Zadání liniových kloubů
V programu RFEM 6 lze liniové klouby zadat pomocí nabídky "Vložit". Jsou k dispozici také v položce “Typy pro linie” v navigátoru Data (obrázek 1). Postup zadání popíšeme na příkladu spoje v konstrukci znázorněné na obrázku 1.
Pro zadání liniového kloubu pro plochy, které se dotýkají v jedné linii, je nutné kloub přiřadit linii i ploše (jak ukážeme dále). Liniový kloub může být definován na libovolné hraniční linii plochy, ale ne na linii integrované v ploše, jako tomu bylo v programu RFEM 5.
Proto je v programu RFEM 6 potřeba nejdříve rozdělit plochu protínající linií, aby se linie integrovaná v ploše převedla na hraniční linii. Toho lze dosáhnout pomocí funkce „Rozdělit plochu liniemi přetínajícími plochu“ (obrázek 2). Pokud tedy máme pouze jednu plochu místo dvou samostatných (tj. pouze plochu č. 2 jako na obrázku 2), je třeba použít výše uvedenou funkci k rozdělení a získání dvou samostatných ploch, jako je tomu u plochy č. 2 a plochy č. 3 na obrázku 1.
Podmínky uvolnění
Zadání liniových kloubů znamená vlastně řízení jejich stupňů volnosti. V záložce „Základní údaje“ v okně „Nový liniový kloub“ se nastavují tyto základní parametry, takzvané „Podmínky uvolnění“. Na rozdíl od podpor se stupeň volnosti pro liniové klouby zaškrtnutím políčka aktivuje (u podpor se stupeň volnosti značí nezaškrtnutým políčkem). Liniový kloub má tři stupně volnosti pro posun (translační) a jeden pro natočení (rotační). Ty první popisují posun ve směru lokálních os, zatímco druhý popisuje pootočení okolo podélné osy linie.
Pro zadání kloubu je proto třeba nejdříve zaškrtnout stupně volnosti pro příslušné osy. Poté je možné nastavit konstanty translační nebo rotační tuhosti na nulu, nebo zadat určitou "konstantu tuhosti" pro modelování pružného kloubu.
Je třeba si uvědomit, že zadání uvolnění liniového kloubu se nevztahují na vnitřní síly na ploše, ale na lokální souřadný systém liniového kloubu. Stupně volnosti vycházejí z následujícího zadání os: osa x ukazuje ve směru linie; osa y představuje tečnu k rovině plochy, osa z normálu k ploše. Stupeň volnosti ux tak snižuje přenos sil podél okraje plochy a φx odpovídá kloubu.
Ve sloupci „Nelinearita“ (obrázek 5) v dialogu „Nový liniový kloub“ je možné cíleně řídit přenos vnitřních sil pro každou složku. Ačkoli v našem příkladu vybereme možnost "Žádná", v seznamu nelinearit jsou k dispozici následující možnosti: „Pevný, je-li záporné/kladné n/mx“ (lze určit, že se kloubový účinek projeví pouze u kladných/záporných sil nebo momentů), „Částečná účinnost“ (sami můžete určit typ a parametry pro zápornou a kladnou oblast) a „Diagram“ (můžete zadat libovolný počet definičních bodů pro pracovní diagram zadáním příslušných hodnot).
Pro φx kloub s nelineárními vlastnostmi lze také definovat průběh sil/momentů (definiční body definováním hodnot pro sílu a příslušné maximální a minimální momenty).
V dialogu „Nový liniový kloub“ (obrázek 3 a obrázek 5) je také k dispozici možnost „Spojení deska-stěna“ (k dispozici v sekci „Možnosti“). Tuto volbu lze aktivovat v případě připojení desky na stěnu ve zděných konstrukcích. Tímto způsobem lze nastavit parametry liniového kloubu pro omezení přenosu momentů.
To je nezbytné, protože v případě spojů desek a stěn ve zděných konstrukcích se momenty nepřenášejí neomezeně dlouho, ale pouze v závislosti na normálových silách. Vzhledem k tomu, že tato možnost není potřebná pro příklad v tomto příspěvku, budeme se jí věnovat podrobněji v některém z následujících článků databáze znalostí.
Jakmile zadáme všechny parametry liniového kloubu, je nutné kloub přiřadit jak linii, tak ploše. V našem příkladu se jedná o plochu č. 3 a linii č. 2. Provedeme to pomocí ikony "Vybrat plochy/linie" v pravém horním rohu dialogu "Nový liniový kloub"; jednoduše vyberte požadovanou plochu a linii, jak je znázorněno na obrázku 6.
Takto vygenerovaný liniový kloub je nakonec k dispozici v pracovním okně programu RFEM 6, jak je znázorněno na obrázku 7.
Závěr
Liniové klouby umožňují správně zohlednit spojení mezi plochami, které se dotýkají v jedné linii. Toto zohlednění je založeno na možnosti řídit určité stupně volnosti, a omezit tak přenos vnitřních sil a momentů.
Takto je možné zohlednit kompletní rozpojení ploch nebo polotuhé vazby pomocí lineárních pružin. V železobetonových konstrukcích lze liniové klouby použít k zadání montážní spáry. U dřevěných konstrukcí je modelování pomocí liniových kloubů zapotřebí kvůli velmi omezenému přenosu sil při rotaci.
Databáze znalostí