267x
001994
24.10.2025

Zohlednění interakce konstrukce na příkladu ocelové haly

Počítačový výpočet nosných konstrukcí umožňuje zohlednění různých interakčních jevů stavby. Tento článek osvětluje vliv interakce spojení-stavba a interakce podloží-stavba na návrh ocelové haly.

RFEM 6 umožňuje díky propojení přídavných modulů zohlednění některých interakčních jevů, které jsou často zobrazeny pouze pomocí zjednodušujících předpokladů. Základem a referencí je malá ocelová hala s výškou hřebene necelých 6 m a s půdorysem 6 m x 12 m. Je zatížena vlastní tíhou, sněhem a větrem. Uložení pat sloupů je považováno za vetknutí a spojení mezi krokvemi a rámem za kloubové. Není tedy zohledněna ani interakce s podkladem, ani vliv tuhosti spoje. Za těchto okolností jsou sloupy využity na 97 %. Globální deformace štítu činí necelých 270 mm.

Spoj-stavba interakce

Pro stanovení tuhosti spojů jsou všechny spoje modelovány v jejich přesném provedení, je aktivována spoj-stavba interakce a analýza tuhosti pro axiální posun pod normálovou silou a rotace vlivem momentu ohybu kolem silné, resp. slabé osy. Mají postačovat počáteční tuhosti. Spoj krokví je sice klasifikován jako kloubový, čímž je potvrzen zjednodušený předpoklad referenčního modelu, avšak uvažovaná rotační tuhost je 0,2 MNm/rad, což není rovno nule. Podobně je tuhost paty sloupu kolem slabé osy sice vyhodnocena jako tuhá proti ohybu, ale s hodnotou 5,2 MNm/rad není srovnatelná s vetknutím. Rotační tuhost kolem silné osy je naopak po analýze považována za poddajnou. V modelu konstrukce jsou generovány odpovídající kloubové tuhosti.

Vliv na návrhové hodnoty je významný. Využití sloupů klesá na 82 %, zatímco maximální deformace štítu je redukována na 66 mm.

Podloží-stavba interakce

V dalším kroku je modelován podklad pod halou a při statické analýze využitím metody tuhostních modulů zohledněn. Tato metoda vypočítává koeficienty elastického uložení v důsledku složení podkladu. Jako příklad je zobrazen profil zeminy z písku a dvou vrstev štěrku. Tyto se liší v tloušťce v oblasti základů, čímž se vytvoří odlišné elastické uložení pat sloupů.

Jelikož lze předpokládat, že změněné uložení má vliv na celou strukturu, jsou porovnány stejné charakteristické hodnoty: výsledkem je globální využití sloupů 81,4 % a maximální deformace štítu 63 mm. Zde vliv není tak významný, což samozřejmě závisí na konkrétním profilu podkladu. Využití u pat lze (dle zkoumaného sloupu) snížit o 1,3 až 3 %.

Závěr

Je možno konstatovat, že zohlednění interakčních jevů vždy přispívá k přesnosti výpočtu. Dle kvality jinak učiněných předpokladů může být rozhodujícím rovněž ekonomický aspekt. Často je však třeba rozhodnout na základě konkrétního případu, jaká náročnost na modelování a výpočet je účelná.


Autor

Pan Felber se v zákaznické podpoře stará o záležitosti našich uživatelů.



;