo, specifická hmotnost/hmotnostní hustota, koeficient tepelné roztažnosti) je nutné zvolit model materiálu, který bude použit pro realistické modelování chování půdního materiálu.
V aktuální verzi RFEM 6 je k dispozici model Mohr-Coulomb a také nelineární model s tuhostí závislou na napětí a deformaci.
V tomto příkladu je zvolena modifikovaná verze Mohr-Coulomb pro modelování chování zájmového půdního materiálu. Proto je třeba přiřadit parametry jako kohezní pevnost (c), úhel vnitřního tření (φ) a úhel dilatance (ψ) v souvisejícím dialogovém okně (Obrázek 03).
Je také k dispozici rozšiřitelná databáze, která usnadňuje výběr materiálových vlastností půdy. Pro ilustraci této funkce jsou další půdní materiály v tomto příkladu definovány prostřednictvím Knihovny materiálů, jak je uvedeno na Obrázku 04.
Dále byste měli definovat vzorky půdy zadáním informací získaných z terénních testů (tj. charakteristiky půdního profilu na různých místech). Vzorky půdy jsou k dispozici jako speciální objekty v RFEM 6.
Jak ukazuje Obrázek 05, můžete zadávat půdní vrstvy pro jednotlivé vzorky v přehledně uspořádaném dialogovém okně nebo poskytnutím příslušných dat v tabulkách. Jelikož byly vlastnosti půdního materiálu již definovány, můžete materiály vybírat přímo z rozbalovacího menu a přiřadit související tloušťku. Nicméně, je také možné definovat nové materiály při definování vrstev.
Pokud je během terénních testů zjištěna podzemní voda, můžete v tomto dialogovém okně přiřadit úroveň podzemní vody (Obrázek 05). Dále můžete definovat několik počtů vrstev a vzorků půdy, které budou použity k vytvoření půdy. Odpovídající grafické zobrazení podporuje definici samostatných vzorků a pomáhá vám zkontrolovat vstupní údaje.
Pro každý jednotlivý vzorek byste měli poskytnout související souřadnice pracovní roviny RFEM, které odpovídají skutečné poloze v terénu, pro kterou byl získán půdní profil. To lze provést buď v dialogovém okně Vzorky půdy nebo v tabulkách. V těchto můžete zkopírovat všechny souřadnice z dokumentu (například z Excelového souboru) a jednoduše je vložit. Půdní profily budou pak zobrazeny v pracovním okně, jak na Obrázku 06.
Data z hlediska vzorků půdy lze nyní použít k vytvoření půdního masivu, který je k dispozici jako speciální objekt jak v navigátoru dat, tak v tabulkách. Konkrétněji lze půdní masiv generovat z předem definovaných vzorků půdy, ale můžete jej také generovat jako sadu půdních pevných těles (tj. definováním pevných půdních těles ručně a jejich aplikací na masiv). V tomto příkladu bude použita první možnost.
Dialogové okno Půdní masiv je zobrazeno na Obrázku 07. Pro vytvoření půdního masivu ze vzorků půdy byste měli nejprve vybrat vzorky, o které máte zájem. Poté jste požádáni o definování geometrie půdního masivu přiřazením typu topologie, velikosti masivu a souřadnic jeho středu. Hloubka je přiřazována automaticky podle dat ze vzorků půdy.
Pokud je to nutné, můžete masiv rotovat okolo Z. Také můžete vzít v úvahu potenciální přítomnost podzemní vody vytvořením úrovně povrchu podvodní vody. Pokud je tato možnost v dialogovém okně zvolena, podzemní voda bude zobrazena v interaktivním grafickém zobrazení.
Jakmile je půdní masiv vytvořen, je zobrazen graficky v pracovním okně RFEM. Jak je zobrazeno na Obrázku 08, masiv se skládá z tolika pevných půdních těles, kolik je předem definovaných vrstev (v tomto příkladě 4).
Povrchy mezi těmito pevnými tělesy jsou NURBS povrchy definované s funkcemi splajny a aproximovány podle pozic vrstev ve vzorcích půdy. Pokud byla zvolena možnost zohlednění podzemní vody, úroveň podzemní vody je také dostupná v grafickém zobrazení.
Nakonec bylo zajištění okrajových povrchů vygenerováno pomocí položky Typy povrchů v navigátoru dat. Například můžete vidět, že podpory pro horizontální krajní povrchy na spodní části jsou pevné, zatímco pro okolní vertikální povrchy je povolen posuv (Obrázek 09).
Závěr
Vzhledem k tomu, že realistické určení podmínek půdy významně ovlivňuje kvalitu statické analýzy budov, je v RFEM 6 nabízen doplněk Geotechnická analýza k určení půdního tělesa, které má být analyzováno. Pro tento účel můžete poskytnout data získaná z terénních testů, protože doplněk vám umožňuje použít vlastnosti ze vzorků půdy k určení zájmových půdních masivů.
Takže byste měli přiřadit materiálové vlastnosti, vybrat vhodný model materiálu půdy a definovat půdní profily v programu. Pro každý vzorek půdy jste vyzváni definovat půdní vrstvy z hlediska materiálů a tloušťky, úrovně podzemní vody (pokud je to relevantní), a pozici vzorku v pracovním okně RFEM (odpovídající skutečné poloze v terénu, pro kterou byl půdní profil získán).
Půda je potom generována ze všech zadaných vzorků pomocí 3D pevných těles a je přiřazena ke struktuře pomocí souřadnic.